王阳磊
三菱电机空调影像设备（上海）有限公司
摘要：随着节能减排理念的逐步深入，多联机空调系统新风设计也逐渐向着节能方向不断发展。本文简要介绍了几种常见的多联机空调系统新风设计，以实际工程项目为例，介绍了其中蒸发式冷凝新风机组的特点和节能性，提出了智能化新风系统的节能设计，并对其能耗情况展开计算和分析。以期能够为新风系统的节能设计提供新的参考思路。
关键词：多联机空调；新风系统；节能设计
引言：传统的多联机空调通常采用的是风冷式设计，这就导致了空调在运行的过程中效率会有所降低，而新风机组的运行会进一步增加空调的冷热负荷，使得空调效率更低。随着社会的进步和发展，当前节能环保理念已经深入人心，在此情况下，进一步加强对于多联系空调系统新风的节能设计是十分有必要。
一、常见的多联机空调系统新风设计
（一）全热交换新风机组
全热交换新风机组是当前使用较为广泛的空调形式，较为适用于气候寒冷、供热时间较长的地区，对于湿度较大、空气质量较差的城市，若使用这种新风机组，容易造成过滤器或者换热芯的堵塞，而且拆洗较为困难，长时间使用会逐渐减少风量，甚至导致电机烧毁。因此，应用此类新风机组需要进一步提高其拆卸维修的便利性，提高过滤效率。此外，由于此类新风机组容易引起交叉污染，因此不适用于医院等地。
（二）多联机空调新风机组
传统的多联机空调新风机组，能够将新风处理至室内等焓线，以此提高室内的舒适度和空气质量，满足人们生活需求，但是，也会因此导致空调的冷热负荷有所增加，尤其在冬季和夏季时，机组在负荷较大的情况下需要长时间运行，就会缩短空调寿命，而且这种机组的成本相对较高，不适用于普通建筑。
（三）室内机自吸入新风机组
这种自吸入式新风机组的设计是将空气调节和净化功能结合在一起，主要应用于人员较少的单个房间。这种新风机组主要通过室内机吸入大量空气，实现新风引入，在此过程中，能够对新风进行适当的净化过滤，是当前较为简单的新风系统运行方式。
（四）蒸发式冷凝新风机组
蒸发式冷凝新风机组是当前较为先进的新风系统设计形式，这种设计形式主要是通过在新风处理机组中融入蒸发式冷凝制冷设计，以此实现对于空调排风和冷凝水余冷的回收，而且此类新风机组不会造成交叉污染，有着较好的节能效果，适用于大多数的多联机空调设计[1]。
二、蒸发式冷凝新风机组的特点和节能性
（一）工程概况
以实际多联机空调系统新风设计为例，对蒸发式冷凝新风机组的节能的特点和节能效果进行分析。案例建筑为高层办公楼，共计30层，平均每层面积为1693m2，根据建筑设计方案，进行风冷多联机空调设计，其中设备装机冷量277KW，新风机6000m3/h。为满足建筑设计节能减排需求，降低空调运行成本，在进行新风系统设计的过程中，采用了板管蒸发式冷凝全热回收新风机组，这种机组不仅运行效率高，而且在节能方面有着较好的效果。
（二）与传统多联机新风系统比较
案例中的新风系统设计主要优势表现在以下几个方面：第一，在系统正常运行的情况下，新型新风机组的能效比要高于5.2W/W，而传统新风系统的能效比在3.2W/W左右。第二，新型新风系统充分利用了室内排风的温度差和湿度差作为冷凝器中的冷却空气，不有效减少了由于空气置换而引起的能量损失，而且有着较好的冷凝作用，与传统新风机相比，新型系统设计在负荷方面节约了50%左右的能耗。第三，在过渡季节中，这种新风机组在运行的过程中，仅需要进行送风和排风，不需要压缩机的运行，也不需要设置独立的换气系统，在节能减排方面有着更为优异的表现。第四，新型新风系统能够收集上层空调系统中的冷凝水，在下层系统中用作冷却，实现对于冷凝水冷量的应用，不仅能够提高制冷效率，还减少了冷却水的消耗。
除上述新型机组在能源方面的优势之外，其运行成本也相对较低。结合该建筑工程设计，建筑室内设备装机冷量8310KW，每台新风机组6000m3/h，余压250Pa，整个建筑系统设备每层安装一台，共需要安装30台。空调系统按照年运行210天，每天使用10小时进行计算，经计算，新系统的机组年耗电量为653310KW，传统机组耗电979020KW，电能节约率高达33.27%。
此外，传统多联机空调新风机组的年运行费用比新系统要高出32万元左右，而且通过对冷凝水和排风能量的回收，显然新系统在节能减排方面有着更大的优势，在运行过程中新系统配电负荷也相对较少[2]。
三、智能化新风系统的节能设计和能耗分析
随着当前科学技术的不断发展，智能化即将成为未来多联机空调新风系统的主要方向，智能化水平的不断提高，其主要目的也是为了进一步提升新风系统的节能效果。下面从作息规律、室内污染浓度两个方面对新风系统智能化控制展开探讨，并对智能化系统的能耗情况进行分析。
（一）根据作息规律控制启闭
对于住宅建筑而言，人们生活作息相对较为规律，因此新风系统的运行峰值也具有较强的时间特点，针对这一特点可以进行新风系统的智能化设计。在进行智能设计的过程中，可以结合前一段时间的空调新风系统使用情况，对当日新风系统的启闭时间进行设置。例如：住户每天上午八点左右离开家中，下午五点左右回家，在长时间保持同样作息规律的情况下，新风系统就会记住屋主的作息习惯和规律，并将运行时间设定为当日下午五点到次日上午八点。由于新风系统在开启之后，会有一段净化时间，因此会自动提前开启时间，并且延后关闭，以此确保户主在抵达家中时已经具备良好的空气环境。对于新风系统使用没有明显规律的情况，也可以通过红外感应系统进行设计，例如，当设备感应到屋内有人的时候，就能够自动开启新风系统，同时，为避免系统的频繁开启，当在室内监测到短时间的红外信号时，系统不予启动。
（二）根据室内污染控制启闭
新风系统设计的主要目的在于能够提供良好的室内环境，提高人们舒适度，因此还可以通对室内污染物浓度的检测，实现对于系统的自动启闭控制。需要在新风系统控制器当中设置人体感应、PM2.5、甲醛以及二氧化碳等相关物质传感器，实现对于室内空气质量的实时监控。同时，结合相关空气质量要求设置新风系统相关有害物质控制值，在对室内空气进行检测的过程中，若发现实测值大于控制值，那么就会激活新风系统，其中二氧化碳的浓度要低于1000ppm，甲醛浓度要低于0.10mg/m3,PM2.5浓度要低于75ug/m3。根据室内污染物浓度进行新风系统的自动启闭控制包括以下步骤：首先，需要对室内污染物浓度进行检测，并将检测结果与控制值进行对比，若检测结果低于控制值，系统不启动；其次，检测室内是否有人，在室内有人且污染物浓度超标的情况下才能够启动系统；最后，在系统运行的过程中，需要对室内污染物浓度进行检测，当发现污染物浓度低于控制值的一半时，或者室内无人的情况下，系统自动关闭。
（三）系统能耗分析
下面以某地区小区中一户住宅为例，进行智能化新风系统能耗分析。为进一步提高系统的节能效果，本次智能化新风系统设计具有净化和热回收功能。案例房屋位于4层，住宅面积80m2，每小时换气0.5次，新风量160m3。由于该地区在夏季的回冷量相对较低，因此主要针对冬季回热量进行分析。为满足人们生活需求，室内温度需要控制在20℃。假定本案例中结合人们作息规律，新风系统的运行时间为当日下午五点到次日上午八点。
经过对房屋内部各种有害物质浓度进行检测，结合计算分析得到，当新风系统采用连续运行模式时，新风负荷为6424.13MJ，风机增加能耗为205.13KW·h，空调系统的制热量为1698346MJ，将连续运行模式作为对比数据；经计算，在第一种智能化模式下的系统运行情况如下，新风负荷为4455.58MJ，风机增加能耗为136.753KW·h，空调系统的制热量为1132.31MJ，与连续运行相比这种模式下的系统节能量为2534.70MJ，新风负荷减少了1968.55KJ，风机消耗电能减少了68.38MJ，空调系统制热量减少了566.51MJ；经计算，在第二种智能化模式下的系统运行情况如下，新风负荷为4451.83MJ，风机增加能耗为119.66KW·h，空调系统的制热量为990.77MJ，与连续运行相比这种模式下的系统节能量为2679.99MJ，新风负荷减少了1972.3KJ，风机消耗电能减少了85.47MJ，空调系统制热量减少了707.69MJ。通过上述计算可知，上述两种运行模式下的智能化新风系统设计，在能耗和负荷方面有着十分明显的节能效果，因此应用智能化设计思路对新风系统进行节能设计和改造，对于多联机空调新风系统的节能降耗设计有着十分重要的意义[3]。
结束语：在进行多联机空调系统新风节能设计的过程中，需要结合空调应用的实际场合，合理设计新风系统，积极采用蒸发式冷凝全热回收机组能够有效实现节能减排、绿色环保，此外，还可以根据空调使用场景中人们作息规律和室内污染情况，实现对于新风系统的智能化设计。相信随着对多联机空调新风系统的节能研究和设计，我国空调系统行业将会得到更好的发展。
参考文献：
[1]黄庆河，曹连华，马春霞.数据中心空调系统新风节能设计研究[J].暖通空调，2020,v.50;No.369(03):58-61.
[2]罗睿.重庆市区办公建筑多联机空调系统设计与分析[J].砖瓦世界，2019,000(012):118.
[3]李程.多联机空调系统设计在绿色建筑中的应用[J].建筑热能通风空调，2020(1):75-76.