溫度濕度獨立控制空調系統新風運行策略研究

時間:2015-07-21 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介: 以南京地區一辦公樓為例,南京夏季空調室外計算干球溫度為34.8 ℃,濕球溫度為28.1 ℃,新風含濕量為21.69 g/kg,室外平均風速為2.6 m/s。室內設計狀態點干球溫度為26 ℃,相對濕度為55%,含

 以南京地區一辦公樓為例,南京夏季空調室外計算干球溫度為34.8 ℃,濕球溫度為28.1 ℃,新風含濕量為21.69 g/kg,室外平均風速為2.6 m/s。室內設計狀態點干球溫度為26 ℃,相對濕度為55%,含濕量為11.54 g/kg。
辦公室面積20 m2,辦公人員2人,房間高度3 m。門窗縫隙長度l=15 m,取門窗縫隙滲風指數b=0.56。由于辦公室門窗密閉性較好,取外窗空氣滲透性能等級為3級,α1=0.5 m3/(m?h?Pab),熱壓系數Cr=0.6,計算門窗的中心線距地面的高度h=2 m(建筑首層辦公室)。
由式(7)計算出該辦公室新風滲透產濕量為63.2 g/h。考慮到新風預除濕時室內無辦公人員,因此該辦公室的總濕負荷即為新風滲透濕負荷。新風量按GB 50189—2005《公共建筑節能設計標準》選取,人均新風量為30 m3/(人?h)。為防止結露,輻射吊頂盤管中冷水供水溫度取18 ℃,計算得出對應的室內表面結露的臨界含濕量為12.9 g/kg。

  散濕模型理論計算值與Fluent軟件模擬計算值比較
利用Fluent軟件模擬新風機運行時室內含濕量變化情況,初始條件按上述設定。邊界條件:地板送風口尺寸0.8 m×0.1 m,風速0.3 m/s;排風口設置為outlet類型;條縫形滲風口尺寸15 m×0.002 m,滲風干球溫度28 ℃、相對濕度90%;墻壁絕熱;湍流模型設置為K-ε模型。初始條件:室內干球溫度28.9 ℃,相對濕度77%,含濕量19.77 g/kg。計算時間為0~36 000 s,步長為300 s。軟件模擬值與散濕模型計算值如圖3所示。


圖3 室內空氣含濕量理論值與模擬值

  由圖3可以看出,Fluent模擬值與散濕模型計算值變化趨勢一致,且含濕量最大偏差為1 g/kg,誤差在6%以內,滿足一般工程設計和運行要求。因此該散濕模型可用于分析室內含濕量的變化情況。

新風量不變、新風含濕量變化時室內空氣含濕量的變化

  在新風量不變的情況下,當新風含濕量分別為7.0,7.5,8.0,8.5,9.0 g/kg時,室內空氣含濕量隨新風機運行時間的變化情況如圖4所示。

圖4 不同新風含濕量下室內空氣含濕量變化情況

  從圖4可以看出,當新風含濕量從7.0 g/kg變化到9.0 g/kg時,室內空氣含濕量均在新風機開啟4 h后達到平衡狀態,分別為9.9,9.5,8.9,8.5,7.8 g/kg,說明新風含濕量對達到平衡狀態的時間幾乎沒有影響。但是隨著新風含濕量的增大,室內空氣含濕量降低到對應室內結露的臨界含濕量所需要的時間越來越長,分別為0.8,0.9,1.0,1.1,1.25 h,因此合理選擇新風含濕量對空調間歇運行的建筑的預除濕時間有重要影響。在工程應用中,可以通過降低新風含濕量來縮短新風預處理時間。

  新風含濕量不變、新風量變化時室內空氣含濕量的變化
新風含濕量為8 g/kg時,新風量變化對室內空氣含濕量的影響如圖5所示。

圖5 不同新風量下室內空氣含濕量變化情況

  由圖5可以看出,隨著新風量從60 m3/h增加到120 m3/h,室內空氣含濕量降低到室內表面結露的臨界含濕量所需要的時間越來越短,分別為1.05,0.85,0.75,0.70,0.60,0.55,0.45 h。說明新風量對新風預處理時間有重要影響,并且隨著新風量的增加,這種影響程度越來越小。
隨著新風量的增加,最終達到平衡狀態的室內空氣含濕量不斷降低,而室內設計狀態點含濕量為11.54 g/kg,雖然增大新風量對于縮短新風預處理時間有益,但是過大的新風量會使平衡狀態室內空氣偏離原設計室內狀態點,辦公人員會感覺空氣干燥,影響舒適度,且不滿足節能運行要求。因此,新風含濕量為8 g/kg時,新風量宜選擇80~90 m3/h,折算成人均新風量為40~45 m3/h。表3中預除濕時間、新風量的確定針對的是南京地區的普通辦公建筑,由于新風量受新風含濕量和預除濕時間及建筑用途等多方面因素影響,實際工程運用中還需考慮經濟性和節能性,需具體情況具體分析。

表3 辦公建筑不同新風含濕量時的適宜新風量及相應預除濕時間

來源:暖通空調

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