4 控制效果分析
针对三种空调形式（Single zone , Multizone , VAV）在不同的气候条件下，采用五种不同的新风控制策略（固定最小新风量、总回风浓度控制在1000ppm或800ppm以下、每层回风控制浓度在1000ppm以下，每个工作区域浓度控制在1000ppm以下）工程内空气品质进行了比较分析。
不采用CO2浓度控制时，不同空调系统工程内空气品质结果如表2，当采用CO2浓度控制时，Multizone和VAV空调系统工程内空气品质结果如表3。VAV空调系统采用不同的CO2浓度传感器安放位置时的工程内空气品质结果如表4所示。
表2 不采用CO2浓度控制时不同空调系统工程内空气品质结果
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控制策略 |
CO2 浓度(ppm) |
甲醛浓度 (ppm) | |
|
平均值 |
最高值 | ||
|
Single zone |
640 |
3511 |
0.049 |
|
Multizone |
541 |
977 |
0.044 |
|
VAV |
583 |
979 |
0.051 |
表3 采用CO2浓度控制时Multizone和VAV空调系统工程内空气品质
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控制策略 |
CO2 浓度(ppm) |
甲醛浓度 (ppm) | |
|
平均值 |
最高值 | ||
|
固定新风 |
541 |
977 |
0.044 |
|
1000ppm |
586 |
1210 |
0.077 |
|
800ppm |
535 |
1004 |
0.063 |
|
控制策略 |
CO2 浓度(ppm) |
甲醛浓度 (ppm) | |
|
平均值 |
最高值 | ||
|
固定新风 |
583 |
979 |
0.051 |
|
1000ppm |
628 |
1209 |
0.100 |
|
800ppm |
576 |
1009 |
0.085 |
表4 VAV空调系统采用不同的CO2浓度传感器安放位置时的工程内空气品质
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传感器位置 |
供热能耗 |
(Mwh) |
CO2 浓度(ppm) |
甲醛浓度 (ppm) | |
|
平均值 |
最高值 | ||||
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总回风道 |
145 |
0.80 |
628 |
1209 |
0.1 |
|
每层回风道 |
145 |
0.80 |
614 |
1190 |
0.097 |
|
工作区域 |
149 |
0.89 |
565 |
941 |
0.078 |
从表4可以看出：在每层设置传感器并没有多大改善，因为大多数时间因为全新风运行，所以控制事实上没有用。采用工作区域设置传感器能耗增加不多，但工程内空气品质大大改善。以上所有依据CO2控制的策略，工程内甲醛浓度均高于固定新风策略。因为甲醛是全天24小时都散发的，晚上没有新风的时候甲醛浓度更高，固定新风在早晨提供新风稀释，浓度降低，但是在CO2浓度控制下，需要几个小时后才开始提供新风，所以导致工程内人员将暴露在高浓度下很长时间。
综合以上各种情况，可以得到以下结论：需求通风能够在保证良好的工程内空气品质的前提下，壁免了过多的新风量，能耗降低5～80％，回收年限在几个月至几年；人防工程内人员密度大时，需求通风优势更明显；对于有渗透和外窗的建筑，需求通风考虑了对工程内空气品质的贡献；考虑新风温度的差异，需求通风系统在气候较为炎热的地方，节能潜力更大。
5 展望
需求通风在人防工程应用，还应该在以下几个问题上作进一步的研究：尽管需求通风能实时反应人防工程内空气品质，并随时根据工程内状况调整提供的总新风量，但是依然没有解决满足热湿环境需求与空气品质需求的耦合性问题；总新风能根据所有房间的需求（由空气品质最差的房间决定）而变化，但是每个区域的新风却不能变化；可以设置新风的变风量系统，每个房间的新风量由该房间的CO2浓度决定，而总新风量由所有房间的新风总和决定；解耦问题将送风同时满足工程内空气品质和热湿环境的两个功能进行分离，实现解耦。比如：辐射加独立新风系统，辐射解决人防工程内温度，新风解决工程内空气品质和湿度；风机盘管加变新风系统，风机盘管处理人防工程内循环风解决温湿度问题，新风变频解决工程内空气品质，避免工程内回风不能再利用的问题。
参考文献
1 Controlling minimum ventilation volume in VAV systems, Kettler, John P. ASHRAE Journal.v 40, n5, May.1998, 45-48, 50
2 VAV systems and outdoor air;Chamberlin, Glen A. (Univ of Missouri-Columbia); Maki, Kevin S.; Li, Zhenhai; Schwenk, Dave M.; Christianson, Leslie L.;ASHRAE Journal,.v 41, n10, Oct. 1999, 7 pp
3 Energy and IAQ impacts of CO2-based demand-controlled ventilation;Carpenter, Stephen C. ASHRAE Transactions, v102, n2, 1996： 80-88
4 Outdoor air flow control for VAV systems;Janu, George J. (Johnson Controls Inc); Wenger, Jarrell D.; Nesler, Clay G. ASHRAE Journal, v37, n4, Apr, 1995： 62-68
5 VAV系统中新风量的控制;钱以明,杨书明;《暖通空调》1999年第29 卷第3期
6 变风量空调系统的新风.同济大学曾艺,龙惟定.《暖通空调》2001，31卷第6期
蒋跃洪：男1960.2生，工程师，浙江杭州市
通信地址：浙江省地下建筑设计研究院