賈孟立

（焦作大學機電工程學院，河南 焦作 454003）

目前，大型商場都在使用中央空調，而中央空調系統(tǒng)主要由不同形式的冷熱源系統(tǒng)和多空氣調節(jié)系統(tǒng)組成。由于大型商場的特殊性，中央空調多采用全空氣系統(tǒng)，空調新風系統(tǒng)則是中央空調中非常重要的組成部分。通常的家用空調是沒有新風系統(tǒng)的，大型中央空調新風系統(tǒng)可以起到室內和室外通風換氣、保持室內氧氣含量、凈化空氣的作用。

1.空調新風系統(tǒng)的作用、原理和特點

空調新風系統(tǒng)是室內空氣品質的重要保證，那什么是室內空氣品質呢？室內空氣品質一般理解為室內空氣污染的程度,更廣泛的含義還包含空氣溫度、濕度、流動速度等熱環(huán)境參數(shù)。通過新風系統(tǒng)和冷熱源的處理就可以保證室內空氣的品質，而空氣品質的保證就必然帶來能量的消耗。室內空氣質量要求越高，總體的能耗也會隨之增加，進而造成運行成本的增加。為了降低空調系統(tǒng)的能耗，人們采取了各種方法，其中降低新風標準、加強圍護結構的氣密性等最為常見。這些方法在獲得節(jié)能效果的同時也帶來了負面影響，即室內空氣質量下降,導致了各類空調病的流行。

中央空調系統(tǒng)新風機組工作原理如圖1所示。新風機組是為大型室內空間提供新鮮空氣的設備，功能上是保證使用環(huán)境達到室內空氣品質的相關要求，為室內提供新鮮空氣。新風機組的工作過程是在室外抽取新鮮的空氣經(jīng)過除塵處理、加濕或減濕處理及溫度調節(jié)后，通過風機送到室內，保證室內的空氣品質。

圖1 中央空調新風系統(tǒng)原理

對于大型商場而言，中央空調新風系統(tǒng)的優(yōu)點是維修和保養(yǎng)相對比較方便，同時宜于集中控制，能迅速地使室內的空氣達到舒適要求。缺點是一般新風機組的耗電量相對較大，造成運行成本的增加，同時短時間內還可能出現(xiàn)溫度不均的現(xiàn)象。

2.當前大型商場中央空調新風系統(tǒng)存在的問題

我國大型商場的中央空調系統(tǒng)在設計和運行過程中存在一些問題，主要涉及到新技術應用、運行成本控制和智能化控制等方面。

首先，在中央空調設計階段必然考慮到初期投資的問題，但未必能進行合理的技術經(jīng)濟分析，而一味地強調降低初期投資，使得許多節(jié)能新技術的使用受到很大的限制，比如我們提到的全熱交換器的使用，在降低初期投資的同時必然導致后期運行費用的大幅上漲，造成能源的浪費和經(jīng)濟損失。

其次，在中央空調的運行過程中，為了降低運行成本，隨意的降低新風比，造成的結果是大型商場的溫度雖然很低，但是會造成顧客，尤其是老人和兒童的呼吸苦難、胸悶和頭暈等不適，也就是各類病態(tài)建筑綜合癥的出現(xiàn)。

最后，中央空調是個復雜的系統(tǒng)，尤其是如何根據(jù)室內人數(shù)、室內環(huán)境和室外環(huán)境的變化，適時調整空調的運行狀態(tài)，尤其是新風系統(tǒng)的最優(yōu)化運行。

3.解決當前大型商場中央空調新風系統(tǒng)存在的問題

在進行大型商場中央空調設計和運行的過程中，如何合理地設計和利用新風系統(tǒng)就變得尤為重要。我國的暖通空調設計相關規(guī)范中對于空調系統(tǒng)的新風有明確的規(guī)定，特別是新修訂的《公共建筑節(jié)能設計標準》中規(guī)定，當一個空氣調節(jié)系統(tǒng)負擔多個使用空間時，系統(tǒng)的新風量要通過公式計算，得出經(jīng)濟合理的系統(tǒng)總送風量中新風量的比例。

3.1 采用全熱交換器進行能量回收的節(jié)能型新風系統(tǒng)

全熱交換器雙向流的新風系統(tǒng)主要由新風風機、進排風口、調速開關和管網(wǎng)等組成。新風風機的主要作用是實現(xiàn)室內室外氣體的能量交換，排風管道的作用是排除室內含有大量CO2和灰塵等的不清潔氣體，送風管道則把室外新鮮空氣經(jīng)過過濾和與排風換熱處理，再經(jīng)過冷熱源處理送入室內。

全熱交換器新風系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。通過全熱交換新風系統(tǒng)，在進行整體平衡式通風設計的同時，與高效的換熱有機融合，室外的新鮮空氣經(jīng)系統(tǒng)過濾和換熱處理后通過送風管道的系統(tǒng)分別送至每一個房間，同時把室內渾濁的空氣排出去，從而可以實現(xiàn)不開門窗的情況下對室內通風換氣，在保證室內空氣中新風量滿足的同時也避免了開窗換氣帶來的灰塵侵入的問題，實現(xiàn)了室內空氣質量達到標準。新風的氣流和從室內排出的渾濁空氣通過新風系統(tǒng)中的全熱交換器來實現(xiàn)能量上的交換，從而在一定程度上降低了對室外新風進行加熱或者冷卻所引起的空調負荷的增加量。

圖2 全熱交換器的工作原理

3.2 通過高性能的控制模塊控制新風量

大型商場等公共建筑一般多采用全空氣定風量空調系統(tǒng)。新風系統(tǒng)通過以單片機為核心控制單元的新風空調機組控制模塊控制新風量，通過傳感器采集室內的溫度、相對濕度和CO2等相關參數(shù),進行是否開啟新風機組的操作，通過控制新風量，在保障室內空氣品質的同時達到節(jié)能效果。

比如將采集室內CO2的相關參數(shù)上傳到控制系統(tǒng)，并由控制系統(tǒng)通過調節(jié)新風閥和排風閥的開度，來實現(xiàn)全空氣定風量系統(tǒng)中新風量的適時控制。具體的調整方法：（1）當室內人數(shù)減少一定的比例，CO2含量降低，空調系統(tǒng)則同時減小新風閥和排風閥開度，減少新風量和排風量，直到系統(tǒng)處于最小新風量運行。（2）當室內人數(shù)增加一定的比例，CO2含量增加，空調系統(tǒng)將同時增大新風閥和排風閥的開度，增大新風量的同時增大等量的排風量，只有這樣才能保持室內的壓力穩(wěn)定，從而保持送風量也不變。（3）過渡季節(jié)盡可能采用全新風系統(tǒng)，這樣可以最大限度地降低能耗，達到保持室內環(huán)境的同時降低能耗和成本。通過對全空氣系統(tǒng)的新風量的適時調整，將實現(xiàn)在滿足需求的情況下節(jié)能運行。

針對以上中央空調新風系統(tǒng)存在的問題，可以進行以下合理化的改進。首先是對大型商場中央空調系統(tǒng)設計進行技術經(jīng)濟和節(jié)能性分析，從而避免為降低初期投資而造成運行費用過高的現(xiàn)象。其次，相關部門加強中央空調新風系統(tǒng)運行情況檢查和監(jiān)督，使中央空調新風系統(tǒng)為廣大消費者提供健康的購物環(huán)境，避免為了降低運行成本而故意降低新風量的情形出現(xiàn)。再者就是廣大商場加強中央空調系統(tǒng)的日常維護和智能控制，讓中央空調新風系統(tǒng)達到最優(yōu)的工作狀態(tài)。

4.小結

本文針對當前大型商場中央空調新風系統(tǒng)存在的問題進行了分析，并提出了改進意見。建筑中央空調能耗占到總能耗的40%到50%，中央空調系統(tǒng)在為我們提供舒適購物環(huán)境的同時，也會消耗巨大的能量。因此，中央空調新風系統(tǒng)的合理設計和智能運行將在舒適環(huán)境和節(jié)能減排有機統(tǒng)一方面起到非常重要的作用。