引言在夏热冬冷地区，建筑能耗中空调能耗占比约50％，照明系统能耗占比约15％，其他动力系统能耗占比约35％。建筑内空调系统日常运行能耗直接决定建筑整体的能耗水平。目前，主要通过提升空调主机的能效提高中央空调系统的节能效果[1]。中央空调末端系统成熟度高、技术含量低，难以形成突破。但是双水温空调系统由于系统较复杂，并未得到大面积推广。风机盘管加新风系统包括风机盘管、新风机、新风消声器、保温水管、保温风管及阀门等。工程项目的实施过程中，一个区域内多个房间一般共用一台新风机，室外新风经新风机处理后通过保温管道送至各个房间。新风处理内容包括对新风过滤、除湿、降温或加热等处理过程，风机盘管设置在房间内，完成对室内空气的过滤、除湿、降温或加热等过程[2]。在夏季，南方地区新风负荷一般占空调总负荷的30%，室内空调负荷占空调总负荷的70%左右。其中，新风负荷中的大部分份额用于新风除湿，室内空调负荷中的大部分份额用于室内降温；在冬季，南方地区新风负荷占空调总负荷的70%左右，室内空调负荷占空调总负荷的30%左右[3]。夏季新风机主要承担除湿任务，风机盘管主要承担降温任务。该方式可以极大地降低风机盘管处的凝结水量。凝结水排水是自流排水，其排水管网需要一定坡度才能实现排水的通畅[4]。与其他管道系统相比，凝结水排水管网占用的建筑空间较大。而且，凝结水排水量越大其排水管网坡度就越大，占用的建筑空间就越大。当坡度达到一定程度，凝结水排水管网会成为影响建筑层高的直接因素。1设计方案1.1系统概述风机盘管加新风系统采用新风机集中初步除湿，从而降低空调系统占用的建筑空间，避免建筑因为空调排水加大层高（建筑层高根据使用功能确定，一般不会因为服务性设备加大层高）。此外，风机盘管受到盘管换热性能的局限，除湿效果不佳，推荐采用新风机完成初步除湿。1.2改善措施独立风机盘管系统由除湿风机盘管、新风风机箱、新风消声器、保温水管、普通风管及阀门等组成。新风风机箱仅负责过滤功能，室内的除湿风机盘管完成全部除湿、降温或升温功能[5]。新风不直接送入室内，和室内回风混合后进入风机盘管，再经风机盘管处理后送入室内。送入房间的新风未经过除湿、降温或升温处理，未消耗空调能量，不存在新风空置浪费。同时，除湿风机盘管需要解决凝结水排水管网坡度问题。普通风机盘管系统包括箱体、风机、盘管、滴水盘、进出风口、进出水接口、排水接口等，排水接口设置在滴水盘上。常规风机盘管如图1所示。除湿风机盘管在此基础上增设排水泵和挡水板。排水接口设置在排水泵上。挡水板起到防止水滴进入室内的作用；排水泵可以增大风机盘管排水量，降低凝结水排水管网坡度。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.11.011.F001图1常规风机盘管在吊顶式空调机中加设排水泵的技术成熟，但未在风机盘管中应用。因为风机盘管加新风系统中没有加设排水泵的必要。经改造后的独立风机盘管系统中，风机盘管加设排水泵是系统成立的关键，冷凝风机盘管如图2所示。改造后的风机盘管换热性能非常高，完全可以不依靠新风机独立完成全部除湿、降温或升温工作。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.11.011.F002图2冷凝风机盘管2节能效果测试2.1测试方法《节能量测量和验证技术通则》（GB/T 28750—2012）[6]中给出3种节能量的测量及验证方法：基期能耗-影响因素模型法、直接比较法和模拟软件法。对于集中供冷、供热空调系统，整体空调系统的能耗受到室外温度湿度、人员使用习惯方式等外部因素的影响较大，气象条件的变化与系统运行参数的调节会影响整个空调系统的制冷、制热效果，虽然外部气象参数无法人为控制，但可以通过调节系统的运行参数，使整个空调系统在较高的效率下运行，从而达到节能目的。改造过程通常采取一种或多种节能措施相叠加，存在明显的相互影响作用。因此，测量计算空调系统改造前后的整体节约能耗程度，采用直接比较法控制测试成本与测试效率。直接比较法的测试主要依据《节能量测量和验证技术要求中央空调系统》（GB/T 31349—2014）[7]、《节能量测量和验证技术通则》（GB/T 28750—2012）等标准和规范。2.2测试过程综合考虑西南地区办公楼用能规律，就地选取办公楼的一层空置楼层作为试验地点，比较改造前、后的空调系统能耗。该层建筑面积为220 m2，室内设计温度夏季为25~27 ℃；冬季为19~20 ℃。试验采用控制变量法，尽可能减少其他因素影响。夏季时节，选取2022年7月~8月作为试验时段；冬季时节，选取2022年11月~2022年12月作为试验时段。考虑试验结果受室外温湿度参数的影响，进行多组试验，每组试验均选择室外温湿度参数最接近的日期作为试验的结果。利用钳形功率表、温度测试记录盒等仪器对环境温度及空调末端参数进行测量。取7~8月西南地区夏季气候典型日的室外温、湿度变化情况，室外温度和相对湿度随时间的变化如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.11.011.F003图3室外温度和相对湿度随时间的变化由图3可知，室外干球温度在30 ℃以上，最高干球温度出现在16：00时，达到34 ℃，平均气温29 ℃。室外湿球温度在24~29 ℃之间变化，室外相对湿度均60％以上，最高值达到79％。系统的送风量为定值，不受空调系统的末端冷负荷变化的影响而改变。被测试区域的室内冷负荷仅在部分试验时刻达到峰值，空调系统处于非满负荷运行状态，导致设备容量浪费，运行能耗增加。根据办公大楼的使用特性，测试的时间为9：00~17：00，测试开始后每小时记录1次数据，通过控制开启室内机的台数控制房间同时使用率。该试验目标的建筑楼层冬夏均采用空调系统。采取短期现场测试与长期运行管理参数相结合的方法对得到的近万个数据进行计算整理，采用空调系统自动测试辅助与人工抄表测试相结合的方式进行节能量测试。2.3计算过程本次空调系统能耗的测定主要从两方面进行，一方面控制室内温度在室内设计温度时测量系统所能产生的冷量；另一方面是能耗的确定，即产生这些冷量所需消耗的电能。通过测试冷量和能耗从而分析系统经过改造后的能耗节省情况，测试完毕后记录空调系统的用电量。Es=Ec-Ey (1)式中，Es——系统改造后的节电量，kWh；Ec——系统改造后的用电量，kWh；Ey——改造前的系统用电量，kWh。系统改造后对应测试周期的平均节电率αs为：αs=(Ec-Ey)/Ey×100%  (2)3结果与分析改造前后逐时用冷量变化曲线如图4所示。经测试，改造后的逐时用冷量均低于改造前。夏季南方地区房间同时使用率为90%时，空调系统平均节能率是3.32%；当房间同时使用率为80%时，空调系统平均节能率是7.51%；当房间同时使用率为75%时，空调系统平均节能率是10.26%。在冬季，南方地区当房间同时使用率为90%时，空调系统平均节能率是7.84%；当房间同时使用率为80%时，空调系统平均节能率是18.06%；当房间同时使用率为75%时，空调系统平均节能率是23.37%，因此，改造达到了大幅节能的目的，项目具有明显的节能示范和经济效益。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.11.011.F004图4改造前后逐时用冷量变化曲线4结语对风机盘管加新风系统经过改造，采用新风机完成初步除湿，降低空调系统占用的建筑空间，避免建筑因为空调排水加大层高。送入房间的新风未经过除湿、降温或升温处理，未消耗空调能量，对于无人员使用的空置房间，避免了新风空置浪费。除湿风机盘管增设排水泵和挡水板，排水接口设置在排水泵上。挡水板起到防止水滴进入室内的作用；排水泵则可以增大风机盘管排水量，降低凝结水排水管网坡度。经改造后的独立风机盘管系统中，风机盘管加设排水泵是系统成立的关键，改造后的风机盘管换热性能非常高，完全可以不依靠新风机独立完成全部除湿、降温或升温工作。经测试，改造后的逐时用冷量均低于改造前。夏季南方地区当房间同时使用率为75%时，空调系统平均节能率是10.26%；在冬季，当房间同时使用率为75%时，空调系统平均节能率是23.37%。改造达到了大幅节能的目的，具有明显的节能示范和经济效益。