西安某办公楼蒸发冷却半集中式空调自控系统设计方案

摘要：以西安某办公楼为研究对象，提出了蒸发冷却半集中式空调系统即干工况风机盘管+蒸发冷却
新风机组自控系统的设计方案，将蒸发冷却空调的具体应用和自动控制紧密的结合起来，保证了系统
的安全和最佳节能效果。

引言
蒸发冷却空调机组在使用过程中受外界状况影响较大。为了保障空调机组工作的稳定性，需要其自身运行状态要随着外界状况的改变而进行自我调节，这样就必须引入自动控制技术，而自动控制技术的应用又能大大提高蒸发冷却系统的节能效果。
本文以西安某办公楼的蒸发冷却半集中式空调系统为对象，提出了蒸发冷却半集中式空调即干工况风机盘管+蒸发冷却新风机组自控系统的设计方案，实现了该系统的全面智能化节能控制，保证了系统的安全和最佳节能效果。
1蒸发冷却半集中式空调系统
1．1蒸发冷却半集中式空调系统结构(见图1)

蒸发冷却新风机组各个功能段依次为：过滤段、高温表冷器、低温表冷器、直接蒸发冷却器、送风机。蒸发式高温冷水机组各个功能段依次为：第一级表冷器、第二级表冷器、直接蒸发冷却器。
该工程为西安某办公楼空气调节系统，该办公楼空调自控系统主要采用干工况风机盘管+蒸发冷却新风机组的空调方式进行自动化控制和监控。
冷源由蒸发式高温冷水机组和空气源热泵机组共同提供。空气源热泵机组和风机盘管不纳入中央站的监控，其中风机盘管采用各房间就地控制，各房间的温度可由使用人员的喜好自由调整，能较好地适应局部环境，节约能耗。采用分布控制、中央监控的方式对上述系统的设备运行状态及运行工况进行智能化的监控。
1．2蒸发冷却半集中式空调系统冷源
蒸发冷却半集中式空调系统在夏季运行时，其冷源是由蒸发式高温冷水机组和空气源热泵机组共同来提供的，即蒸发式高温冷水机组和空气源热泵机组共同提供给干工况风机盘管高温冷水。蒸发冷却新风机组高温表冷器中的高温水是通过干工况风机盘管升温后的高温水来提供的，低温表冷器中的水由空气源热泵机组来提供，最终回到蒸发式高温冷水机组中进行喷淋。经过蒸发式高温冷水机组冷却降温后的水温介于湿球温度和露点温度之间，作为系统高温冷源。蒸发冷却半集中式空调的水系统，由高低温冷水共同供给，这是一种机械制冷与蒸发冷却相结合的复合式空调系统。这种空调方式可以有效降低高品位能源的消耗，提高系统的能效比。
在冬季，蒸发式高温冷水机组停止运行，打开蒸发冷却新风机组的高温表冷段和直接蒸发冷却段。空气源热泵机组作为热源，为高温表冷段和干工况风机盘管提供热水。
1．3系统控制过程
(1)夏季控制过程。
夏季运行时，干工况风机盘管仅仅承担室内的显热负荷，而新风机组承担新风负荷及室内的全部潜热负荷和剩余部分的显热负荷。新风机组夏季开启的功能段为：高温表冷器+低温表冷器+送风段。
该系统夏季空气处理过程如图2所示。

(2)过渡季节控制过程。
过渡季节运行时，根据室外空气的状况，可以分为两种运行模式。当室外空气的温度比较低时，可以直接采用一级蒸发冷却进行等焓加湿处理后直接送人室内。而当室外空气的温度相对比较高，一级蒸发冷却的温降有限难以满足室内温湿度要求时，则可以先采用一级间接等湿冷却，再开启直接蒸发冷却填料段进行加湿处理。由于一年中大部分时间处于过渡季节，因此过渡季的空调能耗所占的比例也相当大。在过渡季节采用蒸发冷却全新风的空调方式，既可以有效改善室内空气品质，又可以充分利用自然冷源实现“免费供冷”，与传统机械制冷系统相比节能80％左右。新风机组过渡季节开启的功能段为：高温表冷器+低温表冷器+直接蒸发冷却器+送风段。

投稿会员：芳华