5 运行经济性分析
本节引用文献[4]中的工程实例,对DOAS系统和VAV系统进行技术经济比较。
此工程为宾夕法尼亚州立大学的演播室,面积为297.3㎡,吊顶高4.3m,照明安装在2.7m高度,设计容纳人数为40。DOAS系统为定风量、变温
度运行,并联安装两台17.5kW的制冷机,DOAS冷却盘管和冷却吊顶各一套冷水管路,0.61m×3.96m的冷却吊顶单元三个一排,共八排。当室内
冷负荷不大时只运行DOAS系统;当DOAS系统不能满足空调要求时开启冷却吊顶。如果采用VAV系统时,选用一台49kW的制冷机。DOAS系统与VAV
系统均在上午8点开启,晚上7点停机。
5.1 冷却盘管负荷
VAV系统的冷负荷和新风负荷都是由空气处理机组中的冷却盘管负担;而DOAS系统的全热交换器负担新风的全部湿负荷和部分冷负荷,大
部分新风冷负荷由空调机组冷却盘管承担,冷却吊顶负责显热负荷。相对于VAV系统DOAS系统节省了全热交换器处的负荷。经统计,VAV系统为
39MWh/年;DOAS系统为36MWh/年,见图6。DOAS系统制冷机负荷减少了7.6%。
5.2 制冷机能耗
DOAS系统的制冷机能耗降低。VAV系统为10.6MWh/年;DOAS系统为7.9MWh/年,见图7。如前面给出的制冷机功率,因为能量回收,DOAS系
统的制冷机能耗减少了近29%,年制冷机能耗约降低25﹪。
图6 冷却盘管负荷图 图7 制冷机能耗
5.3 水泵能耗
由于采用冷却吊顶,DOAS系统的水泵能耗要比VAV系统的多一些。VAV系统为0.38MWh/年;DOAS系统为0.75MWh/年,增加0.37MWh/年,见图
8,但增加的这一部分能耗可以由其它设备节省的能耗抵消。
5.4 风机能耗
本工程中新风量为566L/s,人均14.2L/s,较标准新风量9.4L/s略高。VAV系统的设计风量为1520L/s。VAV系统风机能耗为7.97MWh/年,比
DOAS系统能耗2.33MWh/年要大,见图9,可知采用DOAS系统耗电量每年可节省71%左右。
图8 水泵能耗图 图9 风机能耗
5.5 总能耗分析
以上分析了各设备的能耗,下面从整体运行能耗方面对两种系统进行分析对比。将上述三种能耗相加,得出总能耗,如图10。DOAS系统的
总能耗为10.98MWh/年,VAV系统的为18.92MWh/年。DOAS系统相对节省运行能耗7.94MWh/年,节能40%。图10 总能耗分析
6 初投资对比分析
在初投资方面,DOAS系统与VAV系统相比较,也具有很大的竞争优势。本节引用文献[5]的工程实例对两种系统进行初投资比较。建筑物是
位于费城(Philadelphia)的六层砖结构的办公楼,建筑面积17298㎡,比较结果见表2。
表2 DOAS系统与VAV系统初投资比较(按美元折合人民币)表2中“建筑层高降低带来的收益”一项是由于DOAS系统需要的新风量较VAV系统少,总风量相应变少,造成风道尺寸减小,从而使得建筑
层高降低,带来经济收益。
从表2可知,DOAS系统的初投资小于VAV系统的初投资。而且,DOAS系统被美国能源部2001年4月份出版的商业建筑能耗手册列为美国当今和未
来,在经济上最有优势的15项暖通空调节能技术之一[7]。
7 结论
DOAS系统用低温新风负担室内全部新风负荷、潜热负荷及部分显热负荷,既解决了新风问题,又解决了空调凝水污染问题;DOAS系统可以
有效防止建筑内的交叉污染,而且技术经济各方面都是可行的。
参考文献
[1]StanleyA.MummaandKurtM.Shank.2001.AchievingDryOutsideAirinanEnergy-EfficientManner,ASHRAETransaction,2001,V.107,Pt.1
[2]WayneMorris.2003.TheABCsofdedicatedoutdoorairsystems(DOAS),ASHRAEJournal,May2003
[3]王晋生龙惟定建筑的生化污染物传播与控制研究暖通空调,2003,33(4):1~6
[4]StanleyA.Mumma.EnergyConservationBenefitsofaDedicatedOutdoorAirSystemwithParallelSensibleCoolingbyCeilingRadiantPanels
[5]StanleyA.Mumma.EconomicsofImprovedEnvironmentalQuality.ASHRAEIAQApplications,Spring2002
[6]ANSI/ASHRAEStandard62-2001,VentilationforAcceptableIndoorAirQuality.
[7]殷平独立新风系统(DOAS)研究(1):综述暖通空调,2003,33(6):44~49