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。關于這這一點，其其實也是是很容易易理解的的。如果果 一個個很大的的空間僅僅由1臺臺裝在某某處的溫溫度傳感感器來代代表整個個大空間間的溫度度進行溫溫度控制制，那么么由于氣氣流組織織和各個個局部負負荷的差差異，各各處的溫溫度差別別可能會會很大，在在同一時時期內可可能出現現一處過過冷，另另一處過過熱的現現象。這這種過冷冷、過熱熱，顯然然便導致致了能源源的浪費費。對此，這這里不打打算進行行評述，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，其其進深少少則幾米米，多則則十幾米米。經驗驗表明，緊

3、緊鄰外墻墻、外穿穿的區間間，冬季季由于室室外氣溫溫低于室室內，通通過外墻墻、外窗窗的傳滲滲透等影影響，室室內需要要供暖，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，所所以，它它沒有供供暖要求求。非但但如此，現現有的現現代化大大廈的使使用實踐踐經驗表表明，隨隨著辦公公設備的的迅速進進步，室室內使用用的自動動化辦公公設備的的種類和和數量愈愈來愈多多，如計計算機、復復印機、打打印機、文文件破碎碎處理機機、傳真真機等等等。這些些辦公設設備的用用電自然然最終還還是以熱熱的形式式散發出出來。另另外，現現代化大大廈室內內照明的的照度標標準也遠遠遠高于于一

4、般常常規建筑筑。這樣樣大功率率的照明明燈具顯顯然也是是全年穩穩定的散散熱源。所所以，就就這部分分區間而而言，冬冬季不但但不需供供暖，而而且還得得供冷，否否則室內內便會過過熱。基于冬冬季這兩兩個部分分區間的的兩種截截然不同同的空調調要求，現現在歐美美、日本本等國家家的規范范化做法法都是首首先在平平面上劃劃分為周周邊區和和內區。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。至于周周邊區和和內區的的具體劃劃分方法法，大致致是把距距周邊外外圍護結結構內表表面3-5m的的這一區區間定為為周邊區區，其余余的面積積則統稱稱內區。由于周周邊區和和內區冬冬季的運運行工況況不同，所所以，在在空調水

5、水系統的的設計上上必須作作出相應應的考慮慮和安排排。譬如如，在水水系統方方面，盡盡管對個個別空調調機組而而言，一一般都是是采用雙雙管制；但是，對對于整個個中央空空調的水水系統，這這時便不不是雙管管制所能能滿足要要求的了了。因為為在這種種情況下下，冬季季一方面面要考慮慮周邊區區的供暖暖，需要要供熱水水；而另另一方面面又要顧顧及內區區的供冷冷，必須須供冷水水。所以以，從這這一層意意義上來來主產，采采用如此此分區的的空調工工程的中中央空調調水系統統必須是是四管制制。空調風系統統在論及及空調風風系統的的變化和和新進展展時，需需要再重重申一點點，即我我們的討討論主要要是針對對以辦公公為主要要功能的的高層

6、辦辦公樓建建筑而言言，需要要把以居居住為主主要功能能的賓館館客房撇撇開不談談。因為為對于賓賓館、公公寓之類類建筑的的空調方方式，可可以說至至今還沒沒有出現現其他任任何一種種能比風風機盤管管這種水水空氣氣方式更更為成熟熟、適用用和經濟濟有效的的空調方方式。一、變風量量空調方方式的應應用眾所周周知，一一般辦公公樓在建建筑和使使用功能能上不同同于賓館館、酒樓樓客房的的一大特特點就是是空間大大、面積積大、內內裝修講講究、隔隔間的分分隔要求求能靈活活多變。對對于這類類建筑，過過去一直直難于找找到合適適的空調調方式。如如果采用用常規的的全空氣氣方式，一一方面送送風管、回回風管截截面積大大，很難難適應高高層

7、建筑筑層高低低的狀 。另一一方面，那那么大的的一個多多區系統統，各區區的溫度度控制要要求也實實在是眾眾口難調調。因此此，至今今為止，不不少辦公公樓還都都不得不不采用帶帶獨立新新風的風風機盤管管系統這這樣的空空調方式式。然而，風風機盤管管系統存存在不少少問題，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、回回水管和和滴水管管的保溫溫不好，凝凝結不排排水管安安裝坡度度不夠，滴滴水盤排排水口積積灰堵塞塞等等。這這種種因因素都會會導致凝凝結水的的滴漏并并污染吊吊頂。另另外，辦辦公樓開開間大，其其隔間隨隨用戶的的變換，需需頻繁改改變，如如果采用用風機盤盤管機組組，則其

8、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。基于上上述種種種因素的的考慮，現現在有些些高級辦辦公樓的的空調工工程已決決定擺脫脫風機盤盤管系統統，取而而代之的的是如圖圖1所示示的變風風量空調調方式。按筆者者的分析析與歸納納，這一一系統具具有一個個很明顯顯的特征征，即系系統的層層次清楚楚。概括括起來講講，可以以歸納為為3個層層次：樓樓、層、區區。其具具體的含含義是：第11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2層層次，每每層設11套或22套空氣氣處理機機組和相相應的一一次送風風系統。這這是一個個變

9、風量量式（VVAV）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。另另外，其其送風溫溫度可由由1只溫溫度傳感感器進行行預先設設定的定定值控制制。第第3層次次，每11個分區區設1臺臺風機混混合箱，或或其他類類型的終終端，后后者也像像風機盤盤管一樣樣，暗裝裝在吊頂頂內。風風機混合合箱根據據所在分分區的溫溫度狀況況，由溫溫度傳感感器控制制一次風風的風量量，然后后通過軟軟管分別別送到各各個送風風口。風風機混合合箱有兩兩種：一一種用于于內區，其其中只有有1臺風風機和過過濾器，不不含任何何熱交換換器；另另一種適適用于周周邊區，其其中除風風機和過過濾器外外，還裝裝有一組組加熱器器

10、。另外外，在一一次風的的接口風風管上裝裝有風量量調節閥閥，后者者可根據據各相應應分區的的溫度控控制器的的指令動動作，調調節一次次風的風風量。對對每一個個分區或或每個風風機混合合箱而言言，盡管管其一次次風量根根據溫度度控制的的要求，隨隨時都在在變化，但但其總的的送風量量卻不會會變化。這種系統的的優點主主要表現現在如下下幾個方方面：a.用全空空氣方式式取代了了水空空氣方式式的風機機盤管，從從而從根根本上杜杜絕了凝凝結水滴滴漏的可可能性。b.它不同同于一般般的全空空氣方式式的空調調系統，前前者利用用吊頂空空調作回回風室，基基本上可可省去回回風管，而而且一次次風可采采用低溫溫送風，溫溫度可以以較低，因

11、因而一次次風量可可減少，從從而可縮縮小送風風干管的的截面尺尺寸。c.與一般般全空氣氣方式的的多區系系統不同同，可實實現各分分區的獨獨立的溫溫度控制制，從而而改善室室內溫度度分布狀狀態，并并且可節節能。d.可適應應辦公室室隔間的的變化，因因為風機機混合箱箱的安裝裝部位及及回風口口的位置置均與其其下面的的隔墻無無關，即即使要改改變送風風口位置置，也只只需調整整送風軟軟接管的的走向即即可。當然，這這種系統統也有其其不足之之處。首首稱，在在冬季，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，其其造價要要

12、高于一一般的風風機盤管管系統。二、雙風機機的全空空氣式系系統在上海海較早建建成的一一些高層層辦公大大樓里，現現在反映映比較普普遍的一一個主要要問題就就是新鮮鮮空氣量量不足，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。造造成這種種室內空空氣品質質問題的的原因可可能有多多種，主主要的還還是空調調系統設設計上的的毛病。這這主要表表現在以以下幾方方面：a.在設計計之初，雖雖然設計計師在設設計中也也都按規規定的標標準考慮慮了必要要的新風風量；另另外，衛衛生間也也按規范范要求的的換氣次次數設計計了排風風。這樣樣的設計計看似一一切均按按規范進進行，并并無

13、什么么不妥。但但實際上上，這只只是紙上上談兵。問問題在于于，若按按僅有的的幾處衛衛生間的的排風，其其總的排排風量還還是太小小，無論論如何也也平衡不不了整個個樓層所所需的最最小新風風量。待待建筑物物建成投投入運行行后，往往往由于于無法開開窗，新新鮮空氣氣不能如如設計上上計算的的那樣如如數供應應，導致致大樓辦辦公區內內新鮮空空氣嚴重重不足，住住戶們成成天抱怨怨頭昏頭頭痛。一一旦查出出原因，人人們就不不得不紛紛紛搬離離這種惡惡劣的工工作環境境。b.在一些些較早建建成的豪豪華辦公公大樓里里，也許許是由于于機房面面積過小小，難以以安排；也許是是由于設設計師為為了省事事，新風風管往往往不是直直接接入入空調

14、機機組內，而而僅僅通通入機房房內，新新風完全全靠機房房內的負負壓吸入入。這樣樣的做法法，省事事倒是省省事，然然而，實實際效果果卻令人人遺憾。說說起來，設設計也是是按規范范取用新新風量，但但實際情情況卻大大相徑庭庭。c.所謂的的變風量量空調器器不顧場場合的濫濫用。對對于高層層辦公大大廈，先先姑且不不談其塔塔樓部分分，且說說那些高高層辦公公大樓幾幾乎必備備的裙房房部分。裙裙房一般般均用作作商店、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。后后來，大大多數有有經驗的的設計單單位在設設計文件件中往往往都宣稱稱須要用用的是全全

15、空氣變變風量方方式。但但實際上上采用的的卻是所所謂的“變變風量空空調機組組”。其其實，這這種變風風量空調調機組在在功能上上與風機機盤管類類似，只只能視作作大型風風機盤管管機組，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，舒舒適性全全空氣方方式空調調系統的的標準模模式應該該是怎樣樣的呢？歸納起起來，一一個規范范化的舒舒適性全全空氣式式空調系系統應該該是完全全自動控控制并帶帶有雙風風機，可可實現全全年新風風量調節節，冬、夏夏季能確確保最少少新風量量，春、秋秋季能實實現節能能經濟運運行的系系統。這這一系統統的基本本組成及及其簡單

16、單易行的的控制原原理見圖圖2。其其相應的的調節機機構的控控制作用用見圖33、圖44和圖55。需要說說明的是是，關于于舒適性性空調的的節能自自動控制制方法，根根據氣象象分區的的不同，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、實實用的當當首推如如圖2中中所示的的三種工工況分程程控制。不不管是模模擬式控控制，還還是直接接數字式式控制，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（電電子式或或氣動式式）預設設的信號號

17、響應范范圍（電電壓或氣氣壓值范范圍），來來確保各各調節機機構（如如聯動的的新風和和排風閥閥F1、FF2，加加熱閥VV1和冷冷卻閥VV2）不不同時間間、有序序地相繼繼動作。在在這里一一共采用用了三個個調節器器1011、1002、1103。調調節器1101的的作用主主要在于于確保冬冬夏季最最小新風風量的設設定。調調節器1103的的作用在在于根據據室外溫溫度，對對室內溫溫度傳感感器設定定值進行行自動再再調。 新風閥閥F1和和排風閥閥F2（還還有與之之聯動，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

18、冷機運行行。這種種作用在在國外統統稱為“免免費供冷冷”（ffreee coooliing）。“免免費供冷冷”這是是如今各各國空調調工程設設計節能能規范中中必有的的非常重重要的一一條。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相相應規范范條文是是這樣記記述的：除用于于公寓、旅旅館、汽汽車旅館館之外的的，風量量在12200ll/s(43220m33/h)、供冷冷容量在在20kkW以上上的所有有空調系系統都應應在設計計中考慮慮按照下下列途徑徑，利用用室外空空氣，以以求減小小機械供供冷的能能耗:1、直接利利用室外外空氣供供冷（新新風節能能運行系

19、系統）a.直接利利用室外外空氣以以降低機機械供冷冷能耗的的系統。在在采用新新風與回回風混合合的過程程中應能能使室外外空氣取取用量達達到1000%的的程度，以以獲得室室內空調調所需的的進風溫溫度。b.在如上上所述的的系統中中應設有有自動控控制裝置置以使當當室外空空氣溫度度高于回回風溫度度，或者者當室外外空氣值值大于回回風空氣氣值時，能能自動地地把新風風量控制制在滿足足室內空空氣品質質要求的的最小限限度。c.除下述述情況（即即直接膨膨脹式系系統，為為避免因因新風取取用量過過大而導導致融霜霜的情況況）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，應應能在即即使機械械供冷裝裝置已準準備妥當當隨

20、時可可用的情情況下，也也可做到到使新風風和回風風混合后后的溫度度盡可能能接近室室內空調調所需的的送風溫溫度。2、間接利利用室外外空氣供供冷（水水側節能能運行系系統）關于第第2種新新風供冷冷能力的的利用方方法這里里暫不討討論，擬擬留在后后面論及及水系統統時再予予評述。另外，說說來十分分有趣，而而且也很很值得引引起注意意的是，在在美國加加州19991年年的空調調設計節節能規范范中，除除上述類類似的條條文規定定外，對對如何確確保室內內新風量量還作了了若干十十分明確確的具體體規定。規規范要求求，系統統在投入入使用前前，必須須進行認認真的調調試，以以確保風風量的平平衡和新新風量的的導入。否否則，每每個系

21、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。由此可可見，國國外對于于確保空空調新風風量的問問題也像像國內一一樣，受受到普遍遍的關切切，在一一些新建建的豪華華大廈中中對這一一點怎么么強調也也不過分分。顯然，采采用帶自自動控制制的雙風風機全空空氣式系系統是為為滿足上上述規范范要求所所必須的的，因為為這一方方面可滿滿足關于于新風供供冷的節節能經濟濟運行的的要求；另一方方面又可可隨時自自動保持持系統新新風和排排風之間間的平衡衡，確保保最小新新風量的的導入。也許正正是因為為如此，如如今已有有越來越越多的場場合，不不僅像那那些具有有較好客客

22、觀安裝裝條件的的高層建建筑裙房房部分，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部分也開開始出現現采用這這種系統統的動向向。例如，本本市正在在建筑中中的某一一超高層層辦公樓樓的設計計方案是是通過國國際設計計招標，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（CCoollingg Ceeiliing）方方式。該空調調方式有有兩個特特點：一一是每113層設設1套全全空氣式式空調系系統，機機房設于于中間一一

23、層，分分別向上上面6層層和下面面6層送送風和排排風；二二是各室室設置降降溫吊頂頂，以作作為夏季季最熱期期間的輔輔助降溫溫裝置。為為防止冷冷水盤管管表面結結露，其其入口水水溫需自自動控制制保持高高于166。所所用全空空氣式系系統全年年送風溫溫度范圍圍為166244。過過渡期可可利用1100%的全機機關報風風。冬季季和夏季季則用乙乙二醇溶溶液循環環裝置對對排風的的廢熱進進行回收收利用。三、 大溫溫差或低低溫送風風近年來來，國外外基于節節省熱媒媒輸送能能耗，推推行大溫溫差小流流量系統統。對于于空氣介介質而言言，這類類系統便便是大溫溫差的低低溫送風風系統。具具體的做做法是有有時用55的低低溫水，有有時

24、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

25、現代化化醫院建建筑。四、置換式式通風空空調系統統置換式通風風空調不不同于通通常的混混合式空空調方式式，主要要表現在在如下幾幾點：a.采取下下送上回回的送風風方式，可可使清潔潔的送風風氣流首首先進入入室內人人員呼吸吸帶和有有效活動動區，形形成有利利于改善善工作區區的空氣氣品質。b.采用低低速送風風，導致致氣流緩緩慢擴散散上升，形形成垂直直方向上上的溫度度成層和和溫升梯梯度，提提高了排排風和回回風溫度度，可節節省夏季季運行能能耗。c.由于是是下送風風，送風風溫度相相對較高高，對于于全空氣氣式系統統的運行行，加大大了過渡渡季利用用新風自自然供冷冷的潛力力，延長長了其節節能經濟濟運行的的周期，從從而可

26、更更加縮短短全年機機械供冷冷的時間間，進一一步增大大了節能能效益。鑒于上上述特點點，置換換式通風風空調方方式普遍遍適用于于一切以以舒適性性為目的的公共場場所，如如影響劇劇院、體體育館等等。據悉悉，在建建的上海海大劇院院建筑設設計方案案為法國國建筑師師的作品品，其觀觀眾廳采采用的即即是座椅椅下送風風的置換換式空調調方式。另另外，據據認為，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，可可獲得獨獨特的效效果。總之，基基于置換換式通風風空調方方式的諸諸多優點點，預計計隨著其其送風分分布器的的逐步國國產化，必必將在我我國為人人們所廣廣泛接受受。五、 “地地板下空空調裝置置”這是日日

27、本一家家設計公公司在上上海某高高層建筑筑設計方方案國際際招標活活動中標標投標書書中所提提出的一一種新型型空調方方式的特特定名稱稱。在此此值得一一提的是是，在這這次參加加投標的的五家國國外設計計公司中中有四家家來自北北美，一一家來自自日本。其其中有44個方案案提出采采用以風風機混合合箱為基基礎的變變風量空空調方式式。但已已記不清清中標的的日本公公司的方方案是否否在這四四者之列列。不過過，他們們與眾不不同，給給人以深深刻印象象的是，除除主要方方案外，還還提出了了不少輔輔助性空空調節能能措施。“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。據據稱，

28、這這是一種種獨立式式超薄空空調機，其其厚度僅僅為2440mmm，既可可發揮空空調機的的功能，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（電電加熱）。據據稱，它它既看不不到，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，即即可實現現夏季上上送下回回，冬季季下送上上回。空調水系統統水側節能運運行系統統室室外空氣氣供冷的的間接途途徑在上述述2.2中提提到的加加拿大119955年國家家空調工工程設計計節能規規范對非非居住建建筑空調調系統的的節能經經濟運行行的條文文中，只只著重討討論了直直接利用用室外空空氣供冷冷（新風風節

29、能運運行系統統）的節節能方式式，對于于另一種種間接利利用新風風供冷的的方法未未能涉及及，現在在此展開開討論。1有關條條文的引引述在加拿拿大的國國家空調調工程設設計節能能規范相相關條文文的后續續部分（間間接利用用室外空空氣供冷冷水側側節能運運行系統統）是這這樣規定定的：a.利用室室外空氣氣通過直直接蒸發發、間接接蒸發或或兩者相相結合的的方式來來冷卻供供冷流體體，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濕球溫溫度等于于或低于于7的情情況下，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.利用室室外空氣氣通過顯顯熱交換換途徑冷冷卻供冷冷流體，以以減少機機械供冷冷能耗的的系統

30、，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 個人的的見解根據筆筆者的理理解，結結合近年年來從各各方面得得來的信信息，筆筆者以為為，要遵遵守上述述規定，傳傳統的空空調水系系統必須須作出某某些適應應性的改改變才行行。這種種改變可可以舉出出如下幾幾種：a.過渡期期和冬季季，利用用大樓新新風系統統的鷴風風冷空氣氣對冷凍凍水的回回水進行行預冷卻卻。如圖88所示的的空調冷冷凍水系系統是如如今北美美設計公公司在國國同人承承接的某某些高層層建筑空空調工程程設計中中常見的的一種節節能方法法。圖中中所示為為全樓共共用的一一套中央央集中供供新風

31、系系統中的的新風空空氣處理理機組。由由于一直直未有機機會與北北美國家家的設計計專家們們作面對對面的交交流，所所以，只只能根據據其示意意圖與功功能，按按筆者本本人的理理解對這這一方式式作出相相應的剖剖析。筆筆者以為為圖中的的前置換換熱器11和后置置換熱器器2，主主要用于于過渡期期和冬季季的室外外空氣“免免費供冷冷”用。圖圖中的33只三通通調節閥閥只作工工況轉換換閥，不不作調節節用。利利用這33只電動動三通調調節閥和和聯動的的切換閥閥3的共共同作用用，便可可實現冬冬季、過過渡期和和夏季33種工況況的轉換換。例如，在在冬季（當當室外低低于100）時時，切換換閥3置置于下方方通路。冷冷凍水先先后依次次

32、通過各各層空調調器4和和板式換換熱器之之后，進進入新風風空氣前前置換熱熱器和后后置換熱熱器2，在在此與低低溫的新新風空氣氣連續進進行二次次熱交換換。一方方面利用用室外的的低溫空空氣使冷冷凍水回回水在進進入機械械制冷之之前，先先行“免免費”預預冷至某某一稍低低的溫度度，例如如13.9，則則15.6-113.99=1.7，即即為新風風供冷的的節能效效益。與與此同時時，低溫溫新風經經與相對對較高溫溫度的冷冷凍水回回水換熱熱后，得得以加熱熱，從而而節省了了這部分分新風加加熱所必必須的外外部供熱熱量，這這顯然可可為系統統的冬季季運行提提供雙重重的節能能效益。夏季，利利用切換換閥3，開開通上方方通路，使使

33、冷凍水水先經三三通閥77、后置置換熱器器2和三三通閥88后，進進入各層層空調器器4、板板式換熱熱器5，最最后再通通過前置置換熱器器1與三三通閥66，返回回冷水機機組。在在此過程程中，高高溫、高高濕的新新風空氣氣先后通通過二次次降溫、去去濕換熱熱處理，可可獲得所所需的進進風參數數。在過渡渡期，切切換閥33開通下下方通路路，冷凍凍水則不不經后置置換熱器器2，不不與新風風空氣進進行熱交交換，直直接到達達前換熱熱器1。顯顯然，這這時水與與室外進進風空氣氣之間的的溫差已已大大減減小，但但仍可在在不同程程度上獲獲得部分分預冷效效果。筆者以以為，上上述方式式確實可可為系統統運行提提供一定定的節能能效果，如如

34、果結合合上述節節能規范范來看，這這一節能能效應尚尚遠遠不不能滿足足規范的的要求，因因為后者者要求新新風供冷冷應能承承擔預期期的全部部供冷負負荷。b.采用風風冷式冷冷水機組組的一種種派生型型帶預冷冷卻的機機組這種機機組的工工作原理理示于圖圖9。這這一利用用方式的的缺點是是，在平平時（夏夏季）不不利用室室外空氣氣預冷時時，會加加大風冷冷冷凝器器環路空空氣側阻阻力，以以致增大大了相應應的能耗耗。但它它的好處處是，風風冷冷凝凝器可與與預冷盤盤管同時時工作，不不必相互互排斥，必必須切換換使用。c.利用制制冷系統統冷卻系系統冷卻卻水的密密閉式冷冷卻塔進進行室外外空氣供供冷圖100所示即即為這一一方式的的工

35、作原原理圖。在在這一系系統中是是利用機機械制冷冷系統中中的冷卻卻水冷卻卻設備密閉閉式冷卻卻塔，來來實現冬冬季對自自然冷源源室室外空氣氣的利用用。顯然然，在這這里，機機械供冷冷與自然然冷源供供冷兩者者是不能能同時工工作的，必必須切換換著使用用。筆者者以為，這這一點也也許就是是在加拿拿大國家家空調工工程設計計節能規規范中規規定，以以室外空空氣干球球溫度110或或濕球溫溫度7為工況況轉換標標準，并并強調“能能承擔系系統預期期的全部部供冷負負荷”的的道理所所在。為為使該裝裝置能在在低于00的室室外氣溫溫下正常常運行，系系統中需需充以乙乙二醇溶溶液不凍凍液。顯然，按按照這一一圖式，必必須具備備一個條條件

36、，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，在在不少場場合下其其應用是是不可少少的。隨隨著新型型高效、價價廉的密密閉式冷冷卻塔的的面世，并并考慮到到其冬季季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.利用板板式熱交交換器的的節能運運行方式式如圖111所示示的這一一方式基基本上與與上述利利用密閉閉式冷卻卻塔的方方式相類類似，只只不過在在這里是是把直接接蒸發式式（開式式）冷地地塔與板板式換熱熱器結合合起來使使用，以以代替密密閉式冷冷卻塔的的功能而而已。但但是，在在功

37、能上上它卻遠遠遜于前前者，因因為后者者在室外外溫度低低于0時是無無法運行行的。變流量系統統在我國國，目前前空調水水系統采采用定流流量式系系統比較較普遍，其其主要原原因是它它要求的的的控制制技術較較簡單。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，這這就為空空調水系系統的節節能運行行提供了了巨大的的潛力。所所以，在在上述的的空調工工程設計計節能規規范中對對此均有有相應的的明確的的條文規規定。例例如，美美國ASSHRAAE/IIES990.11-19989的的節能標標準中明明確提出出：“水水系統應應設計成成變流量量系統。

38、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。改改變流量量的方法法不僅僅僅限于采采用變速速傳動泵泵一種，可可有多種種方案選選擇，如如多臺泵泵的臺數數分段控控制或泵泵的特性性控制等等。”上述條條文的規規定是十十分有道道理的。一一味追求求變速傳傳動控制制（如變變頻控制制），初初次投資資很大。特特別是在在水系統統規模比比較大、并并聯水泵泵臺數較較多時，比比較經濟濟的方法法還是多多臺水泵泵并聯運運行中的的臺數控控制。圖圖12所所示即為為典型的的二次泵泵系統臺臺為九控控制原理理圖。在該圖圖中，一一次泵系系

39、統采用用負荷控控制原理理，根據據瞬時供供、回水水量及溫溫差的乘乘積，計計算出實實際的負負荷量。當當負荷量量減小到到一臺冷冷水機組組的容量量時，便便停開一一臺機組組及相應應的水泵泵。在二二次泵系系統中，由由于系統統負荷，也也即流量量的變化化引起的的供、回回水干管管中壓差差的變化化，由壓壓差傳感感器感測測到后，通通過壓差差調節器器控制旁旁通閥的的開度，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“三次次泵”的的應用這里“三次次泵”的的名稱是是筆者為為敘述方方便而采采用的，相相對于上上述典型型的二次次泵圖式式所作的的一

40、個非非正式命命名。實實質上，它它是指裝裝在某些些空調換換熱器（冷冷卻器、加加熱器）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。采用三三次泵的的這一做做法目前前幾乎已已成為歐歐美和日日本等國國家通行行的標準準做法。但但是，這這一技術術在我國國卻不為為人們所所理解，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。比比較兩者者不難看看出，其其間一個個最大的的區別在在于前者者可使子子系統內內保持恒恒定的水水流量，適適用于變變流量的的水系統統。而后后者的作作用在于于使子系系統內的的流量隨隨負荷而而變化，適適用于定定流量的的水

41、系統統。按筆者的分分析，采采用三次次泵決不不是可有有可無、徒徒添麻煩煩的事，其其好處主主要在于于如下幾幾個方面面：a.改善子子系統的的水力工工況和循循環；b.減少二二次泵的的揚程；c.改善三三通調節節閥的運運行條件件。關于這這最后一一點：筆筆者不得得不多費費此筆墨墨。在關關于三通通調節閥閥的運行行方面，筆筆者曾有有兩次難難忘的親親自經歷歷。一次次是約110年前前在對（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

42、統中中水泵的的揚程尚尚屬常規規，僅只只0.225-00.3MMpa，基基本上為為克服系系統阻力力所必須須。另外外一次則則是去年年上海博博物館空空調工程程的調試試。所見見也是一一只較大大規格的的自動控控制閥，結結果控制制閥難正正常運行行，以致致冬季時時常過熱熱，夏季季又過冷冷。外方方供貨單單位也是是堅持認認為閥前前后壓差差太大，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

43、性性可完全全針對所所在子系系統（盤盤管、調調節閥）的的水力狀狀況進行行選定。在述及及三次泵泵及其與與三通閥閥組成的的子系統統控制方方式時，不不能不提提及最近近出現的的另一種種更簡化化的采用用變頻調調速型三三次泵代代替三通通閥與定定流量型型三次泵泵的組合合型圖式式（圖115）。這這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。關于空調水水系統的的垂直分分區考慮到到標準型型冷水機機組、空空調器中中的熱交交換器以以及閥門門、管配配件對水水靜壓的的承載能能力，迄迄今國內內對于高高層和超超高層建建筑空調調水系統統的常規規做法，基基本上都都是按660m或或1000m的高高度作垂垂直分區區處理

44、，即即每隔660m或或1000m設置置一個獨獨立的水水系統，在在適當高高度的樓樓層上分分別設置置板式換換熱器或或者冷水水機組，實實現水力力隔離。采采用板式式換熱器器一方面面加大了了造價，另另一方面面也增大大了冷量量和可供供利用的的溫度損損失。按按高度分分區設置置冷水機機組，結結果將是是機房分分散，管管理不便便，加之之系統各各自獨立立，冷水水機組不不能互為為備用，部部分負荷荷下的運運行效率率比起統統一的系系統更低低，能耗耗費用增增大。美美國某設設計單位位在上海海88層層4200m高的的金茂大大廈空調調水系統統的初步步設計中中本來是是考慮設設置一個個統一的的水系統統。全部部冷水機機組均集集中設于于

45、地下層層內，全全樓不作作垂直分分區。為為此，所所有冷水水機組、空空調器、閥閥門管件件均按高高靜壓承承載能力力作特殊殊訂貨。美美方專家家說明，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，技技術上是是成熟的的、可靠靠的。后后來，在在實施中中，中方方有關專專家提出出了修改改方案，按按高度和和負荷性性質，分分別組成成3個獨獨立的系系統，即即高區系系統、中中區系統統和低區區系統。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。這這一作法法的一個個主要好好處是可可降低中中區和低低區系統統所有設設備和管管件的承承載能力力，但無無疑這也也使系統統失去了了不少功功能，如如

46、3個系系統不能能統一步步調供冷冷，不能能互為備備用；在在低負荷荷時，33個系統統的冷水水機組都都要在低低負荷下下運行；另外，在在管理上上也增加加了不少少麻煩，因因為各系系統中的的設備、閥閥門及管管件的額額定承壓壓能力不不同，不不能互換換使用。總總之，一一個方案案的優劣劣并不是是絕對的的，仁者者見仁嘛嘛。大溫差、小小流量的的冷凍水水系統迄今為為止，我我國空調調工程中中空調用用冷凍水水系統的的供、回回水溫度度的標準準取值都都是7/12，溫差差t=5，這這也許可可以說是是幾十年年一貫制制了。但但是，隨隨著境外外設計單單位，特特別是北北美國家家設計公公司在上上海建筑筑市場上上的成功功進取，隨隨著蓄冷冷

47、系統、低低溫送風風技術以以及冬季季水側經經濟運行行技術的的發展，給給上海也也帶來了了大溫差差、小流流量的空空調冷凍凍水系統統。大溫溫差、小小流量水水系統看看來主要要源自于于美國和和加拿大大。日本本近年來來也在從從事這方方面的基基礎性研研究，并并相繼發發表了一一系列論論文報告告，對該該項技術術作出了了肯定性性的結論論。一般大大溫差、小小流量的的冷凍水水系統對對供、回回水水溫溫度和溫溫差大致致是取55/155，溫溫差tt=100，。為為了獲得得5的低低溫和110的的溫差，一一般有33種做法法：利利用冰蓄蓄冷系統統提供低低溫水與與之混合合；采采用溴化化鋰吸收收式制冷冷機與離離心式冷冷水機組組串聯運運行供冷冷；是是采用大大溫差、低低溫出水水的離心心式冷水水機組。冷凍水系統統采用大大溫差、小小流量的的好處主主要在于于：a.減小系系統的循循環流量量，降低低水系統統的輸送送動力消消耗。b.減小管管道截面面尺寸，降降低管道道造價。c.可減小小管井截截面積，減減小敷設設管道所所需空間間。d.減小管管道供冷冷時的沿沿程傳熱熱損失。e.提高回回水溫度度，為冬冬季和過過渡期實實現新風風空氣供供冷擴大大了利用用的潛力力。另據日日本的實實驗研究究，采用用大溫差差、小流流量的冷冷水系統統后，即即使是把把全