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空气分布

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介绍

空气分配系统包括空气处理器,管道系统,以及用于加热,通风相关联的部件,和空调的建筑物。它们提供新鲜空气,以保持足够的室内空气质量,同时提供经调节的空气,以抵消加热或冷却负荷。他们的许多部件需要统一操作正确维护所需的条件。他们利用相对大量的能量,因此应用智能业务战略和良好的保养练习可以显著降低能耗。

两个主要组织监督这些体系的认证过程:

终端单元,位于调节到空间的温度和/或向空间的调节空间附近的装置描述于终端单元的操作和维护。

空气分配系统的类型

气流组织系统分为两大类,恒风量(CV)和变风量(VAV)。下面的描述提供了在大型商业和机构建筑中常见的通用系统类型的概述。

定容

定容系统以恒定的气流速率运行;只有温度变化维持区域设置点。定容单元可用于单区域或多区域应用。

单管系统提供通风并冷却​​至调节空间。需要加热的区域可具有在所述终端单元中的加热元件,而一些依靠加热一个完全独立的系统上。

双风管系统使用一个风扇,通过空气处理程序中的冷却和加热盘管移动空气,通过单独的冷热管道分配空气。根据区域要求,气流可以在终端混合箱中混合,也可以只提供冷却。

另一个定容系统是多区单元。多区机组从中央空气处理机组向多个区域提供空气。通过空气处理装置中的阻尼器将冷热空气混合,以满足各个区域的要求。然后,回火空气通过单个管道分布到各个区域。

可变体积

供气从VAV空气处理器的体积响应于终端单元的进的供给空气以保持区的温度设定点而变化。供给空气的风扇被控制以保持管道系统的静态压力设定点。1)旁路挡板,2)入口叶片无论是从或供气扇壳体内上游,或3)的可变速度驱动器:响应于在所述管道中的静态压力传感器,供给风量以以下三种方式之一调节在风扇马达调节风扇速度(VSD)。

可变体积系统通常通过单管系统提供通风和冷却。如果需要,在终端单元中加热空气。

变风量风设计的一种变体是地下空气分配系统。低压供气从空气处理器(或送风竖井)进入地板下的空气静压箱。然后,送风直接通过扩散器进入空调空间或进入终端单元,在进入空调空间之前,终端单元可能会给空气增加热量。与架空变风量系统相比,该系统使用的风扇能量更少,而且由于送风从靠近居住者的楼层进入空调空间,而不像架空变风量系统那样与空调空间的整个风量混合,供暖和制冷能量也减少了。

空气处理器配置配置

空气处理装置的特点是通过回火线圈驱动空气。

Draw-through单位在风机的低压侧或进口侧安装回火盘管。空气在进入线圈之前通过阻尼器和过滤器组。这最大限度地减少了线圈和风扇进口之间的距离,同时仍然提供均匀的流动通过线圈。然后,风扇将空气直接排放到一个管道,或进入一个带有几个供应管道的静压室。

吹风机都是抽到的反面。线圈位于风机的高压侧或出口侧。因为风机排出的空气是紊流的,所以盘管必须离风机足够远的下游,以确保足够的层流空气流动,以实现有效的传热。这些系统通常比拉穿装置大。另外,一个压力板(穿孔金属板)可以安装在风机排气下游,以确保层流空气流过盘管。这缩短了套管长度,但会导致系统压力下降,增加能源消耗。

打包系统

包装系统主要具有单管道系统相关联。它们可以是“现成的货架”或定制,并且可以有许多HVAC系统组件和配置。冷却部件可以包括压缩机,冷凝器,和蒸发器。(这些也可以提供加热,如果配置用于操作作为热泵)。单独的初级加热部件可包括一个气体炉或电阻线圈。

屋顶空气处理机(RTAH)

内置了系统

组合式系统往往比封装式系统更大,由单个部件现场组装。它们通常包含一个冷却盘管,使用来自中央制冷设备.加热,如果提供的话,是由热水或蒸汽盘管从所提供的,通常是中央热水或蒸汽锅炉.一些较老的机组出现了电阻热。组合系统包含至少一个供应风扇,用于将空气通过风门、空气过滤器和盘管进入管道系统。

对于再循环部分供气的空气处理系统(这也适用于许多大型组件),一个回风风扇将空气从空调空间移回空气处理器。对于配备省煤器的空气处理系统,提供了一个释放空气路径,使省煤器引入的额外室外空气能够离开建筑物,从而防止控制建筑物压力的问题。

空气分配系统的关键部件

配风系统的关键部件有:

  • 球迷
  • 线圈
  • 过滤器
  • 障碍物
  • 管道

球迷

风扇通过与叶轮(叶片)供电的由电动机推动它使空气移动。推动其在水英寸测得的空气压力的增加。

当空气被加压时,它通过风扇时由于摩擦而加热。如果风扇电机位于气流中,会增加更多的热量。空气温度可以上升1到5度或更多,取决于系统运行压力。

在暖通空调系统中最常见的风机设计是离心式和轴流式。

离心

对于离心风机,空气通过转子进入风机外壳,作90°旋转,被涡旋状的外壳和风机叶片捕获,并强行通过风机排出。在暖通空调应用中常见的离心风机有三种:

  • 翼:球迷向后弯曲的风扇和深的翼型叶片。这是最有效的离心式风机和以更高的速度旋转。
  • 后倾式:扁平轮叶片的风扇偏离风扇转向的方向。这种设计仅略低于翼型设计。
  • 向前弯曲:使用小的刀片是弯曲的向前的旋转方向的球迷。这些是最低效的三个离心设计的,主要用于在低压HVAC应用。

离心帆

轴向

随着轴流风扇,通过螺旋桨型转子在一条直线路径移动的空气,以产生气流。三种类型的轴流风机在HVAC应用中常见的有:

叶片轴流:具有固定,可调或可控间距叶片的风扇。这些是最有效的轴向风扇。导向风扇叶片前面或背后的导叶提高压力能力和效率。这些是没有粉丝带的直接驱动装置。叶片轴向风扇是嘈杂的,通常需要声音衰减。

管轴向:风机通常用于空间限制,不能使用离心风机的地方。

螺旋桨:风扇通常用于以较低的压力增加来输送大量空气。这些是效率最低的风扇设计。

轴流式通风机

线圈

盘管是热交换器,在供气流和能量传输介质(水、蒸汽或制冷剂)之间传递能量。

大多数线圈由布置成行的铜管制成,专门设计用于所需的能量传递量。当差动温度高时,它们可能是裸管,或者延伸差分温度较低的渗透。

一般来说,为了每立方英尺的空气传递更多的能量,就需要更多的排和鳍。增加行使线圈“更深”,并增加线圈的静压损失。

过滤器

空气过滤器用于防止空气微粒进入和在建筑物内再循环,并保护风扇、盘管、其他下游设备和居住者。气流中的大多数污染物是由居住者的衣物、纸屑和复印机墨粉等物品在内部产生的。外部污染物也会对室内环境产生微粒。例如,发动机排气中含有一种细小的类似煤烟的物质。过滤器有不同的过滤级别,并按照ASHRAE标准52.2的MERV(最低效率报告值)进行分类。

大多数空气处理器的尺寸是通过过滤器部分以300-600英尺每分钟移动空气。更高的速度会导致微粒穿过过滤器,降低其效率。因此,通过所有过滤器组的气流应尽可能均匀,以避免产生湍流气流的高速特性区域。

有三种一般类型的过滤器:

  • 纤维中面板:过滤介质具有粘性表面,颗粒撞击介质而粘附。这些范围从30% (MERV 4)的旧标准到99.99% HEPA过滤器(MERV 15及以上)。尺寸从12英寸到24英寸不等。
  • 可再生纤维卷式过滤器:这些过滤器通常使用辊上的MERV 4过滤材料。压差传感器激活一个小电机,使过滤器在空气处理器的气流中滚动。这个动作并不会在整个气流中替换过滤器,而仅仅足以将压降降低到一个可接受的水平。这将在脏的部分产生较低(低于设计)的速度,而在干净的部分产生较高(高于设计)的速度。
  • 电子空气净化器:它们使用电子降水来过滤空气。粒子通过电离区时带正电。这些带正电的微粒然后通过带有正电的直流板的收集部分。微粒被吸引到平板上并粘附。这些空气净化器会产生臭氧,但如果保养得当,其浓度很少会危及健康。

障碍物

阻尼器通过空气分配系统直接控制气流。它们还可以安装在某些防火墙或地板中,用于防生安全,以防止火灾和烟雾迁移。这些电动机通常由火灾报警系统控制,但直接数字控制(DDC)系统的可靠性最近的进步允许HVAC DDC系统控制寿命安全系统。

阻尼器通过刀片布置,泄漏率和控制类型进行分类。

叶片排列(平行或对刃):通过平行刀片阻尼器的气流对于阻尼位置而不是线性的。百分之九十的设计流速可以在50%打开的阻尼器中达到。相对的刀片阻尼器更线性,允许通过致动器的整个行程更精确地控制。

平行叶片阻尼器的一个变体是阻尼倒车。这通常是通过空气压力下操作,并且被设计为仅允许在一个方向上的空气运动,如从建筑物排气系统。这些都不是低泄漏阻尼器和可允许空气从在一定条件下的建筑物逃逸,即使当风扇关闭。

对置叶片流体调节器(罗斯金)

泄漏率:这通常说明了结构的质量:泄漏率越低,阻尼器的质量越高。现在许多能源法规要求在室外空气中使用“低泄漏”阻尼器来节约能源。

控制类型(调制或二位):调制阻尼器具有致动器,其响应来自DDC系统的可变输入并控制气流,通常在最小和最大位置之间。这些用于VAV终端单元以及空气处理程序中的空气侧分量器。

双位置阻尼器有执行器,可以完全打开或完全关闭阻尼器。它们用于在不运行时将排气扇与外部隔离。它们也广泛用于生命安全应用于防火阀和防火/烟雾阀。

管道

有两种一般类型的管道系统:单管和双管道。每种类型都可以用于常数和可变流量应用。

管道通常由镀锌钢制成,通常缠绕或衬有玻璃纤维保温,两者都可以减少通过管壁的热量损失或增益,并在管道携带冷却空气时防止水蒸气在管道外部冷凝。绝缘,特别是管道衬里,也降低了管道传承的噪音。两种绝缘材料通过管道壁减少了“突破”噪音。

虽然镀锌钢是最常见的材料,风管可以由风管板制造,一种刚性形式的玻璃纤维。玻璃纤维提供了内置的隔热和内部表面吸收声音,有助于安静的HVAC系统的运行。由于材料的结构限制,这种类型的管道通常用于2英寸或更小的低压系统。

柔性管道,也称为“挠性”,有多种材料配置,但通常是柔性塑料在金属线圈上,使圆形,柔性管道。最常见的情况是,管道上覆盖一层玻璃纤维绝缘层,一层薄塑料层保护绝缘层。柔性管道便于将送风口连接到刚性管道系统上。然而,通过弯曲的压力损失高于大多数其他类型的管道。因此,管道应该是短的,小于15英尺,并尽可能直。弯曲时必须避免扭结。挠性材料最常见的用途是将管道送风连接到终端设备。

无论何种材料,适当地密封管道对于防止不可避免的泄漏是至关重要的。

安全问题

在维修风扇和相关设备之前,请断开电机和附件的电源。在任何操作旋转设备附近工作都有潜在的危险。电子过滤器可能需要特殊接地,才能安全维护。经常查阅制造商的设备手册,以了解安全维护操作,并遵守锁定/标签退出协议。

最佳实践和高效运作指标

这些最佳实践将有助于提高气流分配系统的性能和降低运营成本:

改善干灯泡温度计控制:当室外空气温度低于回风温度时,设计了一个省煤器以减少或消除机械冷却。经常,省煤器转换设定值太低,无法利用省煤器可用的最大冷却小时数。节能器可以节省相当多的能源,但如果不了解建筑运营商,它的表现往往不佳。

节能控制策略:

  • 安排空气处理系统:检查DDC系统或机械时钟中的设备调度。设备时间表通常是“暂时”延长,然后就被遗忘了。
  • 重置送风温度:温和的天气,通常是在春天和秋天,允许一个更温暖的送风设定降温和一个更冷的送风设定加热。
  • 拓宽区域温度死区:这将最大限度地减少能源消耗,并有助于防止供暖和制冷系统之间不必要的“争斗”。它还控制不稳定性,特点是加热和冷却模式之间的短期循环。
  • 关闭外部空气阻尼器在供暖季节的早晨热身。在住户到达之前给大楼加热,确保外部空气阻尼器完全关闭。
  • 执行清晨冲洗:在冷却季节,开始机械冷却之前预冷用100%的外部空气(当外部空气温度允许)该建筑物。
  • 聘请最佳启动控制:许多建筑物DDC系统具有最佳启动控制功能,当启用时,通过在占用者到达之前,通过在占用前达到占用设定点之前的建筑物HVAC系统来降低能量使用。
  • 变风量系统静压复位:静压设定点可以通过一个区域级的控制反馈环自动复位。这种控制策略允许供应风扇,以保持保持舒适的个别区条件所需的最小气流。
  • 关掉加热线圈阀在冷却季节:冷却季节应关闭许多空气处理器预热盘管和双管热甲板阀,以防止意外和不必要的加热。

维护的最佳实践

以下是一些建议,以改善维护做法的组件:

过滤器:并非所有的过滤器都是一样的。使用扩展表面积过滤器升级现有的过滤系统。这些过滤器具有较低的初始压降,较高的粉尘保持能力,和较高的结构评级。好处包括更长的更换周期和更低的压降(节省风扇能量)。

过滤器有时会改变在一定时间间隔,它们的有效使用寿命结束前。按照过滤器制造商的指导方针和整个滤波器组使用的压降作为标准来更换过滤器。

粉丝:风扇通常提供多年的无故障运行与相对最小的维护。然而,这种高可靠性可能导致自满,导致忽视维护和最终故障。按照制定的预防性维护规程,清洁机壳和风扇叶片,润滑和检查密封件,调整皮带,检查轴承和结构部件,跟踪振动。

线圈:线圈清洁度直接影响传热往返空气流的效率,以及整个HVAC系统的性能。干净的线圈具有较低的水侧和空气侧压降,从而降低风扇和泵能耗。较低的风扇和泵能量消耗也意味着减少风扇和泵热 - 用于冷却过程的寄生载荷。清洁脏卷通常延迟,因为它是不愉快和耗时的。最佳的线圈清洁策略是防止它们在第一个地方变脏,常规过滤维护(线圈外部)和水处理(线圈内部)。

传感器:清洁和校准传感器。试图根据校准错误的传感器的错误输入值来控制暖通空调系统是徒劳的。同样,一个干净的、经过校准的传感器放在一个不好的位置,也会打败一个执行良好的控制策略。

管道:管道泄漏会阻止很大比例的送风到达预定的目的地。定期检查管道系统和入口端口是否有泄漏和绝缘完整性。靠近终端单元的柔性导管可能会断开或卷曲,大大减少流向终端单元的气流。

振动分析:良好的预测性维护实践是振动分析对大型风扇和电机的周期性。将振动签名与先前的读数进行比较,以适应部件劣化,例如磨损的轴承,轴对准或扇形叶片不平衡。在大型设施中可以经济购买设备并培训内部工程师进行此分析。否则,聘请外部承包商。

下表提供了维护任务的清单。

参考文献

Colen,哈罗德R. 1990年。HVAC系统评估,金斯敦,马:R.S.意思是公司Inc。

Ashrae手册2000,加热,通风和空调系统和设备美国供热、制冷和空调工程师协会

太平洋煤气电力公司,1997年,中央HVAC系统和商业设施的应用太平洋煤气和电力公司。

FEMP O&M最佳实践指南2.0,2004年7月

联邦能源经理FEMP持续调试指南,2002年10月

医疗保健能源指南,美国医疗保健工程学会,2003年12月。

建立性能服务,西北能源效率联盟,2003年。

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