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一、冷熱源
關于冷源，《采暖通風與空氣調節設計規范》GBJ19?87第六章“制冷”中有“臺數不宜過多”、“應與空氣調節負荷變化情況及運行調節要求相適應”、“臺數不宜少于兩臺”等規定。
我們在考慮冷水機組配置時，應注意避免下列四種情況。
一要避免機組臺數過少，臺數過少存在的問題有：
(1)負荷可靠性下降，一旦負荷高峰時機組出現故障，影響的比例就大；(2)負荷適應性差。因為綜合性建筑中往往配置有娛樂場所等，其面積不大、冷負荷也不大，而娛樂場所又往往有提前和延長制冷要求，機組臺數少，意味著單臺制冷負荷大，一旦開啟，負荷就不適應，對離心式機組，往往易發生喘振現象，所以選擇離心機組，要滿足20%～40%負荷時能適應最小冷負荷的需要。
(3)機組臺數過少，機組低負荷運行的概率高，由于機組在低負荷下運行的COP低，因而能耗會增高。
二要避免機組臺數過多。機組臺數過多有如下缺點：
(1)單機容量下降，機組COP下降，能耗高；
(2)機組臺數多，配置的循環水泵也多，水泵并聯多，并聯損失高；
(3)機組臺數多，配置的循環水泵多，占用機房面積就大。
還有一種情況就是設計者有時會將高區低區的冷水機組截然分開，其實這是沒有必要的，因為高區可采用通過換熱的辦法，使高低區的冷水機組合為一個系統，這樣就可減少機組臺數。
(4)機組臺數過多，也意味著絕對故障點增多。
三要避免不恰當的使用多機頭機組(包括多機頭風冷熱泵或模塊化風冷熱泵、模塊化冷水機組)。如3臺30HT—280有24個機頭，3臺LSRF?829M有36個機頭，8臺CXAH250，總冷量僅1224kW，卻有32個機頭，絕對故障點太多。
四要避免一味地采用等容量機組。采用等容量機組，機房布置也許會劃一整齊，備品備件會少，但工程中往往有小負荷的不同使用功能的場所，如采用等容量機組，就容易造成負荷適應性差的缺點。其實《采暖通風與空氣調節設計規范》中有“大型制冷機房，當選用制冷量大于或等于1160kW(100×10?4大卡／時)的一臺或多臺離心式制冷機時，宜同時設置一臺或兩臺制冷量較小的離心式、活塞式或螺桿式等壓縮式制冷機”大小容量搭配的規定。
二、循環水泵與風機
載冷(熱)體的輸送離不開水泵和風機，水泵和風機的選用和配置是不可缺少的一環，對工程設計的成敗是十分重要的。
關于水泵，經常發生的有以下一些問題。
1、水泵揚程偏大。
有些僅需28～32m水柱的，選了40～50m水柱的水泵。多余揚程，一是靠閥門來消耗，其消耗的能量占的比例，個別工程甚至達70%；二是轉變成流量，如某工程，由于流量增加，流速增加，鍋爐設備入口的口徑配置本來就偏小(原按25℃溫差流量配置)，引起了鍋爐設備的振動。選擇水泵揚程大些就安全了嗎?其實不然。如果未安裝有限流閥、電氣專業也未設計過電流保護，就有可能燒毀電機；如果電氣專業設計了過電流保護，則會發生水泵電機發熱、電流增大，重則不能正常啟動的情況。導致水泵揚程選得偏大的原因是顯而易見的，沒有進行必要的水力計算和心中無數怕是主要原因，筆者建議，還是要老老實實地進行水力計算，做到心中有數，積累經驗。
2、冷熱循環水泵不分設。
工程中常見到冷熱循環水泵不分設的情況，有的是因為遷就了機房面積偏小，有的則是考慮不周所致。眾人周知，供回水溫差制冷時一般為5℃，制熱時一般為10℃，而且對一般冬冷夏熱地區，冬季制熱負荷比夏季制冷負荷小，對南京地區，一般前者為后者的60～80%。即冬季循環水量為夏季循環水量的0.3～0.4倍，水力損失僅為供冷工況的9～16%，輸送功耗僅為供冷工況時的2.7～6.4%。所以，若冷熱循環水泵不分設，將導致冬季能耗浪費，形成大流量小溫差運行。
3、一機一泵配置問題
一機一泵，①可避免運行一臺或2臺機組時，未關掉相應閥門造成水流量旁通，使機組COP降低，也使水泵運行工況點偏離額定工況點，電耗增加；②電氣控制設計方便；③可避免運行人員頻繁人工開或關主機或冷卻塔入口閥門，適應部分負荷時的運行。如設聯動電動閥，則投資高，閥易壞，系統不可靠。
另外，多臺水泵并聯，選擇時要按照泵的特性曲線作并聯分析，使工況點滿足不同臺數運行時的需要。
關于風機，經常發生的有以下一些問題。
1風機壓頭選用偏大，造成的后果除同水泵揚程選得偏大產生的后果外，如果風機是回風機，還會引起新回風混合箱內為正壓，新風進不來，新風口成為排風口，新風量不能保證的后果。
2離心風機出風口方向應該順氣流方向，這一點常常未引起設計人員或訂貨時的注意。離心風機出風口應有足夠長的直管長度，否則應順氣流方向，風機入口設計也應注意使入口氣流均勻進入風機；對雙進風風機，風機入口離箱壁距離也應≥1?25D，D為風機進口直徑。
3離心風機采用皮帶輪傳動時，現在一般也不作選擇計算了，直接選擇廠家設備，但應注意檢查皮帶是否是下緊上松，時有發生上緊下松的情況，最好還要再核算一下包角是否符合要求。
4目前普遍采用所謂BFP變風量空調器，風量較大時采用2臺以上風機并聯，其出口風速較高，有時甚至達24m/s，設計人往往通過靜壓箱(實為接管箱)直接連接，造成風噪聲大，阻力損失大(突擴、突縮局部阻力系數大，接管風速又高)，應該加設漸擴管后進靜壓箱，最好應作袂衩形處理。
5排風系統中，常常會遇到多臺小排風機排入豎井，末端還有一臺較大排風機接力后排出，實際形成多臺風機并聯后再串聯較大風機，此時應考慮小排風機的同時使用系數問題。
三、潔凈室、潔凈手術部設計
目前醫藥工業、潔凈手術部工程方興未艾。醫藥、包括口服液、針劑和保健品如凍干粉等生產需要潔凈技術來保證，必須符合《藥品生產質量管理規范》的規定；潔凈手術部也需要通過潔凈技術來達到防止細菌、灰塵污染手術部和防止外部環境污染手術部的目的。總而言之，都是潔凈設計問題。筆者認為，醫藥工業、潔凈手術部潔凈設計需注意的問題，也就是經常被忽視的問題有：
1、正壓風系統
潔凈手術部宜有一個集中的正壓風系統，因為手術室是間歇工作的，在非手術期間，如手術室相對低級別的相鄰潔凈手術室有一定的正壓值，即可防止污染空氣進入，從而可縮短潔凈手術室投入使用前的自凈時間，達到潔凈手術部的整體控制。
2、新風口、排風口前應有初中效過濾。
這一點往往被忽視，設計者也忽略了系統是間歇工作的問題。在間歇工作期間，污染空氣會通過新風口(或排風口)、新風管(或排風管)、回風管、回風口與室內相通，或通過排風口、排風管與室內相通，室內潔凈度會很快遭到污染。設置初中效過濾器(對潔凈手術部最好還應有亞高效過濾器)對保護末端高效過濾器、延長使用壽命也很有好處。
3、潔凈手術室回風口的設置。
潔凈手術室在大于手術區面積(指手術臺四側按手術室級別不同，外推一定尺寸所包的面積)的頂棚范圍內滿布高效過濾器送風口，均勻送風已能保證。所以回風口的設置對保證手術室合理的氣流分布是決定因素。在手術室四角設置回風口是不對的，在兩角設置回風口則更加不好，應在手術臺長度方向的兩側或一側(只有當手術室寬度＜3m時才允許)設置回風口，且回風口上邊高度不超過地面以上0?5m(即低于手術臺高度)、回風口下邊離地面不小于0?1m、回風口風速＜2m/s。同時，回風口應為豎向百頁，減少積灰，且回風口內必須設置過濾層(阻尼層)和中效過濾器。
4、對潔凈手術室，加濕器加濕水應達到飲用水要求，直接用干蒸汽加濕器或用自來水加濕是不合要求的，這一點是普遍被忽視了。
四、其他
1、 游泳池通風
關于游泳池的通風，筆者認為需要再提。目前小型供休閑、健身的游泳、戲水池工程較多，通風空調設計是解決“悶熱、結露、霉變”問題的關鍵，“悶熱、結露、霉變”產生的主要原因是池水及潮濕池邊的大量散濕，解決的辦法除了加強圍護結構隔熱處理或采取其他措施，如向圍護結構表面吹干燥熱風、設加熱排管等，使圍護結構表面溫度高于室內露點外就是通風，利用游泳池室內外的濕度差，將高濕含量的室內空氣排出室外，將低濕含量的室外空氣送入室內，來消除室內的大量散濕。游泳池通風空調設計中常被忽視或沒有注意到的是室外空氣含濕量是隨室外氣候而變化的這一客觀規律，所以用來消除室內散濕量的新風量也應該是變的，最大新風量，也就是系統的送風量應該是臨界狀態時消除室內散濕量的新風量(筆者推薦：室外空氣溫度等于室內空氣露點溫度為臨界狀態)。為適應這一要求，通風空調系統要設計成雙風機系統，回風、新排風量可調，原理系統圖如圖6所示，有條件時，可設計熱回收裝置，節約能耗。
2、消聲
消聲處理往往帶有隨意性和可有可無性，噪聲處理計算除有特殊要求外，一般被忽略，因此往往出現不理想的情況。常見的問題有：
① 根據布置的可能性設置消聲設備，設置了送風消聲設備卻忽略了回風消聲設備；沒有條件設置消聲設備時，在所謂靜壓箱(實際上只能算是接管箱)內貼保溫吸音材料算是考慮了，既增加了阻力損失，消聲效果也不夠，如果出現保溫吸聲材料貼得不緊密，壁板又嫌薄且無加強措施，還會增加附加振動噪聲。集中回風口的噪聲超標常困撓著用戶，消聲設備布置在空調機房內，二次再生噪聲影響和風管輻射噪聲也應引起重視，這點還應學習境外施工單位施工圖深化設計者的認真態度。
②風噪聲也是不能忽視的。風噪聲常發生在空調送風的始端風口處。由于風管始端往往按設備出口尺寸配置，或由于空間緊張，設計風管尺寸偏小，風速較大，風口處嘯叫的風噪聲很大，由于風口導流未考慮好，風口處送不出風來，有時甚至是吸風也時有發生。風口風量調節欠周，個別風口風速太大也會引起風噪聲。
2、 隔震
風機、水泵、空調器等空調設備，風管、水管的隔震處理應引起足夠重視，境外施工單位施工圖深化設計均提供各種詳圖，在圖紙中表示也很詳盡，這是值得我們學習的。某水泵廠樣本中有一種基礎做法泵體、減震墊和基礎用地腳螺栓直接固定，雖設了減震墊卻起不到減震作用，按此圖施工的某工程水泵間下是會議室，造成振動噪聲很大，會議室無法正常使用。設備基礎做法，設備和加重混凝土塊相固定，加重混凝土塊下墊減震墊(不相固定)，才能達到真正的減震目的。加重混凝土塊重量宜大于設備重量1.5倍以上為佳。減震設計計算也是不可忽視的。
送風口型式
因為不同類型的送風口有不同的送風氣流流形，所以送風口的型式要考慮不同的使用場合，不能盲目采用。如某工程在客房的床頭頂部使用了一般的百頁風口，平頂高度又不高，造成吹冷風感，后來更換了貼附射流型的散流器，才獲得較好的效果。又如某電影院樓座下的送風口，直流型氣流直吹觀眾，觀眾冷得逃離，后來在風口下加了裝飾檔板才獲得改善。
5、水過濾器
板式熱交換器的傳熱效率高，可在很小的溫差(0.5～1.0℃以上)下進行熱交換， 所以在空調系統中應用較多。但有個值得注意的問題是板交前必須設置水過濾器，且水過濾器的濾網要滿足必要的細度，宜大于60目／ 。不少工程因水過濾達不到要求，板交受堵，加上水流量偏大，使水阻增大，如某工程板交前水過濾器濾網較粗，致使板交前水壓0.35MPa、板交后只有0?07MPa了，阻力損失高達0.28MPa，板交后僅0.07MPa，如何能完成系統的正常循環呢?
板式熱交換器受堵與水系統沖洗是否得當也有關，系統沖洗必須隔斷空調設備(包括板交)進行，在供回水干管間增加臨時旁通管，在反復沖洗供回水干管后，才能結合空調設備再進行沖洗。
什么是速度型的壓縮機呢。簡單的講，壓縮機的功能是將低溫低壓的制冷劑氣體變成高溫高壓的制冷劑氣體。對于速度型機組，是靠給制冷劑加速來完成這一任務的。離心壓縮機由葉輪，括壓管這兩個關鍵的部件組成（其他部件與本題無關，就不多說了），當低溫低壓的制冷劑進入到葉輪中會隨著葉輪告速旋轉，速度增加后動能增加，然后在括壓管中減速。由于在瞬間無法進行熱量交換，速度能轉換成壓力能，這樣都使得制冷劑變成高溫高壓的氣體了。
既然是速度的機器，根據速度三角形原理，離心壓縮機的速度可分為徑向和軸向。徑向速度是由葉輪轉速決定的，只要葉輪轉速不變，則該速度不變。而軸向速度是由制冷劑的流量決定了。試想制冷劑的氣體通過的壓縮機的面積是一定的，流量越大，速度就越大嘛。當壓縮機在100%負荷運行時速度最大，但隨著壓縮機載荷的減少，壓縮機的流量減少軸向速度也減少。這時速度三角形的總速度與徑向速度的夾角越來越小，當小到一定程度時制冷劑氣體已經無法再被排出了，這時就發生了部分負荷喘振。滿負荷喘振是指壓縮機運行在設計工況以外了，不過很少發生?？蓞⒖紳崈羰遥?FONT face=Verdana>www.gdlingjie.com
關于客房排氣的熱回收系統
1 熱回收系統節能的重要性
1. 1 熱回收系統的節能
在中高檔標準客房中,新風量取值應在30～50 m3/(人?h)之間,新風負荷占空調總負荷的1/ 4～1/ 3。一般來說,當新風量與排風量之比小于1∶1. 05時,才能滿足文獻[1 ]要求的“客房內衛生間應保持負壓”,這樣既能排走因被人的呼吸、體臭、煙塵、濕汽等污染了的空氣,又能送入經過處理的室外新鮮空氣,改善室內空氣品質。但這要消耗空調能量的30 %以上。
就多數賓館來說,客房衛生間的排氣比較集中,聚集的廢氣量相對較大,其排氣量在一定長的時間內較穩定,它潛藏著大量的冷熱能,有相當大的利用價值。文獻[2 ]已明確提出:“當客房設置有獨立的新風、排風系統時,宜選用全熱或顯熱熱回收裝置”,以回收空調客房排氣中的熱量或冷量,用來預熱預冷新風。若選用轉輪式全熱交換器,其全熱回收率可達70 %～85 % ,大大地節省了新風處理的能量,也相應地節約了10 %～20 %的空調總負荷,進而可減小空調主機及配套設備的裝機容量。可見,新風與排氣組成的熱回收系統,是廢氣利用、節約能源的有效措施。
1. 2 熱回收系統設計實例
長沙市某座大廈,曾設計過客房排氣的熱回收系統。
大廈在24～37層中,有448套客房,均按二類賓館雙人標準間設置。每套房間取新風量為80 m3/ h ,總風量為3. 6 ×104 m3/ h ;每個衛生間的排氣量取90 m3/ h ,得出所有客房的總排氣量為4 ×104 m3/ h。從而,確定客房區的新風量與排風量之比為1∶1. 11。這部分建筑還有辦公、會議等輔助間及內封閉式走廊,均需送新風,計算出總新風量約為5 ×104 m3/ h。
根據系統的新風量與排風量之比為1. 25∶1 ,參考產品樣本,選擇轉輪組密度12孔/ cm2、厚度200 mm、最大轉速10 r/ min的轉輪式全熱交換器。以額定風量5 ×104 m3/ h ,轉輪直徑為ª3 800 mm等參數,查設備特性曲線得出:熱濕交換率η= 0. 72。
以長沙地區的夏季為例,室外干球溫度tw = 35. 8℃,濕球溫度t s = 27. 7℃,相對濕度φw = 55 % ,相應焓值hw =90 kJ / kg ;客房參數確定為:室內溫度tn = 26℃,相對濕度φn = 60 % ,相應焓值hn = 59 kJ / kg。
根據文獻[3 ]中的計算式(9 - 103) ,可求得從排氣中回收的全熱量:
QT = G( hw - hn)η
式中QT為全熱量,kJ / h ; G為處理的新風量,kg/ h ;η為熱濕交換效率。
經計算得出,全熱回收量約為134 ×104 kJ / h。
本大廈采用進口離心式冷水機組。據文獻[4 ]提供:此類設計的綜合功耗指標(即每h為制造和輸送1 kW冷量所配備的空調設備安裝容量,kW)一般為0. 30～0. 34 kW/kW。就是說,在1 h內,經過熱回收系統回收的空調冷負荷,可以減少所有制冷工藝設備的總裝機容量112 kW。若按系統全天24 h運行考慮,僅空調制冷設備,每天就可節電2 688 kWh。很明顯,對以電為主的耗能大戶,熱回收系統回收能量、減少電耗,應力爭得到實施。
2 熱回收裝置的分析
2. 1 熱回收裝置概況
除了轉輪式換熱器,還有多種熱回收裝置。
針對客房排氣熱回收性質而言,中間熱媒式換熱器,具有新風與排風不會產生交叉污染、布置方便靈活的優點。但需配置循環水泵,消耗動力以輸送中間熱媒、傳遞冷熱量,并有水系統處理等問題。另外,其溫差損失大,熱效率僅有40 %～50 % ,且不能回收潛熱;板式換熱器,雖然沒有傳動設備,但也只能回收顯熱;熱管式換熱器,需要借助另一種介質的相變進行傳遞,亦不能回收潛熱;空氣—空氣熱回收熱泵,節能效率高,可回收大量潛熱。然而,需配壓縮機、冷凝器、蒸發器等一系列設施,其本身的能耗、設備投資及維修管理工作量均大于其它。
2. 2 轉輪式換熱器
轉輪式換熱器具有全熱交換性質。在換熱器旋轉體內,設有兩側分隔板,使新風與排風反向逆流。轉輪以8～10 r/ min的速度緩慢旋轉,把排風中的冷熱量收集在覆蓋吸濕性涂層的抗腐蝕的鋁合金箔蓄熱體里,然后傳遞給新風?？諝庖?. 5～3. 5 m/ s的流速通過蓄熱體,靠新風與排風的溫差和蒸汽分壓差來進行熱濕交換。所以,它既能回收顯熱,又能回收潛熱。
轉輪式換熱器具有自凈和凈化功能。蓄熱體是由平直形和波紋形相間的兩種箔片構成,其相互平行軸向通道,使內部氣流形成不偏斜的層流,避免了隨氣流帶進粉塵微粒堵塞通道的現象。光滑的轉輪表面及交替改變氣流方向的層流,確保了蓄熱體本身良好的自凈作用。輪體外殼上連接了一個凈化扇形器,當轉輪從排氣側移向新風側時,強迫少量新風經過扇形器,將暫時殘留在蓄熱體中的污物又沖入排氣側,防止了臭味、細菌向新風轉移,對轉輪體起了凈化作用。為了保護又薄又軟的鋁箔芯片不受磨損,必須在設備入口端設置空氣過濾器。
轉輪式換熱器具有自控能力。轉輪體附帶的自動控制裝置可以適應外界環境的變化,隨時改變轉速比,保證進入新風處理機前空氣溫濕度的設定值,使換熱器能夠全年經濟運行。
綜上所述,轉輪式全熱交換器是客房排氣熱回收裝置的最佳選擇。但是,它同樣有著不可忽視的弱點,也是在設計系統配置時,應注意解決的問題:
① 由于送風與排風之間存在壓差,無法完全避免氣體的交叉污染,有少量氣體互相滲漏。對排風中0. 1～1μm的塵粒以及放射性示蹤氣體的示蹤試驗表明,在自凈扇形器部分工作時,排風泄漏到新風中的比率為0. 013 %。
② 因受旋轉芯體密集結構及旋轉變化通道的影響,氣流壓降較大,一般為125 Pa左右。
③ 為了保證蓄熱體高效率的性能,充分發揮熱濕交換的回收作用,限制了轉輪迎風面的流速不能過大。所以,導致單位負荷的轉輪斷面相對較大,使整體裝置占用建筑空間過多。
④轉輪式換熱器將送風和排風的接管位置固定限死,使系統難以靈活布置。
3 熱回收系統配置的合理性
對于熱回收系統,除了前述的“集中、量大、穩定”3個可利用的內在因素外,其外界條件是,把新風和排風集合到同一處。這就要求必須對系統劃分、風道布置、送回風機、熱回收和新風處理等設備的位置統籌考慮。同時,還要保持本身具有的送新風、排廢氣環保特性,使得系統配置更趨合理與完善。
3. 1 排氣應垂直向上集合
客房衛生間在熱浴時,有氣流上浮現象。一旦停電,豎井應能保證熱氣自排暢通,避免頂部窩集廢氣,蔓延到其它房間,造成二次污染。新風處理機和熱回收器一定要設在客房頂部的設備層內,并要考慮排氣系統頂部的總水平干管應有靜壓箱作用。
3. 2 系統規模要適中
一般情況下,高層建筑的中間設備層層高小于4.5 m ,除梁外,室內凈高只有3.6 m左右。僅風系統管道就占去大半空間。文獻[2 ]規定, “最大系統的風量不超過4 ×104m3/ h”,而風量3 ×104 m3/ h的轉輪式換熱器外廓就有3100 mm ×3 100 mm。很顯然,配置熱回收系統有相當大的困難。所以,對于大負荷的熱回收系統,當風量大于1. 5 ×104 m3/ h時,應組成兩個以上的小系統,并有利于各系統支管風量的均勻分布和風壓的平衡調節。
3. 3 送風壓入、排氣吸出
為了發揮自凈扇形器的作用,必須使送、排風兩側間壓差為200 Pa。所以,當系統為送風壓入、排風吸出布置時,
就能保證送風側壓力大于排風側壓力,而不存在排氣漏入新風中去的問題。這對于空氣品質要求較高的空調系統來說,無疑是一種有效的、安全的方式。見圖1。
4 統一建筑、空調節能措施
實施客房排氣熱回收系統的關鍵問題是,建筑專業與空調專業對節能措施要統一?？照{專業應及早地提出空調節能措施及可行的布置方案,以便建筑專業有準備地規劃建筑設施、合理地配置設備用地、系統豎井,各專業密切配合。真正做到在賓館中,使客房排氣熱回收系統技術有的放矢。
客房排氣熱回收是一項長遠的節能措施,也是建筑和空調專業一個需要加強研究的技術領域。但由于設備投資和系統布置困難等問題,目前在我國運用甚少。所以,本文愿為客房排氣系統的熱回收技術擴大應用拋磚引玉。
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