1、上海高層建筑空調設計新方法關于空調平面分區概況在歐美和日本，對于像諸如商場、餐飲、辦公樓等大面積空間的空調設計都遵循一個基本前提平面分區。所謂平面分區主要有兩層含義：根據負荷狀態下的不同進行分區。譬如，在某些場合，考慮到太陽輻射熱負荷可能隨朝向和時間有很大變化，故按朝向可分成東區、西區、南區、北區，以利分別單獨控制；但是應用得更多的是按冬季室內負荷性質不同而進行分區，分成內區和周邊區。在同一區（譬如內區或周邊區）內，為了考慮節能運行，又人為地把一大塊面積的空間假想地按150-250m2劃分成一個個小區。每1個小區內由1臺代表該區溫度的溫度傳感器來控制該區的溫度。對此，部分國家的空調設計節以有規

2、范中還明確地規定了這種分區的最大面積的限值。關于這一點，其實也是很容易理解的。如果 一個很大的空間僅由1臺裝在某處的溫度傳感器來代表整個大空間的溫度進行溫度控制，那么由于氣流組織和各個局部負荷的差異，各處的溫度差別可能會很大，在同一時期內可能出現一處過冷，另一處過熱的現象。這種過冷、過熱，顯然便導致了能源的浪費。對此此，這里里不打算算進行評評述，下下面擬著著重討論論內區和和周邊區區的問題題。1幢幢大樓標標準層平平面一般般至少得得有5000-110000m2，其進深深少則幾幾米，多多則十幾幾米。經經驗表明明，緊鄰鄰外墻、外穿的的區間，冬季由由于室外外氣溫低低于室內內，通過過外墻、外窗的的傳滲透透

3、等影響響，室內內需要供供暖，才才能保持持室內所所需的溫溫度。但但是，遠遠離外墻墻、外窗窗的區間間，冬季季卻沒有有這炎熱熱損失，所以，它沒有有供暖要要求。非非但如此此，現有有的現代代化大廈廈的使用用實踐經經驗表明明，隨著著辦公設設備的迅迅速進步步，室內內使用的的自動化化辦公設設備的種種類和數數量愈來來愈多，如計算算機、復復印機、打印機機、文件件破碎處處理機、傳真機機等等。這些辦辦公設備備的用電電自然最最終還是是以熱的的形式散散發出來來。另外外，現代代化大廈廈室內照照明的照照度標準準也遠遠遠高于一一般常規規建筑。這樣大大功率的的照明燈燈具顯然然也是全全年穩定定的散熱熱源。所所以，就就這部分分區間而

4、而言，冬冬季不但但不需供供暖，而而且還得得供冷，否則室室內便會會過熱。基于于冬季這這兩個部部分區間間的兩種種截然不不同的空空調要求求，現在在歐美、日本等等國家的的規范化化做法都都是首先先在平面面上劃分分為周邊邊區和內內區。內內區需全全年供冷冷，周邊邊區則是是冬季供供暖、夏夏季供冷冷。至于于周邊區區和內區區的具體體劃分方方法，大大致是把把距周邊邊外圍護護結構內內表面33-5mm的這一一區間定定為周邊邊區，其其余的面面積則統統稱內區區。由于于周邊區區和內區區冬季的的運行工工況不同同，所以以，在空空調水系系統的設設計上必必須作出出相應的的考慮和和安排。譬如，在水系系統方面面，盡管管對個別別空調機機組

5、而言言，一般般都是采采用雙管管制；但但是，對對于整個個中央空空調的水水系統，這時便便不是雙雙管制所所能滿足足要求的的了。因因為在這這種情況況下，冬冬季一方方面要考考慮周邊邊區的供供暖，需需要供熱熱水；而而另一方方面又要要顧及內內區的供供冷，必必須供冷冷水。所所以，從從這一層層意義上上來主產產，采用用如此分分區的空空調工程程的中央央空調水水系統必必須是四四管制。空調風系系統在論論及空調調風系統統的變化化和新進進展時，需要再再重申一一點，即即我們的的討論主主要是針針對以辦辦公為主主要功能能的高層層辦公樓樓建筑而而言，需需要把以以居住為為主要功功能的賓賓館客房房撇開不不談。因因為對于于賓館、公寓之之

6、類建筑筑的空調調方式，可以說說至今還還沒有出出現其他他任何一一種能比比風機盤盤管這種種水空空氣方式式更為成成熟、適適用和經經濟有效效的空調調方式。一、變風風量空調調方式的的應用眾所所周知，一般辦辦公樓在在建筑和和使用功功能上不不同于賓賓館、酒酒樓客房房的一大大特點就就是空間間大、面面積大、內裝修修講究、隔間的的分隔要要求能靈靈活多變變。對于于這類建建筑，過過去一直直難于找找到合適適的空調調方式。如果采采用常規規的全空空氣方式式，一方方面送風風管、回回風管截截面積大大，很難難適應高高層建筑筑層高低低的狀 。另一一方面，那么大大的一個個多區系系統，各各區的溫溫度控制制要求也也實在是是眾口難難調。因

7、因此，至至今為止止，不少少辦公樓樓還都不不得不采采用帶獨獨立新風風的風機機盤管系系統這樣樣的空調調方式。然而而，風機機盤管系系統存在在不少問問題，其其中最大大的問題題就是滴滴水問題題。引起起滴水的的原因很很多，譬譬如冷凍凍水供、回水管管和滴水水管的保保溫不好好，凝結結不排水水管安裝裝坡度不不夠，滴滴水盤排排水口積積灰堵塞塞等等。這種種種因素都都會導致致凝結水水的滴漏漏并污染染吊頂。另外，辦公樓樓開間大大，其隔隔間隨用用戶的變變換，需需頻繁改改變，如如果采用用風機盤盤管機組組，則其其固定的的送風口口和回風風口將很很適應隔隔間的調調整。基于于上述種種種因素素的考慮慮，現在在有些高高級辦公公樓的空空

8、調工程程已決定定擺脫風風機盤管管系統，取而代代之的是是如圖11所示的的變風量量空調方方式。按筆筆者的分分析與歸歸納，這這一系統統具有一一個很明明顯的特特征，即即系統的的層次清清楚。概概括起來來講，可可以歸納納為3個個層次：樓、層層、區。其具體體的含義義是：第1層層起，全全樓設一一套中央央新風處處理機組組，這是是一個定定風量式式（CAAV）系系統，專專門用于于向各層層送固定定數量的的新風。第22層次，每層設設1套或或2套空空氣處理理機組和和相應的的一次送送風系統統。這是是一個變變風量式式（VAAV）系系統，其其送風量量可根據據送風干干管內的的靜壓傳傳感器進進行自動動調節。另外，其送風風溫度可可由

9、1只只溫度傳傳感器進進行預先先設定的的定值控控制。第3層層次，每每1個分分區設11臺風機機混合箱箱，或其其他類型型的終端端，后者者也像風風機盤管管一樣，暗裝在在吊頂內內。風機機混合箱箱根據所所在分區區的溫度度狀況，由溫度度傳感器器控制一一次風的的風量，然后通通過軟管管分別送送到各個個送風口口。風機機混合箱箱有兩種種：一種種用于內內區，其其中只有有1臺風風機和過過濾器，不含任任何熱交交換器；另一種種適用于于周邊區區，其中中除風機機和過濾濾器外，還裝有有一組加加熱器。另外，在一次次風的接接口風管管上裝有有風量調調節閥，后者可可根據各各相應分分區的溫溫度控制制器的指指令動作作，調節節一次風風的風量量

10、。對每每一個分分區或每每個風機機混合箱箱而言，盡管其其一次風風量根據據溫度控控制的要要求，隨隨時都在在變化，但其總總的送風風量卻不不會變化化。這種系統統的優點點主要表表現在如如下幾個個方面：a.用全全空氣方方式取代代了水空氣方方式的風風機盤管管，從而而從根本本上杜絕絕了凝結結水滴漏漏的可能能性。b.它不不同于一一般的全全空氣方方式的空空調系統統，前者者利用吊吊頂空調調作回風風室，基基本上可可省去回回風管，而且一一次風可可采用低低溫送風風，溫度度可以較較低，因因而一次次風量可可減少，從而可可縮小送送風干管管的截面面尺寸。c.與一一般全空空氣方式式的多區區系統不不同，可可實現各各分區的的獨立的的溫

11、度控控制，從從而改善善室內溫溫度分布布狀態，并且可可節能。d.可適適應辦公公室隔間間的變化化，因為為風機混混合箱的的安裝部部位及回回風口的的位置均均與其下下面的隔隔墻無關關，即使使要改變變送風口口位置，也只需需調整送送風軟接接管的走走向即可可。當然然，這種種系統也也有其不不足之處處。首稱稱，在冬冬季，由由于內區區需供冷冷，周邊邊區需供供暖，周周邊區的的一次風風需要冷冷卻后再再進行加加熱，這這顯然構構成了能能源的浪浪費。其其次，在在多數情情況下，其造價價要高于于一般的的風機盤盤管系統統。二、雙風風機的全全空氣式式系統在上上海較早早建成的的一些高高層辦公公大樓里里，現在在反映比比較普遍遍的一個個主

12、要問問題就是是新鮮空空氣量不不足，這這引起了了辦公樓樓內的工工作人員員的投訴訴和抱怨怨，這個個問題已已被專門門的實測測結果所所證實。造成這這種室內內空氣品品質問題題的原因因可能有有多種，主要的的還是空空調系統統設計上上的毛病病。這主主要表現現在以下下幾方面面：a.在設設計之初初，雖然然設計師師在設計計中也都都按規定定的標準準考慮了了必要的的新風量量；另外外，衛生生間也按按規范要要求的換換氣次數數設計了了排風。這樣的的設計看看似一切切均按規規范進行行，并無無什么不不妥。但但實際上上，這只只是紙上上談兵。問題在在于，若若按僅有有的幾處處衛生間間的排風風，其總總的排風風量還是是太小，無論如如何也平平

13、衡不了了整個樓樓層所需需的最小小新風量量。待建建筑物建建成投入入運行后后，往往往由于無無法開窗窗，新鮮鮮空氣不不能如設設計上計計算的那那樣如數數供應，導致大大樓辦公公區內新新鮮空氣氣嚴重不不足，住住戶們成成天抱怨怨頭昏頭頭痛。一一旦查出出原因，人們就就不得不不紛紛搬搬離這種種惡劣的的工作環環境。b.在一一些較早早建成的的豪華辦辦公大樓樓里，也也許是由由于機房房面積過過小，難難以安排排；也許許是由于于設計師師為了省省事，新新風管往往往不是是直接接接入空調調機組內內，而僅僅僅通入入機房內內，新風風完全靠靠機房內內的負壓壓吸入。這樣的的做法，省事倒倒是省事事，然而而，實際際效果卻卻令人遺遺憾。說說起

14、來，設計也也是按規規范取用用新風量量，但實實際情況況卻大相相徑庭。c.所謂謂的變風風量空調調器不顧顧場合的的濫用。對于高高層辦公公大廈，先姑且且不談其其塔樓部部分，且且說那些些高層辦辦公大樓樓幾乎必必備的裙裙房部分分。裙房房一般均均用作商商店、餐餐飲、娛娛樂、集集會場所所。對于于這些公公共場所所的空調調，早期期因缺少少經驗采采用風機機盤管加加新風的的方式比比較多。后來，大多數數有經驗驗的設計計單位在在設計文文件中往往往都宣宣稱須要要用的是是全空氣氣變風量量方式。但實際際上采用用的卻是是所謂的的“變風風量空調調機組”。其實實，這種種變風量量空調機機組在功功能上與與風機盤盤管類似似，只能能視作大大

15、型風機機盤管機機組，無無法真正正變風量量。采用用這種簡簡易式的的空調機機組是不不能滿足足全年節節能運行行和充足足的新風風要求的的。那么么，舒適適性全空空氣方式式空調系系統的標標準模式式應該是是怎樣的的呢？歸歸納起來來，一個個規范化化的舒適適性全空空氣式空空調系統統應該是是完全自自動控制制并帶有有雙風機機，可實實現全年年新風量量調節，冬、夏夏季能確確保最少少新風量量，春、秋季能能實現節節能經濟濟運行的的系統。這一系系統的基基本組成成及其簡簡單易行行的控制制原理見見圖2。其相應應的調節節機構的的控制作作用見圖圖3、圖圖4和圖圖5。需要要說明的的是，關關于舒適適性空調調的節能能自動控控制方法法，根據

16、據氣象分分區的不不同，可可有多種種多樣的的多工況況自動邏邏輯程序序控制方方式。這這些方式式在微機機的支持持下盡管管實現起起來并不不難，但但卻顯得得十分繁繁雜。比比較簡單單易行、實用的的當首推推如圖22中所示示的三種種工況分分程控制制。不管管是模擬擬式控制制，還是是直接數數字式控控制，其其動作的的原理都都可用圖圖3、圖圖4和圖圖5比較較直觀地地反映出出來。分分程控制制的特點點是靠執執行機構構上的定定位器（電子式式或氣動動式）預預設的信信號響應應范圍（電壓或或氣壓值值范圍），來確確保各調調節機構構（如聯聯動的新新風和排排風閥FF1、FF2，加加熱閥VV1和冷冷卻閥VV2）不不同時間間、有序序地相繼

17、繼動作。在這里里一共采采用了三三個調節節器1001、1102、1033。調節節器1001的作作用主要要在于確確保冬夏夏季最小小新風量量的設定定。調節節器1003的作作用在于于根據室室外溫度度，對室室內溫度度傳感器器設定值值進行自自動再調調。 新風風閥F11和排風風閥F22（還有有與之聯聯動，但但作用相相反的回回風閥FF3）在在過渡季季根據室室內熱負負荷狀況況逐步加加大開度度，以充充分利用用室外低低溫空氣氣的自然然供冷能能力來代代替制冷冷機運行行。這種種作用在在國外統統稱為“免費供供冷”（freee ccoollingg）。“免費供供冷”這這是如今今各國空空調工程程設計節節能規范范中必有有的非常

18、常重要的的一條。加拿拿大19995年年國家空空調工程程設計節節能規范范對非居居住建筑筑空調系系統的節節能經濟濟運行的的相應規規范條文文是這樣樣記述的的：除用用于公寓寓、旅館館、汽車車旅館之之外的，風量在在12000l/s(443200m3/h)、供冷容容量在220kWW以上的的所有空空調系統統都應在在設計中中考慮按按照下列列途徑，利用室室外空氣氣，以求求減小機機械供冷冷的能耗耗:1、直接接利用室室外空氣氣供冷（新風節節能運行行系統）a.直接接利用室室外空氣氣以降低低機械供供冷能耗耗的系統統。在采采用新風風與回風風混合的的過程中中應能使使室外空空氣取用用量達到到1000%的程程度，以以獲得室室內

19、空調調所需的的進風溫溫度。b.在如如上所述述的系統統中應設設有自動動控制裝裝置以使使當室外外空氣溫溫度高于于回風溫溫度，或或者當室室外空氣氣值大于于回風空空氣值時時，能自自動地把把新風量量控制在在滿足室室內空氣氣品質要要求的最最小限度度。c.除下下述情況況（即直直接膨脹脹式系統統，為避避免因新新風取用用量過大大而導致致融霜的的情況）外，在在如上述述各條文文中規定定的系統統設計條條件下，應能在在即使機機械供冷冷裝置已已準備妥妥當隨時時可用的的情況下下，也可可做到使使新風和和回風混混合后的的溫度盡盡可能接接近室內內空調所所需的送送風溫度度。2、間接接利用室室外空氣氣供冷（水側節節能運行行系統）關于

20、于第2種種新風供供冷能力力的利用用方法這這里暫不不討論，擬留在在后面論論及水系系統時再再予評述述。另外外，說來來十分有有趣，而而且也很很值得引引起注意意的是，在美國國加州119911年的空空調設計計節能規規范中，除上述述類似的的條文規規定外，對如何何確保室室內新風風量還作作了若干干十分明明確的具具體規定定。規范范要求，系統在在投入使使用前，必須進進行認真真的調試試，以確確保風量量的平衡衡和新風風量的導導入。否否則，每每個系統統必須在在目的地地安裝帶帶有讀數數的就地地或可遙遙測的新新風量計計測儀表表，以利利隨時直直接觀察察和監測測。由此此可見，國外對對于確保保空調新新風量的的問題也也像國內內一樣

21、，受到普普遍的關關切，在在一些新新建的豪豪華大廈廈中對這這一點怎怎么強調調也不過過分。顯然然，采用用帶自動動控制的的雙風機機全空氣氣式系統統是為滿滿足上述述規范要要求所必必須的，因為這這一方面面可滿足足關于新新風供冷冷的節能能經濟運運行的要要求；另另一方面面又可隨隨時自動動保持系系統新風風和排風風之間的的平衡，確保最最小新風風量的導導入。也許許正是因因為如此此，如今今已有越越來越多多的場合合，不僅僅像那些些具有較較好客觀觀安裝條條件的高高層建筑筑裙房部部分，以以及全年年不允許許開窗生生產的工工業廠房房舒適性性空調中中趨向于于采用如如圖2所所示的系系統，甚甚至某些些新建的的高層辦辦公大樓樓塔樓部

22、部分也開開始出現現采用這這種系統統的動向向。例如如，本市市正在建建筑中的的某一超超高層辦辦公樓的的設計方方案是通通過國際際設計招招標，由由德國一一家設計計公司中中標而確確定下來來的。在在該方案案中，設設計師提提出了如如圖6所所示的雙雙風機全全空氣空空調方式式結合采采用降溫溫吊頂（Cooolinng CCeillingg）方式式。該空空調方式式有兩個個特點：一是每每13層層設1套套全空氣氣式空調調系統，機房設設于中間間一層，分別向向上面66層和下下面6層層送風和和排風；二是各各室設置置降溫吊吊頂，以以作為夏夏季最熱熱期間的的輔助降降溫裝置置。為防防止冷水水盤管表表面結露露，其入入口水溫溫需自動動

23、控制保保持高于于16。所用用全空氣氣式系統統全年送送風溫度度范圍為為1624。過渡渡期可利利用1000%的的全機關關報風。冬季和和夏季則則用乙二二醇溶液液循環裝裝置對排排風的廢廢熱進行行回收利利用。三、 大大溫差或或低溫送送風近年年來，國國外基于于節省熱熱媒輸送送能耗，推行大大溫差小小流量系系統。對對于空氣氣介質而而言，這這類系統統便是大大溫差的的低溫送送風系統統。具體體的做法法是有時時用5的低溫溫水，有有時也可可用7的通常常冷水把把空氣處處理到110左左右，作作為一次次風送入入風機混混合箱與與回風混混合，稍稍升溫后后送入室室內；也也可直接接通入變變風量末末端裝置置，以誘誘導室內內空氣與與之混

24、合合，迅速速減少送送風溫差差。低溫溫送風的的好處主主要有33點：可減小小送風量量，降低低風機動動力消耗耗；可可減小送送風管截截面尺寸寸，有利利于高層層建筑層層高的有有效利用用；有有利于降降低室內內相對溫溫度，改改善舒適適度。如如今在上上海采用用低溫送送風的工工程有諸諸如888層的金金茂大廈廈、上海海證券大大廈、原原萬國金金融大廈廈等高層層和超高高層建筑筑，也有有像在建建的上海海兒童醫醫學中心心這類高高標準的的現代化化醫院建建筑。四、置換換式通風風空調系系統置換式通通風空調調不同于于通常的的混合式式空調方方式，主主要表現現在如下下幾點：a.采取取下送上上回的送送風方式式，可使使清潔的的送風氣氣流

25、首先先進入室室內人員員呼吸帶帶和有效效活動區區，形成成有利于于改善工工作區的的空氣品品質。b.采用用低速送送風，導導致氣流流緩慢擴擴散上升升，形成成垂直方方向上的的溫度成成層和溫溫升梯度度，提高高了排風風和回風風溫度，可節省省夏季運運行能耗耗。c.由于于是下送送風，送送風溫度度相對較較高，對對于全空空氣式系系統的運運行，加加大了過過渡季利利用新風風自然供供冷的潛潛力，延延長了其其節能經經濟運行行的周期期，從而而可更加加縮短全全年機械械供冷的的時間，進一步步增大了了節能效效益。鑒于于上述特特點，置置換式通通風空調調方式普普遍適用用于一切切以舒適適性為目目的公共共場所，如影響響劇院、體育館館等。據

26、據悉，在在建的上上海大劇劇院建筑筑設計方方案為法法國建筑筑師的作作品，其其觀眾廳廳采用的的即是座座椅下送送風的置置換式空空調方式式。另外外，據認認為，置置換式通通風空調調方式應應用于一一般被視視作難題題的中庭庭空調，可獲得得獨特的的效果。總之之，基于于置換式式通風空空調方式式的諸多多優點，預計隨隨著其送送風分布布器的逐逐步國產產化，必必將在我我國為人人們所廣廣泛接受受。五、 “地板下下空調裝裝置”這是是日本一一家設計計公司在在上海某某高層建建筑設計計方案國國際招標標活動中中標投標標書中所所提出的的一種新新型空調調方式的的特定名名稱。在在此值得得一提的的是，在在這次參參加投標標的五家家國外設設計

27、公司司中有四四家來自自北美，一家來來自日本本。其中中有4個個方案提提出采用用以風機機混合箱箱為基礎礎的變風風量空調調方式。但已記記不清中中標的日日本公司司的方案案是否在在這四者者之列。不過，他們與與眾不同同，給人人以深刻刻印象的的是，除除主要方方案外，還提出出了不少少輔助性性空調節節能措施施。“地地板下空空調裝置置”即為為其提出出的為少少數幾間間高級領領導人辦辦公室采采用的新新式空調調裝置。據稱，這是一一種獨立立式超薄薄空調機機，其厚厚度僅為為2400mm，既可發發揮空調調機的功功能，又又可兼作作空間分分隔的隔隔熱。這這種設備備顯然包包括制冷冷機、風風機、加加熱器（電加熱熱）。據據稱，它它既看

28、不不到，也也不需要要在現場場進行外外部接管管，而且且其運行行可按季季節的變變化，改改變送風風方式，即可實實現夏季季上送下下回，冬冬季下送送上回。空調水系系統水側節能能運行系系統室外空空氣供冷冷的間接接途徑在上上述22.2中中提到的的加拿大大19995年國國家空調調工程設設計節能能規范對對非居住住建筑空空調系統統的節能能經濟運運行的條條文中，只著重重討論了了直接利利用室外外空氣供供冷（新新風節能能運行系系統）的的節能方方式，對對于另一一種間接接利用新新風供冷冷的方法法未能涉涉及，現現在此展展開討論論。1有關關條文的的引述在加加拿大的的國家空空調工程程設計節節能規范范相關條條文的后后續部分分（間接

29、接利用室室外空氣氣供冷水側節節能運行行系統）是這樣樣規定的的：a.利用用室外空空氣通過過直接蒸蒸發、間間接蒸發發或兩者者相結合合的方式式來冷卻卻供冷流流體，以以減少機機械供冷冷能耗的的系統，應能在在室外空空氣濕球球溫度等等于或低低于7的情況況下，為為冷卻送送風空氣氣承擔系系統預期期的全部部供冷負負荷。b.利用用室外空空氣通過過顯熱交交換途徑徑冷卻供供冷流體體，以減減少機械械供冷能能耗的系系統，應應能在室室外空氣氣干球溫溫度等于于或低于于10的情況況下，為為冷卻送送風空氣氣承擔預預期的全全部供冷冷負荷。2 個人人的見解解根據據筆者的的理解，結合近近年來從從各方面面得來的的信息，筆者以以為，要要遵

30、守上上述規定定，傳統統的空調調水系統統必須作作出某些些適應性性的改變變才行。這種改改變可以以舉出如如下幾種種：a.過渡渡期和冬冬季，利利用大樓樓新風系系統的鷴鷴風冷空空氣對冷冷凍水的的回水進進行預冷冷卻。如圖圖8所示示的空調調冷凍水水系統是是如今北北美設計計公司在在國同人人承接的的某些高高層建筑筑空調工工程設計計中常見見的一種種節能方方法。圖圖中所示示為全樓樓共用的的一套中中央集中中供新風風系統中中的新風風空氣處處理機組組。由于于一直未未有機會會與北美美國家的的設計專專家們作作面對面面的交流流，所以以，只能能根據其其示意圖圖與功能能，按筆筆者本人人的理解解對這一一方式作作出相應應的剖析析。筆者

31、者以為圖圖中的前前置換熱熱器1和和后置換換熱器22，主要要用于過過渡期和和冬季的的室外空空氣“免免費供冷冷”用。圖中的的3只三三通調節節閥只作作工況轉轉換閥，不作調調節用。利用這這3只電電動三通通調節閥閥和聯動動的切換換閥3的的共同作作用，便便可實現現冬季、過渡期期和夏季季3種工工況的轉轉換。例如如，在冬冬季（當當室外低低于100）時時，切換換閥3置置于下方方通路。冷凍水水先后依依次通過過各層空空調器44和板式式換熱器器之后，進入新新風空氣氣前置換換熱器和和后置換換熱器22，在此此與低溫溫的新風風空氣連連續進行行二次熱熱交換。一方面面利用室室外的低低溫空氣氣使冷凍凍水回水水在進入入機械制制冷之

32、前前，先行行“免費費”預冷冷至某一一稍低的的溫度，例如113.99，則則15.6-113.99=1.7，即為新新風供冷冷的節能能效益。與此同同時，低低溫新風風經與相相對較高高溫度的的冷凍水水回水換換熱后，得以加加熱，從從而節省省了這部部分新風風加熱所所必須的的外部供供熱量，這顯然然可為系系統的冬冬季運行行提供雙雙重的節節能效益益。夏季季，利用用切換閥閥3，開開通上方方通路，使冷凍凍水先經經三通閥閥7、后后置換熱熱器2和和三通閥閥8后，進入各各層空調調器4、板式換換熱器55，最后后再通過過前置換換熱器11與三通通閥6，返回冷冷水機組組。在此此過程中中，高溫溫、高濕濕的新風風空氣先先后通過過二次降

33、降溫、去去濕換熱熱處理，可獲得得所需的的進風參參數。在過過渡期，切換閥閥3開通通下方通通路，冷冷凍水則則不經后后置換熱熱器2，不與新新風空氣氣進行熱熱交換，直接到到達前換換熱器11。顯然然，這時時水與室室外進風風空氣之之間的溫溫差已大大大減小小，但仍仍可在不不同程度度上獲得得部分預預冷效果果。筆者者以為，上述方方式確實實可為系系統運行行提供一一定的節節能效果果，如果果結合上上述節能能規范來來看，這這一節能能效應尚尚遠遠不不能滿足足規范的的要求，因為后后者要求求新風供供冷應能能承擔預預期的全全部供冷冷負荷。b.采用用風冷式式冷水機機組的一一種派生生型帶預預冷卻的的機組這種種機組的的工作原原理示于

34、于圖9。這一利利用方式式的缺點點是，在在平時（夏季）不利用用室外空空氣預冷冷時，會會加大風風冷冷凝凝器環路路空氣側側阻力，以致增增大了相相應的能能耗。但但它的好好處是，風冷冷冷凝器可可與預冷冷盤管同同時工作作，不必必相互排排斥，必必須切換換使用。c.利用用制冷系系統冷卻卻系統冷冷卻水的的密閉式式冷卻塔塔進行室室外空氣氣供冷圖110所示示即為這這一方式式的工作作原理圖圖。在這這一系統統中是利利用機械械制冷系系統中的的冷卻水水冷卻設設備密閉式式冷卻塔塔，來實實現冬季季對自然然冷源室外外空氣的的利用。顯然，在這里里，機械械供冷與與自然冷冷源供冷冷兩者是是不能同同時工作作的，必必須切換換著使用用。筆者

35、者以為，這一點點也許就就是在加加拿大國國家空調調工程設設計節能能規范中中規定，以室外外空氣干干球溫度度10或濕球球溫度77為工工況轉換換標準，并強調調“能承承擔系統統預期的的全部供供冷負荷荷”的道道理所在在。為使使該裝置置能在低低于0的室外外氣溫下下正常運運行，系系統中需需充以乙乙二醇溶溶液不凍凍液。顯然然，按照照這一圖圖式，必必須具備備一個條條件，即即機械供供冷系統統必須采采用密閉閉式冷卻卻塔。密密閉式冷冷卻塔價價格雖然然十分昂昂貴，但但隨著制制泠系統統對冷卻卻水水質質要求的的提高，在不少少場合下下其應用用是不可可少的。隨著新新型高效效、價廉廉的密閉閉式冷卻卻塔的面面世，并并考慮到到其冬季季

36、運行期期間自然然供冷節節能的效效益，其其普遍推推廣應用用的前景景將更趨趨光明。d.利用用板式熱熱交換器器的節能能運行方方式如圖圖11所所示的這這一方式式基本上上與上述述利用密密閉式冷冷卻塔的的方式相相類似，只不過過在這里里是把直直接蒸發發式（開開式）冷冷地塔與與板式換換熱器結結合起來來使用，以代替替密閉式式冷卻塔塔的功能能而已。但是，在功能能上它卻卻遠遜于于前者，因為后后者在室室外溫度度低于00時是是無法運運行的。變流量系系統在我我國，目目前空調調水系統統采用定定流量式式系統比比較普遍遍，其主主要原因因是它要要求的的的控制技技術較簡簡單。但但是，由由于空調調水系統統的輸送送動力消消耗量大大，而

37、且且空調負負荷的特特點又是是絕大部部分時間間里處于于低負荷荷狀態，這就為為空調水水系統的的節能運運行提供供了巨大大的潛力力。所以以，在上上述的空空調工程程設計節節能規范范中對此此均有相相應的明明確的條條文規定定。例如如，美國國ASHHRAEE/IEES900.1-19889的節節能標準準中明確確提出：“水系系統應設設計成變變流量系系統。其其所用控控制閥應應能根據據系統負負荷的變變化自動動地調節節開度或或逐級開開啟和關關閉，系系統應能能將流量量降低到到設計流流量的550%或或以下。改變流流量的方方法不僅僅僅限于于采用變變速傳動動泵一種種，可有有多種方方案選擇擇，如多多臺泵的的臺數分分段控制制或泵

38、的的特性控控制等。”上述述條文的的規定是是十分有有道理的的。一味味追求變變速傳動動控制（如變頻頻控制），初次次投資很很大。特特別是在在水系統統規模比比較大、并聯水水泵臺數數較多時時，比較較經濟的的方法還還是多臺臺水泵并并聯運行行中的臺臺數控制制。圖112所示示即為典典型的二二次泵系系統臺為為九控制制原理圖圖。在該該圖中，一次泵泵系統采采用負荷荷控制原原理，根根據瞬時時供、回回水量及及溫差的的乘積，計算出出實際的的負荷量量。當負負荷量減減小到一一臺冷水水機組的的容量時時，便停停開一臺臺機組及及相應的的水泵。在二次次泵系統統中，由由于系統統負荷，也即流流量的變變化引起起的供、回水干干管中壓壓差的變

39、變化，由由壓差傳傳感器感感測到后后，通過過壓差調調節器控控制旁通通閥的開開度，以以保持系系統的穩穩定壓差差。同時時，當流流量計測測得的流流量減少少到一臺臺二次泵泵的流量量時，便便停開一一臺二次次水泵。關于“三三次泵”的應用用這里“三三次泵”的名稱稱是筆者者為敘述述方便而而采用的的，相對對于上述述典型的的二次泵泵圖式所所作的一一個非正正式命名名。實質質上，它它是指裝裝在某些些空調換換熱器（冷卻器器、加熱熱器）前前用于系系統循環環的水泵泵。三次次泵的典典型連接接方式應應用原理理示于圖圖13。采用用三次泵泵的這一一做法目目前幾乎乎已成為為歐美和和日本等等國家通通行的標標準做法法。但是是，這一一技術在

40、在我國卻卻不為人人們所理理解，往往往會被被經手人人員取消消。與之之對應的的傳統的的三通調調節閥接接管方式式示于圖圖14。比較兩兩者不難難看出，其間一一個最大大的區別別在于前前者可使使子系統統內保持持恒定的的水流量量，適用用于變流流量的水水系統。而后者者的作用用在于使使子系統統內的流流量隨負負荷而變變化，適適用于定定流量的的水系統統。按筆者的的分析，采用三三次泵決決不是可可有可無無、徒添添麻煩的的事，其其好處主主要在于于如下幾幾個方面面：a.改善善子系統統的水力力工況和和循環；b.減少少二次泵泵的揚程程；c.改善善三通調調節閥的的運行條條件。關于于這最后后一點：筆者不不得不多多費此筆筆墨。在在關

41、于三三通調節節閥的運運行方面面，筆者者曾有兩兩次難忘忘的親自自經歷。一次是是約100年前在在對（國國外某公公司）11只DNN80的的三通調調節閥進進行調試試時，發發覺其閥閥芯會不不停地旋旋轉，過過不多久久便被磨磨損不堪堪。供貨貨單位認認為是因因為系統統壓力太太大，以以致閥前前后壓差差超過了了允許的的限度所所致。其其實，水水系統中中水泵的的揚程尚尚屬常規規，僅只只0.225-00.3MMpa，基本上上為克服服系統阻阻力所必必須。另另外一次次則是去去年上海海博物館館空調工工程的調調試。所所見也是是一只較較大規格格的自動動控制閥閥，結果果控制閥閥難正常常運行，以致冬冬季時常常過熱，夏季又又過冷。外方

42、供供貨單位位也是堅堅持認為為閥前后后壓差太太大，超超出了調調節閥的的允許限限度（大大口徑閥閥的允許許限度小小），以以致閥門門無法關關閉。這這種種現現象表明明，我們們過去通通常習慣慣的設計計手法不不是沒有有問題的的。采用用三次泵泵的做法法無疑會會大大改改善三通通調節閥閥所賴以以正常運運行的水水力工況況，因為為三次泵泵的特性性可完全全針對所所在子系系統（盤盤管、調調節閥）的水力力狀況進進行選定定。在述述及三次次泵及其其與三通通閥組成成的子系系統控制制方式時時，不能能不提及及最近出出現的另另一種更更簡化的的采用變變頻調速速型三次次泵代替替三通閥閥與定流流量型三三次泵的的組合型型圖式（圖155）。這這

43、種方式式較之于于圖133控制方方式的優優點是不不言自明明的。關于空調調水系統統的垂直直分區考慮慮到標準準型冷水水機組、空調器器中的熱熱交換器器以及閥閥門、管管配件對對水靜壓壓的承載載能力，迄今國國內對于于高層和和超高層層建筑空空調水系系統的常常規做法法，基本本上都是是按600m或1000m的高高度作垂垂直分區區處理，即每隔隔60mm或1000m設置置一個獨獨立的水水系統，在適當當高度的的樓層上上分別設設置板式式換熱器器或者冷冷水機組組，實現現水力隔隔離。采采用板式式換熱器器一方面面加大了了造價，另一方方面也增增大了冷冷量和可可供利用用的溫度度損失。按高度度分區設設置冷水水機組，結果將將是機房房

44、分散，管理不不便，加加之系統統各自獨獨立，冷冷水機組組不能互互為備用用，部分分負荷下下的運行行效率比比起統一一的系統統更低，能耗費費用增大大。美國國某設計計單位在在上海888層4420mm高的金金茂大廈廈空調水水系統的的初步設設計中本本來是考考慮設置置一個統統一的水水系統。全部冷冷水機組組均集中中設于地地下層內內，全樓樓不作垂垂直分區區。為此此，所有有冷水機機組、空空調器、閥門管管件均按按高靜壓壓承載能能力作特特殊訂貨貨。美方方專家說說明，這這種處理理手法在在境外不不少超高高層建筑筑中已經經有過多多次實踐踐經驗，技術上上是成熟熟的、可可靠的。后來，在實施施中，中中方有關關專家提提出了修修改方案

45、案，按高高度和負負荷性質質，分別別組成33個獨立立的系統統，即高高區系統統、中區區系統和和低區系系統。各各區系統統均是一一竿子到到底，不不殖民地地作垂直直分區。這一作作法的一一個主要要好處是是可降低低中區和和低區系系統所有有設備和和管件的的承載能能力，但但無疑這這也使系系統失去去了不少少功能，如3個個系統不不能統一一步調供供冷，不不能互為為備用；在低負負荷時，3個系系統的冷冷水機組組都要在在低負荷荷下運行行；另外外，在管管理上也也增加了了不少麻麻煩，因因為各系系統中的的設備、閥門及及管件的的額定承承壓能力力不同，不能互互換使用用。總之之，一個個方案的的優劣并并不是絕絕對的，仁者見見仁嘛。大溫差

46、、小流量量的冷凍凍水系統統迄今今為止，我國空空調工程程中空調調用冷凍凍水系統統的供、回水溫溫度的標標準取值值都是77/122，溫溫差tt=5，這也也許可以以說是幾幾十年一一貫制了了。但是是，隨著著境外設設計單位位，特別別是北美美國家設設計公司司在上海海建筑市市場上的的成功進進取，隨隨著蓄冷冷系統、低溫送送風技術術以及冬冬季水側側經濟運運行技術術的發展展，給上上海也帶帶來了大大溫差、小流量量的空調調冷凍水水系統。大溫差差、小流流量水系系統看來來主要源源自于美美國和加加拿大。日本近近年來也也在從事事這方面面的基礎礎性研究究，并相相繼發表表了一系系列論文文報告，對該項項技術作作出了肯肯定性的的結論。

47、一般般大溫差差、小流流量的冷冷凍水系系統對供供、回水水水溫度度和溫差差大致是是取5/15，溫差差t=10，。為為了獲得得5的低低溫和110的的溫差，一般有有3種做做法：利用冰冰蓄冷系系統提供供低溫水水與之混混合；采用溴溴化鋰吸吸收式制制冷機與與離心式式冷水機機組串聯聯運行供供冷；是采用用大溫差差、低溫溫出水的的離心式式冷水機機組。冷凍水系系統采用用大溫差差、小流流量的好好處主要要在于：a.減小小系統的的循環流流量，降降低水系系統的輸輸送動力力消耗。b.減小小管道截截面尺寸寸，降低低管道造造價。c.可減減小管井井截面積積，減小小敷設管管道所需需空間。d.減小小管道供供冷時的的沿程傳傳熱損失失。e.提高高回水溫溫度，為為冬季和和過渡期期實現新新風空氣氣供冷擴擴大了利利用的潛潛力。另據據日本的的實驗研研究，采采用大溫溫差、小小流量的的冷水系系統后，即使是是把全部部10的溫差