一 大溫差送風(fēng)系統(tǒng)
1.大溫差送風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)的背景
近20年來(lái)，改革、開(kāi)放的春風(fēng)給中國(guó)的HVAC&R事業(yè)帶來(lái)了蓬勃發(fā)展的生機(jī)，數(shù)以百萬(wàn)平方米計(jì)的民用建筑在全國(guó)各地的大、中城市中似雨后春筍般地聳立起來(lái)。城市現(xiàn)代化的發(fā)展與人民生活水平的普遍提高，既給我國(guó)的電力建設(shè)提供了強(qiáng)大動(dòng)力，又給城市供電電網(wǎng)施加了巨大的壓力。中央空調(diào)與分散空調(diào)的用電負(fù)荷跟隨著城市商業(yè)與家用用電負(fù)荷的同步增長(zhǎng)已使我國(guó)的一些大、中城市供電負(fù)荷峰谷差相繼拉大到30%-40%。這必將給城市電網(wǎng)的均衡運(yùn)行與安全供電造成極大的困難，同時(shí)也向我國(guó)的電力建設(shè)與供電管理提出了新課題。城市用電負(fù)荷峰谷差的不斷拉大已迫使我國(guó)的電力部門(mén)冷靜地思考如何去適應(yīng)這種用電負(fù)荷的需求，如何從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)下的準(zhǔn)官方的壟斷性的行政調(diào)度思變?yōu)槭袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)下的負(fù)荷側(cè)管理，以合理的時(shí)間電價(jià)結(jié)構(gòu)與補(bǔ)貼政策調(diào)動(dòng)電力負(fù)荷，削峰填谷，開(kāi)創(chuàng)發(fā)電、輸配、供電及用電的最經(jīng)濟(jì)、電力建設(shè)投資最有效的新局面。
單純的冰蓄冷，利用午夜以后的低谷電制冰，儲(chǔ)存到白天用電尖峰時(shí)段供冷，確實(shí)可以有效地轉(zhuǎn)移一部分尖峰用電時(shí)段的空調(diào)用電負(fù)荷。但是，這種辦法不但要使冷源建設(shè)設(shè)總投資費(fèi)比常規(guī)冷源提高1.6-2.0倍，而且空調(diào)的實(shí)際用電量也要比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)高1.3倍。國(guó)外80年代發(fā)展冰蓄冷的經(jīng)驗(yàn)早已證明了這一點(diǎn)。最近幾年我國(guó)的蓄冷空調(diào)工程的實(shí)踐也使我們不少人認(rèn)識(shí)了這一點(diǎn)。解決這個(gè)問(wèn)題的重要出路是走冰蓄冷與大溫差送風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的道路。
2.大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的起源
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)與流行的一般送風(fēng)設(shè)計(jì)相比較以降低了的溫度向空調(diào)房間送風(fēng)。這些系統(tǒng)，有時(shí)稱為低溫空氣分布系統(tǒng)，一般送4-10℃的風(fēng)。這種送風(fēng)溫度與大多數(shù)"常規(guī)"送風(fēng)設(shè)計(jì)不同，常規(guī)設(shè)計(jì)采用10-15℃的名義溫度送風(fēng)。
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)不是一項(xiàng)新技術(shù)，即使它的實(shí)施較之今天的"標(biāo)準(zhǔn)"做法有某些改變。在一些濕度控制工程中，長(zhǎng)期以來(lái)一直采用了4℃或低于4℃的送風(fēng)溫度。許多住宅與小型商業(yè)建筑在50年代改造加裝空調(diào)時(shí)就采用了9℃送風(fēng)溫度，采用89mm(3.5in)的風(fēng)管裝在木柱隔墻內(nèi)，并用高速射流散流器使冷風(fēng)與室內(nèi)空氣在進(jìn)入房間的很短距離內(nèi)混合。許多醫(yī)院 在60.年代就設(shè)計(jì)用2-4℃的一次風(fēng)向定風(fēng)量房間誘導(dǎo)器送風(fēng)。
目前的"常規(guī)"13℃送風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)是由希望保持房間相對(duì)濕度（RH）50%-60%，但又要使冷凍水供水溫度盡量高，制冷機(jī)效率最高而演變而來(lái)的。對(duì)于一般具有0.8-0.9顯熱比的辦公室來(lái)說(shuō)，13℃的送風(fēng)溫度為24℃室溫提供了55%-60%的房間相對(duì)濕度。這樣的送風(fēng)溫度還給冷卻盤(pán)管的選擇提供了靈活性，因?yàn)閷?duì)于6-7℃的冷凍水供水溫度可有許多種選擇方案。然而，這些"標(biāo)準(zhǔn)"設(shè)計(jì)參數(shù)不一定是最小的。這種"標(biāo)準(zhǔn)"設(shè)計(jì)參數(shù)多半是出于方便的需要而發(fā)展起來(lái)，并且已經(jīng)在今天的HVAC行業(yè)中變成根深蒂固的了。
在80年代，當(dāng)對(duì)蓄冷供冷系統(tǒng)重新發(fā)生興趣時(shí)，降低送風(fēng)溫度的優(yōu)點(diǎn)漸漸顯而易見(jiàn)了，由于從蓄冷槽那里可得到1-4℃的冷介質(zhì)溫度，所以就能容易地達(dá)到4-9℃的送風(fēng)溫度，使空氣輸配系統(tǒng)費(fèi)用與能耗有顯著的節(jié)省。在降低了的相對(duì)濕度水平下居住舒適性也被公認(rèn)為有了提高。
3.大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的好處與局限性
（1）大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的好處
大溫差送風(fēng)的好處包括有：
•降低了機(jī)械系統(tǒng)費(fèi)用。
•降低了樓層高度要求。
•用較低的房間相對(duì)濕度提高了熱舒適。
•減少了風(fēng)機(jī)的電耗與電力需求。
•提高了現(xiàn)有大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的供冷能力。
減少一次費(fèi)用一直是推動(dòng)大溫差送風(fēng)系統(tǒng)工程的一個(gè)重要因素。較低的送風(fēng)溫度減少了所要求的送風(fēng)量。同時(shí)減小了風(fēng)機(jī)與風(fēng)管的尺寸，導(dǎo)致較低工的機(jī)械系統(tǒng)費(fèi)用。在某些情況下，由于采用大溫送風(fēng)系統(tǒng)而造成的費(fèi)用節(jié)省可以補(bǔ)償添置蓄冷槽所增加的費(fèi)用。于是，業(yè)主們可以在支付和非蓄冷系統(tǒng)一樣或更少一點(diǎn)的一次費(fèi)用條件下，實(shí)現(xiàn)冰蓄冷運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省。
較小的風(fēng)管尺寸還可以導(dǎo)致降低樓層層高要求，使建筑結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其他一些建筑系統(tǒng)費(fèi)用有一顯著的節(jié)省。在某些情況下，風(fēng)管尺寸被減少到這樣的程度，它們可以穿過(guò)桁架或梁，而不是在梁下通過(guò)。大溫差送風(fēng)還有助于使設(shè)計(jì)者在管網(wǎng)空間受到嚴(yán)格限制的工程中，如在一些古建筑改造中，有更多的選擇方案。
通過(guò)大溫送風(fēng)系統(tǒng)所維持的較低相對(duì)濕度提供了改善了的熱舒適與室內(nèi)空氣品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室研究表明在較低的濕度下，受試者感覺(jué)更為涼快和舒適，判斷空氣比較新鮮，空氣品質(zhì)更可接受。
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)還提供了能源費(fèi)用上的節(jié)省。送風(fēng)機(jī)能耗由于減少了風(fēng)量可以降低30%-40%。這種電能減少主要是少用了價(jià)貴的高峰時(shí)段電能。在蓄冷條件下，所采用的大溫差送風(fēng)系統(tǒng)中，制冷所增加的電能是電價(jià)便宜的非尖峰用電時(shí)段的電能。送風(fēng)機(jī)的電力需求也降低了40%。這種電力需求節(jié)省要加到由于采用冰蓄冷而降低了制冷設(shè)備的電力需求上去。
大溫差送風(fēng)可能對(duì)于那些冷負(fù)荷超過(guò)了現(xiàn)有風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)能力的系統(tǒng)特別有效。通過(guò)降低送風(fēng)溫度，業(yè)主們可以避免更換或添加現(xiàn)有的空氣分布設(shè)備的開(kāi)支。
（2）大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的適用范圍
在許多工程中，大溫差送風(fēng)特別有吸引力，這樣的情況包括：
•降低層高將顯著地降低高層建筑的總高度，從而降低了總的建筑造價(jià)；
•用于布置風(fēng)管或空氣處理設(shè)備的空間有限；
•希望降低房間濕度；
•冷負(fù)荷已經(jīng)增加到了超出現(xiàn)有分布系統(tǒng)的能力。
當(dāng)然，在某些工程中，采用大溫差送風(fēng)應(yīng)該小心。這種工程包括了以下情況：
•無(wú)法制取1-4℃的冷凍介質(zhì)；
•房間相對(duì)濕度必須保持在高于40%；
•需要高的通風(fēng)換氣量；
•全年中有許多小時(shí)，可以利用7-13℃的室外溫度來(lái)作省能器供冷。
這樣的一些工程應(yīng)該利用在這本指南中所提出的原則進(jìn)行逐個(gè)分析，以便確定大溫送風(fēng)是否適用。對(duì)于給定項(xiàng)目，大溫送風(fēng)的適用性取決于對(duì)所有適用技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素的一項(xiàng)全面而有充分依據(jù)的評(píng)價(jià)。
二、大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1．送風(fēng)溫度的選擇
設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度幾乎影響到空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的所有方面。由于降低了送風(fēng)溫度，因而：
•風(fēng)機(jī)的大小與風(fēng)管的尺寸減小了；
•風(fēng)機(jī)的發(fā)熱量與電耗減小了；
•風(fēng)機(jī)與風(fēng)管對(duì)空間的要求降低了；
•潛熱負(fù)荷與伴隨的制冷電耗可能要增加；
•對(duì)于再加熱最小送風(fēng)量的要求可能要增加；
•冷卻盤(pán)管的迎風(fēng)面積少了，排深增加了；
•所要求的冷介質(zhì)供應(yīng)溫度，或者直接膨脹的吸氣溫度降低了；
•對(duì)于混合或擴(kuò)散送風(fēng)的要求增加了；
•新風(fēng)的百分比提高了，雖然新風(fēng)的絕對(duì)數(shù)量一般仍保持不變。
為了對(duì)給定項(xiàng)目選擇合適的送風(fēng)溫度，必須在這些影響因素之間求出折衷值。在：
•既滿足顯熱負(fù)荷，又滿足潛熱負(fù)荷要求；
•在所有的負(fù)荷條件下，提供足夠的通量；
•提供足夠的空氣擴(kuò)散；
•提供可接受的聲學(xué)性能；
等條件后，最優(yōu)的送風(fēng)溫度選擇將一次費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用最少。
評(píng)價(jià)最優(yōu)送風(fēng)溫度的準(zhǔn)則，每項(xiàng)工程似乎是不同的。氣候條件，熱舒適與聲學(xué)要求，使用功能，居住方式，及一次費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用的相對(duì)重要性，都可能會(huì)隨項(xiàng)目的不同而變化。在選擇一個(gè)系統(tǒng)來(lái)滿足特定建筑的業(yè)主目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該把這些因素都考慮到。
2．系統(tǒng)配置的選擇
空調(diào)系統(tǒng)的整個(gè)配置包括制冷機(jī)的類型，送風(fēng)系統(tǒng)的類型，空氣處理機(jī)組的數(shù)量與位置，向房間的送風(fēng)方式。這些配置方案的選擇可以由業(yè)主或建筑師所施加的限制所決定。在各市地多情況下，將針對(duì)幾種方案中每一種方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，以便能選擇最優(yōu)配置。
向大溫差送風(fēng)系統(tǒng)供冷的冷源設(shè)備必須要能提供足夠低的冷流體溫度，以產(chǎn)生所要求的送風(fēng)溫度。許多大溫差送風(fēng)系統(tǒng)采用冰蓄冷設(shè)備作為冷源，但是大溫差送風(fēng)系統(tǒng)也可以在非蓄冷制冷機(jī)條件下安裝。一般是用冷凍水，或者用如乙二醇溶液這樣的二次冷流體輸配給空氣處理機(jī)組的冷卻盤(pán)管。然而，直接膨脹與過(guò)量供液式冷卻盤(pán)管也一直應(yīng)用于大溫差送風(fēng)系統(tǒng)。
在大溫差送風(fēng)系統(tǒng)中，空氣處理機(jī)組尺寸的減小能影響到配置方案的選擇。在大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的情況下，服務(wù)于多樓層的大型機(jī)組可能是更實(shí)用些，因?yàn)樗嫉卦诿娣e較少，且穿越樓板的豎向風(fēng)管的尺寸減小了。另一方面，采用大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的每層機(jī)組可以安裝在每一層的較小機(jī)房?jī)?nèi)。
可以通過(guò)散流器直接向空調(diào)房間送風(fēng)，或者可以利用誘導(dǎo)箱共患難風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的混合箱來(lái)調(diào)和送風(fēng)溫度。
3．房間冷負(fù)荷的確定
對(duì)于大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算特別重要的考慮，包括有：
•要把從送風(fēng)機(jī)，混合箱風(fēng)機(jī)及風(fēng)管的得熱計(jì)算進(jìn)去；
•要把由于滲透與通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕擴(kuò)散所可能增加的潛熱負(fù)荷計(jì)算進(jìn)去。
4．通風(fēng)換氣量的確定
通風(fēng)換氣要求按室內(nèi)人數(shù)和房間用途確定。雖然在送風(fēng)量中，新風(fēng)的比例隨著冷風(fēng)溫度的降低而提高，但是新風(fēng)的數(shù)量要求通常不受送風(fēng)溫度的影響。
5．送風(fēng)溫度與送風(fēng)量的選擇
盡管設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度選擇受到許多限制，一般仍將在一個(gè)切實(shí)可行的可供選擇的范圍。設(shè)計(jì)者的任務(wù)是選擇使一次費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用最低，同時(shí)又滿足系統(tǒng)功能要求的送風(fēng)溫度。
房間冷負(fù)荷確定了房間送風(fēng)溫差與送風(fēng)量之乘積。采用較低送風(fēng)溫度，所要求的送風(fēng)量就較少，從而降低了送風(fēng)設(shè)備的一次費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用。但是，冷量產(chǎn)生與傳熱損失費(fèi)用增加了。
6．冷卻盤(pán)管負(fù)荷的計(jì)算
冷卻盤(pán)管負(fù)荷取決于流過(guò)盤(pán)管的風(fēng)量與進(jìn)出盤(pán)管空氣的焓差。不管送風(fēng)溫度怎么樣，正確的盤(pán)管選擇需要準(zhǔn)確計(jì)算空氣進(jìn)入盤(pán)管的溫濕參數(shù)。必須考慮到房間冷負(fù)荷、系統(tǒng)得熱、與新負(fù)的影響。在大溫差送風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用"標(biāo)準(zhǔn)"的進(jìn)風(fēng)參數(shù)來(lái)選擇冷卻管是特別危險(xiǎn)的。
7．冷卻盤(pán)管的選擇
冷卻盤(pán)管選擇是設(shè)計(jì)成功的大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵。冷流體的溫度，進(jìn)入與離開(kāi)盤(pán)管的空氣參數(shù)均與"標(biāo)準(zhǔn)"設(shè)計(jì)不同，所以常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)一般不適用了。
對(duì)于大溫差送風(fēng)系統(tǒng)，推薦的盤(pán)管迎面風(fēng)速一般是1.5-2.3m/s。這一風(fēng)速是低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和風(fēng)速，因?yàn)橐獜目諝庵心Y(jié)出來(lái)的水分更多，水被帶入氣流并在下游沉降分離出來(lái)的可能性也更大。
大溫差送風(fēng)設(shè)計(jì)的冷卻盤(pán)管一般是8排至10排，在某些情況下，特別是對(duì)于8-10℃的送風(fēng)渡，6排盤(pán)管就能提供可接受的懷能。對(duì)于大溫差送風(fēng)一般采用每毫米0.3-0.6片肋片的片密度（每英寸8至14片肋片），雖然在較大的片密度下，帶水可能是一個(gè)問(wèn)題，為了把水泵電耗減少到最少，要想加大冷凍水供回水溫差，一般就需要較大的盤(pán)管表面。
8．制冷設(shè)備參數(shù)的確定
影響到送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制冷設(shè)備參數(shù)，包括有盤(pán)管冷流體的供給溫度，傳熱介質(zhì)的性能參數(shù)，和設(shè)計(jì)溫度范圍。冷流體的供給溫度必須足夠低，以便使所選給定的備用管產(chǎn)生所要求的送風(fēng)溫度。對(duì)于一些常用的盤(pán)管選擇，冷流體溫度應(yīng)該比所要求的送風(fēng)溫度至少低3℃，雖然采用更費(fèi)錢(qián)的盤(pán)管可以實(shí)現(xiàn)更小的接近度。
對(duì)于冰蓄冷設(shè)備，可得到的冷流體溫度取決于在蓄冷槽中剩余冰的數(shù)量和蓄冰槽放冷速度。蓄冷系統(tǒng)的規(guī)模必須針對(duì)設(shè)計(jì)負(fù)荷逐時(shí)分布圖，以等于或低于設(shè)計(jì)溫度輸送冷流體來(lái)確定。
許多蓄冰系統(tǒng)和冷流體供給溫度低于3.3℃的非蓄冷系統(tǒng)，采用由水與乙烯乙二醇或丙烯乙二醇的混合物組成的傳熱介質(zhì)。
對(duì)于非蓄冷設(shè)備，可以選擇制冷機(jī)為大溫差送風(fēng)提供所需要的任何送風(fēng)溫度。冷風(fēng)分布系統(tǒng)通常在11-13℃介質(zhì)溫差條件下運(yùn)行，而相應(yīng)的"標(biāo)準(zhǔn)"送風(fēng)溫差是5-9℃。某些系統(tǒng)已按17℃這樣高的溫差來(lái)設(shè)計(jì)。這種溫差范圍的擴(kuò)大可使水泵規(guī)格減小并使泵送電耗降低50%或甚至更多。
冷流體的溫度范圍將由冷卻盤(pán)管和制冷設(shè)備的性能特性曲線所確定。設(shè)計(jì)者應(yīng)該選擇冷卻盤(pán)管并規(guī)定控制順序，以確保達(dá)到所要求的冷流體供回溫度差。制冷機(jī)的規(guī)格必須按照把輸配的冷流體在適宜的流量下，從設(shè)計(jì)回水溫度冷卻到供給溫度來(lái)確定。
在大溫差送風(fēng)系統(tǒng)中，由于采用了降低供給溫度的傳熱介質(zhì)，可能需要增加管道的保冷厚度。
9．風(fēng)管的布置
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)采用了一些標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管設(shè)計(jì)方法。
設(shè)計(jì)者有許多確定大溫差風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管尺寸的方法。正像一些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)那樣，必須在風(fēng)管尺寸和全壓要求與風(fēng)機(jī)能耗之間作出折衷。如果像傳統(tǒng)設(shè)計(jì)那樣采用等壓力損失準(zhǔn)則，風(fēng)管的尺寸與風(fēng)機(jī)電耗將隨風(fēng)量的減少按比例地減少。如果可按受更高的壓力損失，風(fēng)管尺寸能更進(jìn)一步地減少。在另一種極端情況下，如果在降低了送風(fēng)溫度條件下，采用"標(biāo)準(zhǔn)"風(fēng)管尺寸，風(fēng)速與風(fēng)機(jī)電耗就可以減少到非常低的水平。
如果可利用的頂棚空間限制了風(fēng)管的高度，那么采用大溫差送風(fēng)可使設(shè)計(jì)師們選擇更合適的風(fēng)管寬高比。在某些情況正點(diǎn)，將使采用圓形或橢圓形風(fēng)管成為可行，這兩種風(fēng)管提供了較低的壓力損失，改善了聲學(xué)性能，并降低一次費(fèi)用。風(fēng)機(jī)與風(fēng)管尺寸的減少還可以讓設(shè)計(jì)師避免不希望有的風(fēng)機(jī)進(jìn)氣與排氣段，因?yàn)檫@樣的進(jìn)、排氣段會(huì)導(dǎo)致削弱風(fēng)機(jī)的性能。
10．保溫層的確定
在風(fēng)管與其他一些分布設(shè)備上的保溫是用于降低送風(fēng)的得熱，防止周圍空氣中水汽的凝結(jié)。保溫隔熱在大溫差分布系統(tǒng)中承擔(dān)了更為重要的作用。較低的送風(fēng)溫度導(dǎo)致相對(duì)周圍環(huán)境的溫差提高了，于是增加了得熱。較低的送風(fēng)溫度還增加了某些表面溫度被冷卻到低于大氣露點(diǎn)的可能性，并引起凝結(jié)。
為了把得熱降低到最后，一般要增加大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)管保溫厚度，如果在13℃設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度條件下采用25mm厚的保溫，那么對(duì)于大溫差送風(fēng)系統(tǒng)通常就規(guī)定51mm厚度。保溫材料毫無(wú)遺漏的覆蓋、一層完整無(wú)破損的隔汽層和良好的施工質(zhì)量也是特別重要的。
11．風(fēng)機(jī)的選擇
大溫差送風(fēng)的風(fēng)機(jī)選擇類似于"標(biāo)準(zhǔn)"系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)選擇。一個(gè)重要的考慮是冷卻盤(pán)管相對(duì)于風(fēng)機(jī)的位置。在吹出式配置中，風(fēng)機(jī)是處在冷卻盤(pán)管的上游，而抽吸式配置把風(fēng)機(jī)設(shè)在冷盤(pán)管的下游。這兩種配置在如何用冷卻盤(pán)管除去風(fēng)機(jī)熱量上是不同的。
12．大溫差送風(fēng)的散流器與末端裝置的選擇
向房間直接送4-10℃的空氣，引起了一些有關(guān)散流器能否使送風(fēng)在到達(dá)工作區(qū)以前與房間里的空氣充分混合的問(wèn)題。在散流器表面凝結(jié)的可能性也是一個(gè)問(wèn)題。為了避免這些問(wèn)題，許多大溫差送風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成采用以風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的混合箱。以風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的混合箱把一次冷風(fēng)在抵達(dá)散流器之前與房間里的循環(huán)風(fēng)混合。采用這種方法，在混合箱下游的的送風(fēng)系統(tǒng)是與13℃的送風(fēng)設(shè)計(jì)等效的。然而，由于在以風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的混合箱中一般采用了效率較低的小型風(fēng)機(jī)和電機(jī)，故這些混合箱的電耗抵銷了由于降低送風(fēng)溫度而造成的任何風(fēng)機(jī)的節(jié)能。
三、大溫差送風(fēng)部件的選擇
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)的部件選擇主要受所想要的送風(fēng)溫度支配。而最優(yōu)送風(fēng)溫度又取決于可買(mǎi)到的設(shè)備的費(fèi)用、性能與能效。
1．制冷設(shè)備
大溫差送風(fēng)系統(tǒng)一般采用蓄冷系統(tǒng)或非蓄冷的制冷設(shè)備作冷源。這種系統(tǒng)把冷凍水或二次冷流體輸配給遠(yuǎn)處的空氣處理機(jī)組。然而，大溫差送風(fēng)系統(tǒng)也有用柜式冷風(fēng)機(jī)組或內(nèi)裝直接制冷裝置的空氣處理設(shè)備，在這類設(shè)備中，冷卻盤(pán)管就是其制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器。
制冷機(jī)或冰蓄冷供冷設(shè)備必須按為產(chǎn)生所要求的送風(fēng)溫度提供所需的冷流體溫度進(jìn)行選配。所需的冷流體溫度是由冷卻盤(pán)的性能特性曲線所確定的。對(duì)初步分析有用的一條經(jīng)驗(yàn)是，送風(fēng)可以被冷卻到比進(jìn)入盤(pán)管的冷流體溫度高3℃。例如：為了達(dá)到7℃的盤(pán)管出口風(fēng)溫，就需要用4℃左右的冷流體溫度。
儲(chǔ)存4℃冷凍水的蓄冷系統(tǒng)可以產(chǎn)生8-10℃的送風(fēng)溫度。通過(guò)使用一些添加劑來(lái)降低水的最大密度點(diǎn)與凍結(jié)點(diǎn)，冷凍水分層蓄冷系統(tǒng)就能儲(chǔ)存溫度低至-1℃的水，從而使這種蓄冷系統(tǒng)能產(chǎn)生像蓄冰系統(tǒng)一樣低的空氣溫度。
冷流體供給溫度低于4℃的大溫差分布系統(tǒng)，可能就需要增加水管上的保冷厚度。一般來(lái)說(shuō)，比標(biāo)準(zhǔn)保冷厚度要增加13mm。
（1）冰蓄冷
1℃至4℃的冷流體溫度一般可以從冰蓄冷系統(tǒng)獲得。在給定時(shí)間里可獲得的冷流體溫度取決于在蓄冷裝置中剩余的冰的數(shù)量與必須冷卻的這種介質(zhì)的流量。
必須按有足夠的容量確定冰蓄冷系統(tǒng)的大小，以便使在設(shè)計(jì)蓄冷周期內(nèi)的每個(gè)小時(shí)都能按所需流量提供所需的冷流體溫度。在放冷周期內(nèi)，隨著冰的融化，傳熱效率跟著下降，可得到的冷流體最低供給溫度隨之上升�？傻玫降睦淞黧w最低供給溫度隨之上升�？傻玫降睦淞黧w最低供給溫度隨著放冷速度提高也將升高。
在大溫差分布系統(tǒng)條件下，針對(duì)所需供給溫度與放速度，正確確定蓄冷容量是特別重要的。因?yàn)槔滹L(fēng)系統(tǒng)采用了比常規(guī)分布系統(tǒng)更低的送風(fēng)溫度，如果蓄冷容量確定得不正確，那么它們將更可能過(guò)早地用完所蓄的冷量。
冰蓄冷裝置應(yīng)該與制冷機(jī)成串聯(lián)配置，以保證供給始終一致的低溫和保持大的供回介質(zhì)溫差。圖4-1（此處有圖P41）說(shuō)明了制冷機(jī)處在上游和制冷機(jī)處在下游兩種串聯(lián)方案，并加注了典型的運(yùn)行溫度。
如果制冷機(jī)放在蓄冷槽的上游，制冷機(jī)將在較高的溫度下運(yùn)行，并且運(yùn)行效率較高。但是，為了提供2-3℃離開(kāi)蓄冷槽的冷流體供給溫度，與以常規(guī)輸配溫度運(yùn)行的系統(tǒng)相比較，將要求有更大的名義蓄冷容量。
按照制冷機(jī)在下游的布置方案，制冷機(jī)把介質(zhì)冷卻到最終的供給溫度，因而蓄冷裝置可按照較高的放冷溫度來(lái)確定容量。這種配置方案可使所要求的名義蓄冷容量有顯著減少。然而，制冷機(jī)將在較低的溫度和較低的效率下運(yùn)行。采用這種制冷機(jī)在下游的配置方案，幾乎任何所要求溫度均可達(dá)到，但是，大多數(shù)系統(tǒng)是針對(duì)1-3℃供給溫度設(shè)計(jì)的。
某些冰蓄冷系統(tǒng)是根據(jù)由蓄冰槽供冷，還是由制冷機(jī)供冷，而以不同的冷流體供給溫度運(yùn)行。在這種情況下，控制程序應(yīng)該為冷流體供給溫度的平滑變化創(chuàng)造條件，以避免送風(fēng)溫度的突然變化。
5．風(fēng)管保溫要求
（1）一般要求
在風(fēng)管與其他空氣分布設(shè)備上的保溫是用來(lái)減少送風(fēng)得熱與防止周圍空氣中水汽的凝結(jié)。在大溫差送風(fēng)系統(tǒng)中由于較低的送風(fēng)溫度而提高了保溫要求。與周圍空氣的較高溫差增加了得熱的驅(qū)動(dòng)力。使某些表面被冷卻到低于周圍空氣露點(diǎn)溫度以下，并使凝結(jié)的機(jī)會(huì)增加了。對(duì)于大多數(shù)工程來(lái)說(shuō)，按滿足限制得熱要求而規(guī)定的保冷，也將足以防止凝結(jié)。
為了把得熱和由此引起的送風(fēng)量增加降低到最小程度，大溫差送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)比在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中所用的保溫層更厚的保溫厚度。一般地說(shuō)，在常規(guī)送風(fēng)溫度下采用了25mm的外保溫管殼，對(duì)于名義送風(fēng)溫度為8℃至10℃的系統(tǒng)，推薦采用38mm厚度。
良好的風(fēng)管保溫施工質(zhì)量對(duì)大溫差送風(fēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是十分重要的。在風(fēng)管與送風(fēng)設(shè)備上，完整連續(xù)地覆蓋無(wú)破損的隔汽層，對(duì)于防止過(guò)多的得熱與不希望有的凝結(jié)來(lái)說(shuō)，都是必`需的。
2）防止凝結(jié)的保冷厚度
為了防止在風(fēng)管上冷結(jié)，必須滿足以下條件：
（1） 其厚度必須足以保持風(fēng)管表面溫度高于周圍空氣露點(diǎn)溫度。
（2） 必須覆蓋所有可能被冷卻到低于周圍露點(diǎn)溫度的表面。
（3） 必須有一定完整的有效的隔汽層，以防止水汽通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入隔汽層，并在保溫層里凝結(jié)。
對(duì)于給定的周圍條件，為防止凝結(jié)所要求的保溫厚度，需通過(guò)風(fēng)管與保溫的傳熱分析來(lái)計(jì)算。
對(duì)于穿過(guò)空調(diào)房間的風(fēng)管，包括回風(fēng)靜壓箱，在一般要求中用于限制得熱所推薦的保溫水平，將幾乎總是足以防止凝結(jié)的。
對(duì)于裝在非空調(diào)房間里的風(fēng)管，應(yīng)該根據(jù)可能遇到的最極端預(yù)測(cè)條件來(lái)確定所需的厚度，當(dāng)露點(diǎn)溫度比送風(fēng)溫度高很多時(shí)，以及當(dāng)露點(diǎn)溫度接近于干球溫度（高的相對(duì)濕度）時(shí)，保溫要求將是最高的。
可能暴露在高濕度工況下的這些不空調(diào)房間，包括有用室外空氣通風(fēng)的機(jī)房，裝有用風(fēng)管回風(fēng)的和經(jīng)受著高滲透率的頂棚吊頂，對(duì)于這樣一些空間，應(yīng)該以90%相對(duì)濕度的干球溫度下的設(shè)計(jì)露點(diǎn)溫度為依據(jù)，就能估算出極端的凝結(jié)條件。。
在針對(duì)較高相對(duì)濕度情況選擇保溫厚度時(shí)，要對(duì)一些極端的潮濕工況提供附加的保護(hù)。然而，值得注意的是當(dāng)相對(duì)濕度按近100%時(shí)，露點(diǎn)溫度就接近于干球溫度，所需要的保溫厚度趨于無(wú)限。
在大多數(shù)情況下，回風(fēng)管中的溫度是高于風(fēng)管周圍空氣的露點(diǎn)溫度，就不需要保溫，但是，如果預(yù)測(cè)周圍空氣露點(diǎn)溫度超過(guò)回風(fēng)溫度，可能就需要對(duì)回風(fēng)管保冷。
3）保溫材料覆蓋范圍
保溫必須覆蓋所有可能被冷卻到低于周圍空氣露點(diǎn)溫度的風(fēng)管與設(shè)備表面。把從混合段送到送風(fēng)出口的空氣處理機(jī)箱全部保冷。送風(fēng)管必須完全覆蓋，尤其是在檢查門(mén)上，新風(fēng)風(fēng)管的保溫要求是與常規(guī)系統(tǒng)相同。
用隔汽的膠粘劑（mastic）或密封膠（sealant）密封外保溫層的穿透部位，如風(fēng)管吊架、溫度控制傳感器等部位。用隔汽蓋板和瑪?shù)壑どw住焊接的銷釘緊固件。對(duì)于保溫風(fēng)管的吊架，提供一層剛性泡沫玻璃襯墊，或其他的不可壓縮的不導(dǎo)熱材料襯墊，讓吊架與風(fēng)管隔開(kāi)以防止保溫材料的過(guò)份壓縮。
支撐外保溫風(fēng)管的另一些方法包括采用一些方法包括采用一些非金屬吊架吊桿，如：尼龍編織吊索(woven nylon straps)或玻璃纖維吊架吊桿（fiberglass trapeze hangers），或者使金屬吊架與冷風(fēng)管的任保接觸點(diǎn)至少隔開(kāi)102mm（4in）。
當(dāng)風(fēng)管在內(nèi)部加襯里時(shí)，要確保風(fēng)管內(nèi)表面上連續(xù)不斷、完整的覆蓋，檢查門(mén)處也是要墊有襯里。預(yù)制的雙層壁保溫風(fēng)管的安裝者必須小心，不要讓兩層管壁緊壓在一起，如果內(nèi)部的保溫層在風(fēng)管接縫處是不連續(xù)的，那末周圍空氣中的水汽就會(huì)在外表面上凝結(jié)出來(lái)。
所有柔性風(fēng)管的接頭，其保溫厚度要求和其鄰近風(fēng)管保溫厚度相同。在對(duì)VAV箱的一些進(jìn)風(fēng)口保溫時(shí)，要把整個(gè)進(jìn)風(fēng)口的緊固圈也包上。某些VAV箱在進(jìn)風(fēng)口緊固圈與箱體壁面之間夾有保溫層，以防止通過(guò)傳熱使箱體外表面冷卻。
在完成漏風(fēng)檢驗(yàn)之后，在以設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度作送風(fēng)運(yùn)行之前，進(jìn)行風(fēng)管系統(tǒng)保溫，保溫施工只應(yīng)該在風(fēng)管表面干燥，周圍空氣的溫濕度是在生產(chǎn)廠家對(duì)此產(chǎn)品安裝所推薦的范圍內(nèi)進(jìn)行。
4）隔汽層
為了防止水汽滲透過(guò)保溫層并在里面凝結(jié)，需要有一有效的隔汽層，這種水汽將降低保冷的效果并且可能導(dǎo)致金屬風(fēng)管的腐蝕。潮濕的保溫層還可能變成滋長(zhǎng)的微生物的溫床，它可能引起室內(nèi)空氣品質(zhì)的下降。
當(dāng)風(fēng)管僅僅從里面敷設(shè)襯里時(shí)，用風(fēng)管密封膠粘在一起的這些風(fēng)管壁面，必須起到隔汽層的作用。應(yīng)在系統(tǒng)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將所有這些連接處與焊縫處加以密封，防止水汽進(jìn)入風(fēng)管。
在外保溫層上，隔汽層必須形成一層連續(xù)的沒(méi)有破裂或穿孔的密封層。對(duì)工廠涂敷的隔汽套管，要用與該套管材料相同的補(bǔ)片或帶條，覆蓋所有的連接點(diǎn)、縫隙與穿透部位。用于現(xiàn)場(chǎng)涂敷的隔汽套管一般由兩層致少1.5mm厚的隔汽膜組成，這兩層隔汽薄膜之間嵌有一層玻璃布。
在機(jī)房?jī)?nèi)和其他隔汽層損壞可能性較大的場(chǎng)合，設(shè)計(jì)師應(yīng)該選用閉孔保溫材料，這種材料對(duì)水汽的破壞是不敏感的。
大溫差系統(tǒng)的保溫技術(shù)要求應(yīng)該強(qiáng)調(diào)提供連續(xù)不斷的、無(wú)損壞的隔汽層的重要性。技術(shù)要求還應(yīng)強(qiáng)調(diào)，此項(xiàng)要求在最后的驗(yàn)收檢查與評(píng)價(jià)時(shí)要受到格外的注意。應(yīng)該在技術(shù)說(shuō)明書(shū)中和施工會(huì)議上告訴總承包商和所有其他同行，對(duì)保溫的不是不能容許的。
6 風(fēng)管尺寸的確定
大溫差系統(tǒng)風(fēng)管尺寸的計(jì)算分析基本上與常規(guī)設(shè)計(jì)的方法相同。送風(fēng)量的減少給設(shè)計(jì)者選擇風(fēng)管尺寸提供了更多的靈活性。一般說(shuō)來(lái)，按照與常規(guī)系統(tǒng)采用的相同壓力損失標(biāo)準(zhǔn)確定風(fēng)管大小。這種方法降低了風(fēng)管尺寸與造價(jià)，以及風(fēng)機(jī)的能耗，同時(shí)常常允許在一些原來(lái)由于受到空間限制而需使用矩形風(fēng)管的地方，采用圓形或橢圓形風(fēng)管。
圓形風(fēng)管與橢圓形風(fēng)管具有較好的強(qiáng)度與剛度，一般是送風(fēng)系統(tǒng)中最有效和最經(jīng)濟(jì)的風(fēng)管。圓形風(fēng)管與橢圓形風(fēng)管容易安裝，也容易密封以防漏風(fēng)，且比矩形風(fēng)管具有更好的聲學(xué)控制特性。
大溫差風(fēng)管系統(tǒng)，如果采用一般常規(guī)系統(tǒng)的風(fēng)管尺寸，也可能“尺寸會(huì)過(guò)大”。這種尺寸過(guò)大減少了風(fēng)管壓力損失，把噪聲降低到最低，并且風(fēng)機(jī)電耗的節(jié)省又是最多。然而，單位風(fēng)量的風(fēng)管表面積增加了，導(dǎo)致比用標(biāo)準(zhǔn)方法確定尺寸有較高的送風(fēng)溫升，這種方法特別適用于那些像法庭、劇院和音樂(lè)廳這類把噪聲控制作為主要考慮因素的地方。
在減少風(fēng)管尺寸與降低風(fēng)管壓降之間進(jìn)行折衷，是一種取決于空間限制、風(fēng)管造價(jià)也能源價(jià)格的設(shè)計(jì)決策。如果常規(guī)系統(tǒng)的負(fù)荷要求超過(guò)了原來(lái)的設(shè)計(jì)計(jì)算，那末降低送風(fēng)溫度就可能是提高系統(tǒng)輸配能力的一種手段。這種“安全系數(shù)”對(duì)大溫差系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是得不到的，所以設(shè)計(jì)師們應(yīng)該確保充分預(yù)料今后的負(fù)荷，來(lái)確定送風(fēng)管的尺寸。
7 風(fēng)機(jī)的選擇
大溫分布系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)選擇的考慮因素和常規(guī)設(shè)計(jì)相同。
無(wú)論在“吹壓式”配置中，還是在“抽吸式”配置中，風(fēng)機(jī)選用的重要考慮是風(fēng)機(jī)相對(duì)于冷卻盤(pán)管的位置。在吹壓式配置中噦機(jī)是處于冷卻盤(pán)管的上游。抽吸式配置把風(fēng)機(jī)放在盤(pán)管的下游。
在抽吸式配置下，風(fēng)機(jī)的產(chǎn)熱量傳給了送風(fēng)氣流，使送風(fēng)溫度提高了1℃至2℃，并且要以提高送風(fēng)量來(lái)滿足負(fù)荷需要。在吹壓式配置下，風(fēng)機(jī)的產(chǎn)熱量直接由氣流傳給了盤(pán)管，允許由相同的盤(pán)管提供較低的最終送風(fēng)溫度。
吹壓式風(fēng)機(jī)配置有一些局限性，這種局限性可能有抵消了送風(fēng)溫度可稍稍降低的優(yōu)點(diǎn)。吹壓式配置可能產(chǎn)生盤(pán)管迎風(fēng)斷面上不均勻的空氣分布，因而更可能引起帶水，并會(huì)使盤(pán)管性能降低。一些不合乎要求的風(fēng)機(jī)進(jìn)出口條件，可能會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能下降的系統(tǒng)效果。
此外，吹壓式機(jī)組會(huì)有更多可能性在下游的一些壁面上產(chǎn)生凝結(jié)，尤其是如果離開(kāi)盤(pán)管的風(fēng)溫有任何波動(dòng)的話。例如，考慮一個(gè)在盤(pán)管下游裝有袋式過(guò)濾器的吹壓式系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，盤(pán)管出口溫度在9℃與11℃之間變動(dòng)。在9℃出風(fēng)溫度條件下，過(guò)濾器的金屬框架就會(huì)被冷卻到9℃。如果出風(fēng)溫度升高到11℃。水汽就會(huì)在9℃的金屬表面上凝結(jié)出來(lái)。任何能找到通路進(jìn)入吸濕過(guò)濾器材質(zhì)的水汽，就被有效地捕獲。由于流經(jīng)過(guò)濾器的空氣是100%的飽和空氣，所以水汽不會(huì)再蒸發(fā)了。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，水汽積累到足夠程度就會(huì)損壞過(guò)濾器，并給一些不希望有的微生物提供了滋長(zhǎng)的場(chǎng)所。在抽吸式配置中，附加給送風(fēng)的風(fēng)機(jī)熱量，為減少在下游凝結(jié)的可能性提供了一個(gè)安全系數(shù)。
如果從吹壓式配置中可獲得較低的送風(fēng)溫度是一種重要的設(shè)計(jì)要求，建議在風(fēng)機(jī)與盤(pán)管之間設(shè)置氣流整波柵，或使兩者保持3至5倍風(fēng)機(jī)直徑的距離。
雖然與風(fēng)機(jī)本身沒(méi)有直接關(guān)系，但是設(shè)計(jì)師們?cè)谶x擇一臺(tái)空氣處理機(jī)配置時(shí)應(yīng)該確保室外空氣在進(jìn)入冷卻盤(pán)管之前與回風(fēng)充分混合。在低的室外風(fēng)溫條件下，不充分混合能導(dǎo)致冷卻盤(pán)管凍結(jié)，在一些室外空氣占總風(fēng)量較大比例的大溫差系統(tǒng)中，這是一個(gè)更令人關(guān)注的問(wèn)題。寒冷氣候下的空氣處理系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們，應(yīng)該考慮指定一些空氣混合裝置或以其他手段，確保室外空氣下回風(fēng)的充分混合。
抽吸式風(fēng)機(jī)雖然改善了空氣低達(dá)冷卻盤(pán)管的溫度均勻性，但是嚴(yán)重的溫度分層即使經(jīng)過(guò)了風(fēng)機(jī)，常常還能繼續(xù)存在。
通常情況下，對(duì)室外風(fēng)量與回風(fēng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)而言，對(duì)開(kāi)葉片風(fēng)門(mén)優(yōu)于平行葉片風(fēng)門(mén)。對(duì)開(kāi)葉片風(fēng)門(mén)具有較好的線性調(diào)節(jié)性能曲線，并且有助于減少溫度分層現(xiàn)象。然而，在某些情況下，通過(guò)設(shè)置安排兩組平行葉片風(fēng)門(mén)，彼此對(duì)吹，可以加強(qiáng)混合。
空氣混合裝置提供了最好的混合性能，但是離上游與下游需要有足夠的間距。
