余紅英 金 濤 張 浩

(浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院,杭州)

0 引言

高價(jià)值藏品應(yīng)保存在恒溫恒濕庫(kù)房?jī)?nèi),其溫度和相對(duì)濕度應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定,一般溫度日較差應(yīng)控制在2 ℃以內(nèi),相對(duì)濕度日較差應(yīng)控制在5%以內(nèi),具體控制精度應(yīng)根據(jù)藏品材質(zhì)、類別確定[1-2]。由于溫濕度波動(dòng)要求嚴(yán)格,恒溫恒濕庫(kù)房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)存在較大的不同,如采用全年供冷供熱的四管制水系統(tǒng)、冷卻除濕后再熱、溫濕度獨(dú)立控制、小溫差大風(fēng)量送風(fēng)等。對(duì)于類似恒溫恒濕庫(kù)房的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)已有不少文章和設(shè)計(jì)實(shí)例介紹[3-6]。從空調(diào)冷熱源選擇來(lái)看,一種是采用直膨式恒溫恒濕專用機(jī)組,通常每個(gè)空間對(duì)應(yīng)1套空調(diào)室內(nèi)外機(jī)組,室外設(shè)備較多,布置困難,適用于規(guī)模較小、溫濕度控制精度不高的場(chǎng)合;另一種是設(shè)置集中式冷熱源,采用組合式空氣處理機(jī)組配套相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng),適用于規(guī)模較大、溫濕度精度要求較高的場(chǎng)合。對(duì)于集中式系統(tǒng),按空氣處理方式分類,一是冷卻除濕后再熱的方式,優(yōu)點(diǎn)是溫濕度控制精度高,缺點(diǎn)是存在冷熱抵消;另一種是溫濕度獨(dú)立控制的方式,獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)全部濕負(fù)荷,一般需要較低的冷水溫度;也有采用轉(zhuǎn)輪除濕、溶液除濕等,其中轉(zhuǎn)輪除濕的設(shè)備尺寸較大、再生能耗高,溶液除濕在高精度恒溫恒濕系統(tǒng)中應(yīng)用還不常見(jiàn)。

筆者在杭州國(guó)家版本館一期建設(shè)工程的恒溫恒濕庫(kù)房設(shè)計(jì)中,對(duì)多工況轉(zhuǎn)換、濕度控制、平戰(zhàn)結(jié)合及系統(tǒng)節(jié)能等方面進(jìn)行了嘗試。

1 工程概況

該工程為杭州國(guó)家版本館一期建設(shè)工程(見(jiàn)圖1),是“中華版本傳世工程”的四大國(guó)家版本館之一。該館包含了主館區(qū)(1～5區(qū))及山體庫(kù)房2個(gè)子項(xiàng),總建筑面積103 346 m2。主館區(qū)地下2層,地上4層;山體庫(kù)房設(shè)置在館區(qū)東側(cè)的山體內(nèi),單體建筑地下6層,地上2層。

圖1 杭州國(guó)家版本館鳥(niǎo)瞰效果圖

工程主要功能為各類庫(kù)房、展覽廳及配套用房等。主館區(qū)和山體庫(kù)房除滿足平時(shí)使用要求外,地下庫(kù)房還需滿足戰(zhàn)時(shí)功能要求,其中主館地下為甲類人防工程,抗力級(jí)別為核6級(jí)、常6級(jí),防化級(jí)別為丁級(jí);山體庫(kù)為甲類人防工程,抗力級(jí)別為核5級(jí)、常5級(jí),防化級(jí)別為丁級(jí)。與通常平戰(zhàn)結(jié)合、臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換功能的人防工程不同,該工程戰(zhàn)時(shí)功能與平時(shí)相同不轉(zhuǎn)換,戰(zhàn)時(shí)需要同時(shí)滿足恒溫恒濕和防護(hù)相關(guān)要求。

庫(kù)房包括書(shū)庫(kù)、基藏、保藏、典藏、特藏及數(shù)據(jù)機(jī)房等,庫(kù)房種類及分布見(jiàn)表1。

表1 庫(kù)房藏品種類及分布

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

按館方要求并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1-2],各個(gè)庫(kù)房室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。庫(kù)房?jī)?nèi)工作人員極少,新風(fēng)量按維持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量確定,為避免采用換氣次數(shù)法造成新風(fēng)量過(guò)大、能耗過(guò)高,設(shè)計(jì)采用文獻(xiàn)[7]建議的縫隙法計(jì)算,經(jīng)計(jì)算每間庫(kù)房維持室內(nèi)5 Pa正壓所需最小新風(fēng)量為350 m3/h。

2.2 空調(diào)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

該工程空調(diào)冷熱負(fù)荷采用鴻業(yè)計(jì)算軟件V8.0(諧波法)進(jìn)行計(jì)算,地下庫(kù)房按軟件中的人防地下室模型計(jì)算頂板和壁面引起的熱濕負(fù)荷。各空調(diào)區(qū)域負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 各空調(diào)區(qū)域負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.3 冷熱源設(shè)計(jì)

2.3.1主館區(qū)

主館區(qū)冷熱源采用集中式冷水機(jī)組+鍋爐形式,承擔(dān)主館區(qū)域的舒適性空調(diào)及書(shū)庫(kù)恒溫恒濕空調(diào)負(fù)荷,計(jì)算冷負(fù)荷為4 338 kW,熱負(fù)荷為2 657 kW,再熱負(fù)荷為510 kW。

夏季設(shè)置3臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源,其中2臺(tái)為部分熱回收機(jī)組,單臺(tái)額定制冷量1 470 kW,熱回收量500 kW,單臺(tái)熱回收量與再熱負(fù)荷相匹配。當(dāng)任一臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí),均可保證庫(kù)房的冷量、再熱量不受影響。冷水機(jī)組冷水設(shè)計(jì)供/回水溫度為7 ℃/12 ℃,再熱水供/回水溫度為37 ℃/32 ℃,冷卻水供/回水溫度為32 ℃/37 ℃。

過(guò)渡季舒適性空調(diào)系統(tǒng)除展廊、展廳外,其他區(qū)域均停止運(yùn)行,恒溫恒濕庫(kù)房空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

冬季設(shè)置3臺(tái)燃?xì)庑驼婵諢崴畽C(jī)組作為空調(diào)熱源,單臺(tái)額定制熱量1 050 kW,設(shè)計(jì)供/回水溫度為55 ℃/45 ℃。

再熱系統(tǒng)服務(wù)于藏品庫(kù)房及設(shè)置四管制機(jī)組的地上展廳、展廊,再熱負(fù)荷總量較小,再熱熱源為冷水機(jī)組的冷凝熱回收。熱回收型冷水機(jī)組采用部分熱回收形式,為了穩(wěn)定再熱水系統(tǒng)溫度,在系統(tǒng)中串聯(lián)了1個(gè)容積為10 m3的熱水緩沖罐,系統(tǒng)水容量達(dá)到30 min以上的循環(huán)量,避免切換運(yùn)行模式時(shí)造成水溫波動(dòng)。

2.3.2山體庫(kù)

山體庫(kù)以高標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕庫(kù)房為主,空調(diào)系統(tǒng)與主館區(qū)相對(duì)獨(dú)立設(shè)置,冷熱源采用四管制熱回收型螺桿式空氣源熱泵機(jī)組,承擔(dān)其恒溫恒濕空調(diào)及少量舒適性空調(diào)負(fù)荷,計(jì)算冷負(fù)荷為1 094 kW,熱負(fù)荷為363 kW,再熱負(fù)荷為430 kW。設(shè)置2臺(tái)空氣源熱泵機(jī)組,單臺(tái)制冷量520 kW,制熱量641 kW,冷水供/回水溫度為7 ℃/12 ℃,熱水供/回水溫度為45 ℃/40 ℃。四管制空氣源熱泵機(jī)組的制冷量、制熱量可分別獨(dú)立調(diào)節(jié),熱水系統(tǒng)不需設(shè)緩沖罐,實(shí)際使用中熱水溫度基本穩(wěn)定。

山體庫(kù)中典藏D-1、特藏T-1 2個(gè)低濕庫(kù)房的設(shè)計(jì)參數(shù)為(20.0±1.0) ℃、(45±5)%,其露點(diǎn)溫度為7.7 ℃,常規(guī)水系統(tǒng)供水溫度即使達(dá)到5.0 ℃也難以滿足其除濕要求,考慮到該類庫(kù)房數(shù)量少,因此采用獨(dú)立的直膨式恒溫恒濕處理機(jī)組,每間庫(kù)房室內(nèi)、外機(jī)均按一用一備設(shè)置。

2.3.3戰(zhàn)時(shí)空調(diào)冷熱源

由于藏品庫(kù)房的特殊性,戰(zhàn)時(shí)仍需保證其恒溫恒濕狀態(tài)。戰(zhàn)時(shí)在地下儲(chǔ)存大量空調(diào)冷卻水不現(xiàn)實(shí),只能考慮風(fēng)冷冷卻方式。戰(zhàn)時(shí)空調(diào)設(shè)備必須設(shè)置在防護(hù)區(qū)內(nèi),為盡量減少設(shè)備占用防護(hù)空間及戰(zhàn)時(shí)用電容量,戰(zhàn)時(shí)空調(diào)冷負(fù)荷按溫濕度獨(dú)立控制方式計(jì)算。

戰(zhàn)時(shí)主館區(qū)地下庫(kù)房選用3臺(tái)模塊渦旋式空氣源熱泵,設(shè)置于地下1層防護(hù)區(qū)內(nèi)。戰(zhàn)時(shí)山體庫(kù)選用8臺(tái)模塊渦旋式空氣源熱泵,設(shè)置于地下5層防護(hù)區(qū)內(nèi)。模塊機(jī)單臺(tái)額定制冷量70 kW,制熱量73 kW,采用機(jī)械通風(fēng)的方式將室外機(jī)的排風(fēng)經(jīng)擴(kuò)散室、防爆波活門排出室外。

戰(zhàn)時(shí)空調(diào)冷熱源與冷熱水管路一次安裝到位,并設(shè)置相應(yīng)閥門與平時(shí)系統(tǒng)連接,滿足平戰(zhàn)切換需要。山體庫(kù)戰(zhàn)時(shí)空氣源熱泵可作為平時(shí)空氣源熱泵的備用機(jī)組。

2.4 空調(diào)水系統(tǒng)

主館區(qū)舒適性空調(diào)采用冷熱水共用管路的兩管制,恒溫恒濕空調(diào)采用供冷與再熱系統(tǒng)分設(shè)管路的四管制系統(tǒng),四管制冷水與兩管制冷熱水共用管道,通過(guò)季節(jié)轉(zhuǎn)換閥門進(jìn)行切換。夏季冷水、夏季再熱水、冬季熱水分別設(shè)置循環(huán)泵,循環(huán)泵均采用變流量控制。

山體庫(kù)恒溫恒濕空調(diào)采用供冷、供熱分設(shè)管路的四管制系統(tǒng),冷水泵、熱水泵分別設(shè)置,均采用變流量控制。

2.5 夏季空氣處理與運(yùn)行模式

考慮到該工程對(duì)溫濕度要求較高,轉(zhuǎn)輪除濕的設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高,二次回風(fēng)方式的控制系統(tǒng)復(fù)雜且控制精度低,其他濕度處理方式應(yīng)用尚存在一定的風(fēng)險(xiǎn),因此該設(shè)計(jì)采用一次回風(fēng)冷卻除濕加再熱的常規(guī)處理方式。

空氣處理流程見(jiàn)圖2,多個(gè)庫(kù)房的新風(fēng)采用1臺(tái)新風(fēng)機(jī)組(FAU)集中過(guò)濾、冷卻處理,采用風(fēng)管分配至各庫(kù)房空調(diào)機(jī)組(AHU)。通過(guò)調(diào)節(jié)冷水溫度、FAU與AHU水閥開(kāi)度,可以實(shí)現(xiàn)3種運(yùn)行模式,滿足系統(tǒng)不同運(yùn)行狀況的需求。

圖2 空氣處理流程示意圖

以該工程典型恒溫恒濕庫(kù)房(進(jìn)行過(guò)CFD模擬的山體庫(kù)T-4庫(kù)房,面積465 m2)為例,對(duì)3種運(yùn)行模式的工況狀態(tài)點(diǎn)及其負(fù)荷分配情況進(jìn)行分析。其中庫(kù)房空調(diào)送風(fēng)量按規(guī)范中室溫波動(dòng)±1 ℃需要的換氣次數(shù)5 h-1[8]確定。

2.5.1運(yùn)行模式1:新回風(fēng)直接混合處理

當(dāng)室外濕度較低時(shí),關(guān)閉FAU的冷水閥及停運(yùn)機(jī)組,新風(fēng)直接進(jìn)入AHU與室內(nèi)回風(fēng)混合后經(jīng)粗、中效過(guò)濾,表冷,再熱,光催化凈化,電加濕,末端電加熱(根據(jù)回風(fēng)溫度進(jìn)行微調(diào),以控制庫(kù)房相對(duì)濕度)集中處理后,經(jīng)風(fēng)管送至房間?？諝馓幚盱蕽駡D見(jiàn)圖3,空氣處理各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 模式1各空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)

圖3 運(yùn)行模式1焓濕圖

2.5.2運(yùn)行模式2:新風(fēng)預(yù)冷后混合處理

當(dāng)室外濕度較高時(shí),啟動(dòng)FAU并調(diào)節(jié)水閥,新風(fēng)在FAU中預(yù)冷到室內(nèi)溫度后,進(jìn)入AHU與回風(fēng)混合經(jīng)粗、中效過(guò)濾,表冷,再熱,光催化凈化,電加濕,末端電加熱集中處理后,經(jīng)風(fēng)管送至房間。空氣處理焓濕圖見(jiàn)圖4,空氣處理過(guò)程幾乎與模式1相同,各點(diǎn)空氣狀態(tài)參數(shù)略。

圖4 運(yùn)行模式2焓濕圖

2.5.3運(yùn)行模式3:溫濕度獨(dú)立處理

該工程的地下庫(kù)房均為平戰(zhàn)結(jié)合設(shè)計(jì),考慮到戰(zhàn)時(shí)空氣源熱泵機(jī)組機(jī)房及通風(fēng)管井面積緊張,同時(shí)盡量減小戰(zhàn)時(shí)用電負(fù)荷,且戰(zhàn)時(shí)短期內(nèi)庫(kù)房溫濕度容易維持,因此該設(shè)計(jì)按切換到模式3運(yùn)行,即降低機(jī)組出水溫度至5 ℃,新風(fēng)在FAU中處理到較低溫度,承擔(dān)系統(tǒng)全部濕負(fù)荷,AHU只負(fù)責(zé)顯熱負(fù)荷。空氣處理焓濕圖見(jiàn)圖5,空氣處理過(guò)程各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 模式3空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)

圖5 運(yùn)行模式3焓濕圖

2.5.43種運(yùn)行模式比較

3種運(yùn)行模式的計(jì)算風(fēng)量、負(fù)荷分配分別見(jiàn)表6、7,可以看到,為了滿足除濕需求,處理模式1、2需要對(duì)送風(fēng)進(jìn)行降溫冷卻,同時(shí)為了滿足室內(nèi)溫度要求,又需要進(jìn)行大量再熱,存在顯著的冷熱抵消現(xiàn)象。模式3采用新風(fēng)FAU獨(dú)立深度除濕、AHU干式冷卻,沒(méi)有冷熱抵消過(guò)程,空調(diào)負(fù)荷大幅減小。但是模式3控制精度很難達(dá)到前2種模式,故僅作為戰(zhàn)時(shí)使用。3種運(yùn)行模式系統(tǒng)能耗情況見(jiàn)表8。

表6 3種運(yùn)行模式風(fēng)量比較 m3/h

表7 3種運(yùn)行模式負(fù)荷比較

表8 3種運(yùn)行模式能耗對(duì)比

由表8可知,模式1、2總冷負(fù)荷及系統(tǒng)能耗顯著高于模式3,冷卻除濕后的再熱過(guò)程是主要的能量消耗過(guò)程。

2.6 冬季空氣處理

冬季,處理空氣經(jīng)加熱、加濕后送入庫(kù)房?jī)?nèi)維持庫(kù)房?jī)?nèi)溫濕度,屬于常規(guī)處理過(guò)程,此處不贅述。

3 基于CFD模擬的庫(kù)房氣流組織設(shè)計(jì)

經(jīng)CFD分析表明,書(shū)架對(duì)氣流組織的均勻性具有一定的影響,通過(guò)將部分送風(fēng)口貼近側(cè)墻設(shè)置,并調(diào)整每個(gè)風(fēng)口風(fēng)量,結(jié)果顯示書(shū)架區(qū)域溫度分布在19～21 ℃、相對(duì)濕度分布在50%～60%之間。實(shí)際按CFD模擬結(jié)果調(diào)節(jié)各風(fēng)口風(fēng)量,即使送風(fēng)量降到4 h-1換氣次數(shù),室內(nèi)溫濕度仍然能較好地滿足設(shè)計(jì)要求。

4 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)自控設(shè)計(jì)

恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)控制采用濕度優(yōu)先原則。通常濕度控制采用定機(jī)器露點(diǎn)法,即夏季根據(jù)表冷器后的溫度控制冷水電動(dòng)閥開(kāi)度,以達(dá)到恒定的機(jī)器露點(diǎn)溫度;室溫控制由再熱水閥開(kāi)度調(diào)節(jié)再熱量實(shí)現(xiàn),因回風(fēng)溫度控制滯后性明顯,再熱量一般根據(jù)送風(fēng)溫度控制[9-10],送風(fēng)溫度的設(shè)定根據(jù)回風(fēng)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

由于送風(fēng)溫度與回風(fēng)溫度的變化關(guān)系不是線性關(guān)系,且受室外溫度影響,調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上述控制方法不太理想,于是對(duì)控制邏輯進(jìn)行了調(diào)整,取得了良好的效果。其主要思路是采用回風(fēng)含濕量代替定機(jī)器露點(diǎn)溫度進(jìn)行濕度控制,采用回風(fēng)溫度代替送風(fēng)溫度進(jìn)行溫度控制?？刂圃硪?jiàn)圖6,控制過(guò)程簡(jiǎn)述如下。

圖6 恒溫恒濕空調(diào)箱控制原理圖

4.1 夏季和過(guò)渡季控制方式(室外溫度>11 ℃)

1) 風(fēng)量調(diào)試:回風(fēng)溫度偏低則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下調(diào),調(diào)節(jié)下限為60%。

2) 濕度控制:根據(jù)回風(fēng)空氣含濕量(與設(shè)定20 ℃、55%空氣狀態(tài)的含濕量比較)控制冷水閥開(kāi)度,含濕量偏高則加大表冷器的冷水閥開(kāi)度,偏低則減小冷水閥開(kāi)度。

3) 溫度控制:根據(jù)回風(fēng)溫度(與設(shè)定值20 ℃比較)控制再熱水閥,溫度偏高則減小再熱水閥開(kāi)度,溫度偏低則加大再熱水閥開(kāi)度。

為了進(jìn)一步減小室內(nèi)溫度波動(dòng)引起的相對(duì)濕度波動(dòng),通過(guò)微調(diào)末端電加熱器功率來(lái)實(shí)現(xiàn)回風(fēng)溫度波動(dòng)不超過(guò)±0.5 ℃。

4.2 冬季控制方式(室外溫度≤11 ℃)

1) 風(fēng)量調(diào)試:回風(fēng)溫度偏高時(shí),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下調(diào),調(diào)節(jié)下限為60%。

2) 溫度控制:根據(jù)回風(fēng)溫度(與設(shè)定值20 ℃比較)調(diào)節(jié)熱水閥開(kāi)度,溫度偏低則加大水閥開(kāi)度,溫度偏高則減小水閥開(kāi)度。

3) 濕度控制:根據(jù)回風(fēng)空氣含濕量(與設(shè)定20 ℃、55%空氣狀態(tài)的含濕量比較)調(diào)節(jié)電加濕功率,空氣含濕量偏高則減小電加濕功率,空氣含濕量偏低則加大電加濕功率。

同理,通過(guò)微調(diào)末端電加熱功率減小回風(fēng)溫度波動(dòng)以實(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度穩(wěn)定。

5 工程創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 回收制冷過(guò)程中的冷凝熱用于再熱

恒溫恒濕空氣處理需要的再熱量一般來(lái)源于燃?xì)忮仩t加熱或電加熱器加熱,該工程考慮到大量的再熱需求,采用了回收制冷過(guò)程產(chǎn)生的冷凝熱。表9顯示了不同熱源在設(shè)計(jì)工況下1 h的運(yùn)行費(fèi)用,可見(jiàn)熱回收方式的運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他熱量來(lái)源。

表9 不同再熱熱源運(yùn)行費(fèi)用比較

5.2 靈活的空氣處理模式

該設(shè)計(jì)采用1套設(shè)備、管路組合,通過(guò)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)上述3種運(yùn)行模式的切換。

庫(kù)房建成初期及連續(xù)陰雨天氣時(shí),室內(nèi)余濕量較大或室外空氣濕度較高,建議采用模式2運(yùn)行,將新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理以利于穩(wěn)定AHU處理后空氣的含濕量。庫(kù)房穩(wěn)定運(yùn)行后,室內(nèi)散濕量較小,建議按模式1運(yùn)行,系統(tǒng)節(jié)能且穩(wěn)定可靠。戰(zhàn)時(shí)為了減少用電負(fù)荷,采用模式3運(yùn)行,滿足基本的溫濕度需求。

5.3 節(jié)能且可靠的濕度控制

采用回風(fēng)含濕量代替回風(fēng)相對(duì)濕度或定機(jī)器露點(diǎn)來(lái)控制冷水閥開(kāi)度進(jìn)行濕度控制,避免了相對(duì)濕度隨溫度變化而變化導(dǎo)致控制不穩(wěn)定,也避免了定機(jī)器露點(diǎn)法在室外低濕氣候時(shí)仍需將空氣處理到較低溫度后再熱引起的能源浪費(fèi)。

5.4 CFD模擬指導(dǎo)減少低空調(diào)送風(fēng)量

從前述模式1的空氣處理焓濕圖可見(jiàn),當(dāng)送風(fēng)換氣次數(shù)為5 h-1時(shí),送風(fēng)溫差只有1.2 ℃,而規(guī)范規(guī)定,類似條件下送風(fēng)溫差可以適當(dāng)增大[8,11]以減少送風(fēng)量,該設(shè)計(jì)在CFD模擬指導(dǎo)下優(yōu)化了送風(fēng)氣流組織,可減少送風(fēng)量。

采用了空調(diào)送風(fēng)機(jī)變頻設(shè)計(jì)來(lái)減少空調(diào)送風(fēng)量,從目前實(shí)際調(diào)試結(jié)果看,當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率降到60%(對(duì)應(yīng)庫(kù)房換氣次數(shù)約為4 h-1)時(shí),仍能維持室內(nèi)溫度波動(dòng)在±1 ℃、相對(duì)濕度波動(dòng)在±5%之內(nèi)。

6 運(yùn)行調(diào)試及存在問(wèn)題探討

通過(guò)1年多時(shí)間的調(diào)試與運(yùn)行,系統(tǒng)達(dá)到了良好的水力平衡,合理降低了水泵運(yùn)行頻率、送風(fēng)機(jī)頻率,及時(shí)處理了現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種狀況,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。圖7顯示了隨機(jī)調(diào)取的樓宇自控(BA)系統(tǒng)采集的山體庫(kù)T-4最近3 d每日24 h的溫濕度實(shí)測(cè)值,可見(jiàn)完全達(dá)到了庫(kù)房溫度20 ℃、日較差2 ℃,相對(duì)濕度50%～60%、日較差5%的恒溫恒濕要求。

圖7 山體庫(kù)T-4庫(kù)房3 d每日24 h室內(nèi)溫濕度日變化圖

由于過(guò)渡季熱回收機(jī)組制冷量較小,在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了熱回收量不足以滿足再熱量需求,增加了與燃?xì)忮仩t供熱管路的連通管,采用燃?xì)饧訜釢M足冷負(fù)荷較小時(shí)系統(tǒng)的再熱需求。

該工程主館區(qū)建筑對(duì)設(shè)備機(jī)房面積和空間凈高限制非常嚴(yán)格,庫(kù)房恒溫恒濕空調(diào)和舒適性空調(diào)在空間上難以分區(qū)獨(dú)立設(shè)置,恒溫恒濕四管制系統(tǒng)的冷水與舒適性兩管制系統(tǒng)的冷熱水共用管道,通過(guò)季節(jié)轉(zhuǎn)換閥門進(jìn)行切換。當(dāng)遇到冬季氣溫反常升高至13 ℃時(shí),舒適性空調(diào)區(qū)域仍有供暖需求,而如果恰巧是連續(xù)陰雨天,庫(kù)房?jī)?nèi)將產(chǎn)生濕負(fù)荷需要去除。短時(shí)間可通過(guò)關(guān)閉新風(fēng)閥處理,如果持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),應(yīng)將恒溫恒濕空調(diào)優(yōu)先切換為夏季空調(diào)模式,切換的過(guò)程比較煩瑣,且對(duì)舒適性空調(diào)供暖產(chǎn)生一定影響。2023年冬季調(diào)試過(guò)程中碰到了最高氣溫15 ℃的連續(xù)陰雨天,發(fā)現(xiàn)主館區(qū)有20%左右?guī)旆繚穸绕?不切換空調(diào)季節(jié)模式時(shí),在未達(dá)標(biāo)的庫(kù)房?jī)?nèi)設(shè)置1臺(tái)小型移動(dòng)除濕機(jī)也可以解決問(wèn)題。

7 結(jié)束語(yǔ)

該工程對(duì)高價(jià)值藏品庫(kù)房的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在冷凝熱回收、多工況切換、平戰(zhàn)結(jié)合、空氣含濕量控制、CFD技術(shù)應(yīng)用及減少送風(fēng)量等方面進(jìn)行了有益的嘗試。經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)行證明,上述措施的應(yīng)用達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,室內(nèi)整體溫濕度滿足要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,節(jié)能效果明顯。