0 引言

我國西部干熱氣候地區(qū)適合采用節(jié)能、環(huán)保的蒸發(fā)冷卻空調(diào)方式。間接蒸發(fā)冷水機(jī)組是蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用形式之一，可制取高溫冷水，其出水溫度介于室外空氣濕球溫度與露點(diǎn)溫度之間[1]。不同地區(qū)應(yīng)用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組時(shí)，由于空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度存在差異，濕球溫度較高地區(qū)所得到的冷水溫度較高。同一地區(qū)應(yīng)用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組時(shí)，冷水溫度也會(huì)因氣象參數(shù)變化有較大波動(dòng)。

采用高溫冷水的空調(diào)系統(tǒng)需配置顯熱末端裝置，如干工況風(fēng)機(jī)盤管，毛細(xì)管網(wǎng)輻射頂、墻、地面，金屬輻射頂板，冷梁等?？照{(diào)冷水溫度越高，與室內(nèi)溫差越小，即換熱溫差變小，顯熱末端裝置單位風(fēng)量或單位輻射面積供冷能力越低，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性越差，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷水溫度應(yīng)低于18 ℃[2]。我國西部較多地區(qū)間接蒸發(fā)冷水機(jī)組設(shè)計(jì)出水溫度在18 ℃以上，顯熱末端裝置一次投資較大，制約了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的廣泛應(yīng)用。采用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組與機(jī)械制冷冷水機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)，可降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度。室外濕球溫度較低、間接蒸發(fā)冷水機(jī)組可制取較低溫度冷水時(shí)，利用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組單獨(dú)供冷；室外濕球溫度較高、間接蒸發(fā)冷水機(jī)組制取的冷水溫度較高時(shí)，間接蒸發(fā)冷水機(jī)組與機(jī)械制冷冷水機(jī)組聯(lián)合供冷。這種方式可以促進(jìn)西部更多地區(qū)應(yīng)用蒸發(fā)冷卻，從而縮短機(jī)械制冷的使用時(shí)間。

1 間接蒸發(fā)冷水機(jī)組運(yùn)行工況分析

1.1 間接蒸發(fā)冷水機(jī)組運(yùn)行工況分析

間接蒸發(fā)冷水機(jī)組(以下簡稱“高溫機(jī)組”)與機(jī)械制冷冷水機(jī)組(以下簡稱“低溫機(jī)組”)協(xié)同運(yùn)行時(shí)需要確定3種工況：一是高溫機(jī)組出水溫度較低時(shí)，可獨(dú)立承擔(dān)空調(diào)冷負(fù)荷的單獨(dú)供冷工況；二是高溫機(jī)組出水溫度較高時(shí)，高、低溫機(jī)組共同承擔(dān)空調(diào)冷負(fù)荷的聯(lián)合供冷工況；三是高溫機(jī)組出水溫度高時(shí)，低溫機(jī)組單獨(dú)供冷工況。這3種工況對(duì)應(yīng)的室外參數(shù)分布時(shí)間可反映出蒸發(fā)冷卻節(jié)能優(yōu)勢(shì)是否得到充分發(fā)揮，亦是制定高、低溫機(jī)組協(xié)同運(yùn)行策略的重要依據(jù)。

高溫機(jī)組設(shè)計(jì)出水溫度比室外設(shè)計(jì)露點(diǎn)溫度高3～5 ℃時(shí)，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性較好[1]。高溫機(jī)組出水溫度tL≤20 ℃時(shí)，才具有用作空調(diào)冷源的經(jīng)濟(jì)合理性[1]。高溫機(jī)組出水溫度為15 ℃左右的工況分布時(shí)數(shù)較多時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)顯熱末端的經(jīng)濟(jì)性可得以明顯改善[2-3]。如果高、低溫機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度為15 ℃，高溫機(jī)組出水溫度tL≤15 ℃區(qū)間就是高溫機(jī)組單獨(dú)供冷工況，高溫機(jī)組出水溫度15 ℃20 ℃區(qū)間就是低溫機(jī)組單獨(dú)供冷工況。

以烏魯木齊、蘭州、銀川為例，由室外露點(diǎn)溫度tDP可推算出高溫機(jī)組的出水溫度tL(tL=tDP+4 ℃)。利用典型氣象年數(shù)據(jù)[4]，可統(tǒng)計(jì)出3個(gè)干熱氣候地區(qū)代表城市供冷季(6—8月)室外露點(diǎn)溫度tDP≤16 ℃的分布時(shí)數(shù)，即高溫機(jī)組出水溫度tL≤20 ℃的可供冷時(shí)數(shù)。同時(shí)統(tǒng)計(jì)了室外露點(diǎn)溫度tDP≤11 ℃的分布時(shí)數(shù)，即高溫機(jī)組出水溫度tL≤15 ℃的單獨(dú)供冷時(shí)數(shù)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 代表城市供冷季(6—8月)高溫機(jī)組可供冷與單獨(dú)供冷時(shí)數(shù)

由表1可知，烏魯木齊高溫機(jī)組出水溫度tL≤20 ℃的可供冷時(shí)數(shù)占供冷期總時(shí)數(shù)的99.5%，可全供冷期供冷，其中：出水溫度tL≤15 ℃的可單獨(dú)供冷時(shí)數(shù)占75.5%，出水溫度15 ℃20 ℃，需低溫機(jī)組單獨(dú)供冷。銀川高溫機(jī)組出水溫度15 ℃20 ℃，需低溫機(jī)組單獨(dú)供冷。

烏魯木齊、蘭州采用高、低溫機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)，是以蒸發(fā)冷卻設(shè)備供冷為主，機(jī)械制冷設(shè)備供冷為輔；銀川則是以機(jī)械制冷設(shè)備供冷為主，蒸發(fā)冷卻設(shè)備供冷為輔。具體工程應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)高溫機(jī)組運(yùn)行工況分析及冷源、末端設(shè)備配置等對(duì)復(fù)合式冷水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，因地制宜，合理地發(fā)揮蒸發(fā)冷卻節(jié)能運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)。

1.2 高、低溫機(jī)組配置容量

由第1.1節(jié)分析可知，采用高、低溫機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)有3種運(yùn)行工況，即高溫機(jī)組單獨(dú)供冷、高低溫機(jī)組聯(lián)合供冷、低溫機(jī)組單獨(dú)供冷。將3種工況對(duì)應(yīng)的等濕線在焓濕圖上表示出來，見圖1。

圖1 高溫機(jī)組運(yùn)行工況區(qū)

圖中tsj為當(dāng)?shù)乜照{(diào)室外計(jì)算濕球溫度；hj為對(duì)應(yīng)于tsj的比焓；t11、t16分別為對(duì)應(yīng)于露點(diǎn)溫度11、16 ℃的等溫線；d11、d16分別為對(duì)應(yīng)于露點(diǎn)溫度11、16 ℃的等濕線，即高溫機(jī)組出水溫度可達(dá)到15、20 ℃的等濕線。由飽和線、等焓線hj、等濕線d11、d16在焓濕圖上包絡(luò)出3個(gè)區(qū)。Ⅰ區(qū)是高溫機(jī)組出水溫度tL≤15 ℃的工況區(qū)，Ⅱ區(qū)是高溫機(jī)組出水溫度15 ℃20 ℃的工況區(qū)。

對(duì)于烏魯木齊，Ⅰ區(qū)是高溫機(jī)組單獨(dú)供冷區(qū)，干球溫度高，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度出現(xiàn)在該區(qū)，高溫機(jī)組容量需滿足設(shè)計(jì)工況下建筑冷負(fù)荷需求；Ⅱ區(qū)是高、低溫機(jī)組聯(lián)合供冷區(qū)，干球溫度較高，由高、低溫機(jī)組共同承擔(dān)該區(qū)最大建筑冷負(fù)荷。

對(duì)于蘭州，Ⅰ區(qū)是高溫機(jī)組單獨(dú)供冷區(qū)，干球溫度較高，高溫機(jī)組容量需滿足該區(qū)最大建筑冷負(fù)荷需求；Ⅱ區(qū)是高、低溫機(jī)組聯(lián)合供冷區(qū)，干球溫度高，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度出現(xiàn)在該區(qū)，高、低溫機(jī)組共同承擔(dān)設(shè)計(jì)工況下冷負(fù)荷；Ⅲ區(qū)是低溫機(jī)組單獨(dú)供冷區(qū)，干球溫度較低，接近于空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度，低溫機(jī)組容量還需滿足該區(qū)最大建筑冷負(fù)荷需求。

對(duì)于銀川，Ⅱ區(qū)是高、低溫機(jī)組聯(lián)合供冷區(qū)，干球溫度高，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度出現(xiàn)在該區(qū)，高、低溫機(jī)組共同承擔(dān)設(shè)計(jì)工況下冷負(fù)荷；Ⅲ區(qū)是低溫機(jī)組單獨(dú)供冷區(qū)，干球溫度較低，接近于空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度，低溫機(jī)組容量還需滿足該區(qū)最大建筑冷負(fù)荷需求。

綜上分析，不同氣象條件下高、低溫機(jī)組運(yùn)行的工況區(qū)和負(fù)荷狀態(tài)不同，高、低溫機(jī)組容量應(yīng)同時(shí)滿足各工況區(qū)最大建筑冷負(fù)荷的需求。各工況區(qū)建筑最大冷負(fù)荷小于設(shè)計(jì)工況下建筑冷負(fù)荷，需結(jié)合建筑冷負(fù)荷特性經(jīng)動(dòng)態(tài)計(jì)算分析確定。

2 高、低溫機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)

高溫機(jī)組與低溫機(jī)組復(fù)合式冷水系統(tǒng)的形式主要有串聯(lián)式和雙溫式。

2.1 串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)

串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)見圖2。該系統(tǒng)中高溫機(jī)組為大溫差機(jī)組，進(jìn)/出水溫度為20 ℃/30 ℃，管段標(biāo)注水溫是為了便于說明運(yùn)行原理，具體工程存在差異。高溫機(jī)組通過換熱器與低溫機(jī)組及空調(diào)末端串聯(lián)在一起?？照{(diào)末端(顯熱末端和新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管)26 ℃的冷水回水先經(jīng)換熱器被高溫機(jī)組冷卻至21 ℃，再經(jīng)低溫機(jī)組進(jìn)一步冷卻至15 ℃后供給空調(diào)末端，如此循環(huán)。高溫機(jī)組產(chǎn)出的20 ℃冷水經(jīng)換熱器對(duì)空調(diào)末端回水進(jìn)行冷卻后，出水溫度升至25 ℃，再進(jìn)入低溫機(jī)組冷凝器吸收冷凝熱后，出水溫度升至30 ℃后返回高溫機(jī)組。

1.間接蒸發(fā)冷水機(jī)組；2.機(jī)械制冷冷水機(jī)組蒸發(fā)器；3.機(jī)械制冷冷水機(jī)組冷凝器；4.顯熱末端；5.新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管；6、7.冷水循環(huán)泵；8.換熱器；F1、F2.轉(zhuǎn)換閥門。圖2 串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)

串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)的空調(diào)末端側(cè)供回水溫差大(11 ℃)，因此空調(diào)末端也采用串聯(lián)布置方式，冷水先經(jīng)顯熱末端(風(fēng)機(jī)盤管、輻射地板、輻射頂板等)，再經(jīng)新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管。空調(diào)冷負(fù)荷由新風(fēng)機(jī)組、顯熱末端共同承擔(dān)[5]。此外，新風(fēng)機(jī)組的直接蒸發(fā)冷卻器也承擔(dān)了一部分室內(nèi)冷負(fù)荷，此冷負(fù)荷不計(jì)入高、低溫機(jī)組需承擔(dān)的冷負(fù)荷。

串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1) 由于只供給空調(diào)末端單一溫度的冷水，又是單一環(huán)路，只要高溫機(jī)組出水溫度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度，就可判斷出高溫機(jī)組可單獨(dú)供冷并滿足室溫要求。因此可設(shè)定系統(tǒng)供水溫度來控制高溫機(jī)組是否單獨(dú)運(yùn)行，控制方法較簡單。

2) 高溫機(jī)組出水溫度會(huì)隨室外氣象參數(shù)變化而變化，進(jìn)而引起串聯(lián)系統(tǒng)供水溫度發(fā)生波動(dòng)，可能影響供水溫度控制精度。

3) 系統(tǒng)供水溫度較高，可充分發(fā)揮蒸發(fā)冷卻節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，但空調(diào)末端無除濕能力，新風(fēng)機(jī)組直接蒸發(fā)冷卻段會(huì)給室內(nèi)加濕，當(dāng)室內(nèi)濕負(fù)荷較大時(shí)相對(duì)濕度偏高。

4) 顯熱末端與新風(fēng)系統(tǒng)水路是串聯(lián)關(guān)系，不能各自獨(dú)立地調(diào)節(jié)冷水流量。室溫控制可通過設(shè)定典型房間溫度調(diào)節(jié)新風(fēng)量的方法來實(shí)現(xiàn)。

由于顯熱末端無除濕能力，各空調(diào)房間又難以單獨(dú)調(diào)節(jié)室溫，因此，串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)適用于各房間濕負(fù)荷較小且不需單獨(dú)控制室溫的建筑。

2.2 雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)

雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)見圖3。該系統(tǒng)中高溫機(jī)組為大溫差機(jī)組，進(jìn)/出水溫度為20 ℃/30 ℃。該系統(tǒng)由高溫機(jī)組和低溫機(jī)組復(fù)合而成，并形成相互獨(dú)立的2個(gè)冷水環(huán)路，即高溫水環(huán)路(21 ℃/26 ℃)和低溫水環(huán)路(12 ℃/17 ℃)。高、低溫水環(huán)路同時(shí)運(yùn)行，分別為新風(fēng)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管提供冷量。高溫機(jī)組冷水環(huán)路(20 ℃/30 ℃)由新風(fēng)機(jī)組冷水環(huán)路和低溫機(jī)組冷卻水環(huán)路串聯(lián)而成，通過換熱器為新風(fēng)機(jī)組提供冷量，同時(shí)為低溫機(jī)組冷凝器提供冷卻水。建筑冷負(fù)荷由高、低溫機(jī)組共同承擔(dān)。高溫機(jī)組與新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)部分顯熱負(fù)荷，低溫機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)其余部分顯熱負(fù)荷和全部的潛熱負(fù)荷。高溫機(jī)組配置容量需滿足新風(fēng)預(yù)冷及低溫機(jī)組冷凝器負(fù)荷需求。

1.間接蒸發(fā)冷水機(jī)組；2.機(jī)械制冷冷水機(jī)組蒸發(fā)器；3.機(jī)械制冷冷水機(jī)組冷凝器；4.風(fēng)機(jī)盤管；5.新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管；6～8.冷水循環(huán)泵；9.換熱器；F1、F2.轉(zhuǎn)換閥門。圖3 雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)

雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1) 低溫機(jī)組供水溫度較穩(wěn)定且可根據(jù)具體工程的節(jié)能需求和經(jīng)濟(jì)性需求有較大的選擇范圍，應(yīng)對(duì)室內(nèi)外工況變化能力較強(qiáng)。當(dāng)空調(diào)房間濕負(fù)荷較大且對(duì)濕度控制有較高要求時(shí)，低溫機(jī)組供水溫度可低于房間空氣露點(diǎn)溫度。

2) 由于高、低溫機(jī)組分別供給新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管不同溫度的冷水，即冷水系統(tǒng)為雙環(huán)路、雙溫度，分別承擔(dān)部分冷負(fù)荷，即使高溫機(jī)組出水溫度已較低，如15 ℃時(shí)，也不能判斷出高溫機(jī)組是否能單獨(dú)承擔(dān)此時(shí)的冷負(fù)荷以滿足室溫要求。因此，不能用設(shè)定系統(tǒng)供水溫度來控制高溫機(jī)組是否單獨(dú)運(yùn)行，控制難度較高。

3) 顯熱末端和新風(fēng)系統(tǒng)水路各自獨(dú)立，便于分別進(jìn)行變流量調(diào)節(jié)，利于降低冷水系統(tǒng)輸配能耗。

雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)可利用風(fēng)機(jī)盤管回水支管設(shè)置電動(dòng)兩通閥和風(fēng)機(jī)三速開關(guān)對(duì)各空調(diào)房間溫度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)。此種冷水系統(tǒng)適用于各房間濕度控制要求較高或需要單獨(dú)控制室溫的建筑。從發(fā)揮蒸發(fā)冷卻節(jié)能優(yōu)勢(shì)方面來講，雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)不如串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)。

3 高、低溫機(jī)組協(xié)同運(yùn)行策略

3.1 串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)運(yùn)行策略

由圖2可見，當(dāng)高溫機(jī)組出水溫度為20 ℃時(shí)，與低溫機(jī)組串聯(lián)后，可為空調(diào)末端提供15 ℃的冷水，可為新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管提供20 ℃的預(yù)冷用水。實(shí)際上，在供冷期大多數(shù)時(shí)間內(nèi)高溫機(jī)組出水溫度都低于20 ℃，烏魯木齊平均出水溫度只有12.5 ℃，蘭州平均出水溫度為15.6 ℃[4]，串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度為15 ℃的情況下，部分時(shí)間內(nèi)可僅運(yùn)行高溫機(jī)組。

串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)應(yīng)盡量多用高溫機(jī)組，采取控制供水溫度的運(yùn)行策略，可充分發(fā)揮高溫機(jī)組運(yùn)行節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。高、低溫機(jī)組協(xié)同運(yùn)行策略如下：

1) 設(shè)定串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)供水溫度控制范圍(如13～15 ℃)，即設(shè)定低溫機(jī)組出水溫度控制范圍，當(dāng)室外露點(diǎn)溫度及高溫機(jī)組出水溫度降低、系統(tǒng)供水溫度隨之降低時(shí)(低于15 ℃，高于13 ℃)，低溫機(jī)組內(nèi)部控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出力，將系統(tǒng)供水溫度穩(wěn)定在控制范圍內(nèi)[6]。

低溫機(jī)組可采用螺桿式或渦旋式機(jī)組，通過滑閥或變頻調(diào)節(jié)機(jī)組出力。

2) 當(dāng)串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)供水溫度低于設(shè)定溫度下限(13 ℃)時(shí)，低溫機(jī)組停止運(yùn)行，僅運(yùn)行高溫機(jī)組。

3) 當(dāng)高溫機(jī)組出水溫度高于設(shè)定溫度(20 ℃)時(shí)，高溫機(jī)組僅為低溫機(jī)組冷凝器提供冷卻水，低溫機(jī)組單獨(dú)承擔(dān)建筑冷負(fù)荷。

4) 當(dāng)高溫機(jī)組出水溫度較低時(shí)，可能導(dǎo)致進(jìn)入低溫機(jī)組冷凝器的冷卻水溫度(即圖2中換熱器一次水出水溫度)過低，并使壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)過載。為避免這種情況發(fā)生，需對(duì)低溫機(jī)組冷凝器進(jìn)水溫度加以控制。冷凝器進(jìn)水溫度范圍為19～33 ℃[6]，串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)控制該溫度可采用下限值，以保證低溫機(jī)組需承擔(dān)負(fù)荷時(shí)正常運(yùn)行。

5) 房間冷負(fù)荷由新風(fēng)系統(tǒng)、顯熱末端共同承擔(dān)時(shí)，要控制室溫并達(dá)到減少冷水循環(huán)泵和新風(fēng)機(jī)能耗的目的，需同時(shí)調(diào)節(jié)顯熱末端冷水流量和房間新風(fēng)量。但顯熱末端與新風(fēng)機(jī)組水路串聯(lián)，無法單獨(dú)調(diào)節(jié)顯熱末端冷水流量，若每個(gè)房間設(shè)變風(fēng)量末端來控制室溫，則會(huì)增加控制系統(tǒng)的一次投資。最簡單的控制方式是采用典型房間溫度控制新風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)新風(fēng)量。當(dāng)?shù)湫头块g溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，變頻控制器調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將系統(tǒng)風(fēng)量減小至各房間所需最小新風(fēng)量。要想降低冷水循環(huán)泵能耗，可利用串聯(lián)環(huán)路總供回水溫差通過變頻控制器調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，但串聯(lián)環(huán)路總流量變化不應(yīng)影響低溫機(jī)組正常運(yùn)行。

3.2 雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)運(yùn)行策略

烏魯木齊、蘭州采用雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)時(shí)，高溫機(jī)組出水溫度低于等于20 ℃的可用時(shí)間比例達(dá)95%以上，因此，應(yīng)優(yōu)先運(yùn)行高溫水環(huán)路，包括高溫機(jī)組和兩級(jí)蒸發(fā)冷卻新風(fēng)機(jī)組。當(dāng)室內(nèi)熱、濕負(fù)荷較大時(shí)，高溫水環(huán)路與低溫水環(huán)路同時(shí)運(yùn)行。高、低溫水環(huán)路空氣處理過程見圖4。高溫水環(huán)路新風(fēng)機(jī)組兩級(jí)蒸發(fā)冷卻過程為W→W′→O1，低溫水環(huán)路風(fēng)機(jī)盤管減濕冷卻過程為N→O2。

注：W為非室外設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)(室外空氣含濕量dW≥混風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)含濕量dO)；W′為室外空氣經(jīng)高溫盤管預(yù)冷后的出風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)；N為室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)；tN為室內(nèi)干球溫度；φN為室內(nèi)相對(duì)濕度；O1為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(高溫水環(huán)路新風(fēng)機(jī)組)；O2為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(低溫水環(huán)路風(fēng)機(jī)盤管)；O為混風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。圖4 高、低溫水環(huán)路空氣處理過程

如圖4所示，為避免加濕再減濕的能量浪費(fèi)，使復(fù)合水系統(tǒng)設(shè)備配置趨于合理，低溫機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管的容量配置應(yīng)不考慮除去余濕量。實(shí)際上，采用雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)與單純采用間接蒸發(fā)冷水系統(tǒng)相比已大大改善了室內(nèi)舒適度，在滿足室內(nèi)溫度需求的前提下，可允許較短時(shí)段內(nèi)室內(nèi)濕度高于設(shè)計(jì)上限值。

雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)采取控制典型房間溫度的運(yùn)行策略，可充分發(fā)揮高溫機(jī)組運(yùn)行節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。選擇典型空調(diào)房間，設(shè)置房間溫度傳感器，并設(shè)定房間溫度。雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)可采用高溫水環(huán)路運(yùn)行優(yōu)先和室內(nèi)溫度優(yōu)先的控制策略：

1) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)先啟動(dòng)高溫水環(huán)路各設(shè)備并持續(xù)運(yùn)行60 min，間、直接兩級(jí)蒸發(fā)冷卻新風(fēng)機(jī)組進(jìn)入供冷狀態(tài)，再根據(jù)典型空調(diào)房間溫度判斷是否啟動(dòng)低溫水環(huán)路運(yùn)行。若典型空調(diào)房間溫度高于設(shè)定值，DDC控制器啟動(dòng)低溫水環(huán)路各設(shè)備；若典型空調(diào)房間溫度等于或低于設(shè)定值，則繼續(xù)維持高溫水環(huán)路獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。

2) 低溫水環(huán)路各設(shè)備啟動(dòng)后，各空調(diào)房間根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管溫控器控制室溫，當(dāng)房間溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)盤管回水支路電動(dòng)兩通閥，風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)復(fù)位。由于新風(fēng)系統(tǒng)也承擔(dān)了較多的房間冷負(fù)荷，因此，當(dāng)房間溫度達(dá)到設(shè)定值風(fēng)機(jī)盤管停止運(yùn)行時(shí)，還需調(diào)節(jié)房間新風(fēng)量，否則新風(fēng)會(huì)繼續(xù)向房間供冷。

3) 當(dāng)?shù)湫头块g溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，變頻控制器調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將系統(tǒng)風(fēng)量減少至各房間所需最小新風(fēng)量。

4) 低溫水環(huán)路運(yùn)行后采用DDC常規(guī)控制策略。

5) 高溫機(jī)組出水溫度高于設(shè)定溫度(20 ℃)時(shí)，高溫機(jī)組僅為低溫機(jī)組冷凝器提供冷卻水，低溫機(jī)組單獨(dú)承擔(dān)建筑冷負(fù)荷。

6) 為避免高溫機(jī)組出水溫度較低時(shí)導(dǎo)致進(jìn)入低溫機(jī)組冷凝器的冷卻水溫度(即圖3中換熱器一次水出水溫度)過低，需設(shè)定低溫機(jī)組冷凝器進(jìn)水溫度范圍的下限值。

4 結(jié)語

室外濕球溫度較低地區(qū)可利用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組在全供冷期供給滿足建筑需求的部分冷量，室外濕球溫度較高地區(qū)也可利用間接蒸發(fā)冷水機(jī)組在供冷期部分時(shí)間內(nèi)供給滿足建筑需求的部分冷量，從而可減小機(jī)械制冷設(shè)備的配置容量?；谡舭l(fā)冷卻優(yōu)先的原則，串聯(lián)復(fù)合式冷水系統(tǒng)通過設(shè)定供水溫度范圍來控制機(jī)械制冷設(shè)備投入運(yùn)行與否，雙溫復(fù)合式冷水系統(tǒng)通過設(shè)定典型房間溫度來控制機(jī)械制冷設(shè)備投入運(yùn)行與否。本文對(duì)復(fù)合式冷水系統(tǒng)冷源設(shè)備容量配置問題也進(jìn)行了討論，意在引起同行關(guān)注，共同促進(jìn)西部干熱地區(qū)蒸發(fā)冷卻技術(shù)的廣泛應(yīng)用。