温度湿度独立控制空调系统新风运行策略研究

时间:2015-07-21 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介: 以南京地区一办公楼为例,南京夏季空调室外计算干球温度为34.8 ℃,湿球温度为28.1 ℃,新风含湿量为21.69 g/kg,室外平均风速为2.6 m/s。室内设计状态点干球温度为26 ℃,相对湿度为55%,含

 以南京地区一办公楼为例,南京夏季空调室外计算干球温度为34.8 ℃,湿球温度为28.1 ℃,新风含湿量为21.69 g/kg,室外平均风速为2.6 m/s。室内设计状态点干球温度为26 ℃,相对湿度为55%,含湿量为11.54 g/kg。
办公室面积20 m2,办公人员2人,房间高度3 m。门窗缝隙长度l=15 m,取门窗缝隙渗风指数b=0.56。由于办公室门窗密闭性较好,取外窗空气渗透性能等级为3级,α1=0.5 m3/(m?h?Pab),热压系数Cr=0.6,计算门窗的中心线距地面的高度h=2 m(建筑首层办公室)。
由式(7)计算出该办公室新风渗透产湿量为63.2 g/h。考虑到新风预除湿时室内无办公人员,因此该办公室的总湿负荷即为新风渗透湿负荷。新风量按GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》选取,人均新风量为30 m3/(人?h)。为防止结露,辐射吊顶盘管中冷水供水温度取18 ℃,计算得出对应的室内表面结露的临界含湿量为12.9 g/kg。

  散湿模型理论计算值与Fluent软件模拟计算值比较
利用Fluent软件模拟新风机运行时室内含湿量变化情况,初始条件按上述设定。边界条件:地板送风口尺寸0.8 m×0.1 m,风速0.3 m/s;排风口设置为outlet类型;条缝形渗风口尺寸15 m×0.002 m,渗风干球温度28 ℃、相对湿度90%;墙壁绝热;湍流模型设置为K-ε模型。初始条件:室内干球温度28.9 ℃,相对湿度77%,含湿量19.77 g/kg。计算时间为0~36 000 s,步长为300 s。软件模拟值与散湿模型计算值如图3所示。


图3 室内空气含湿量理论值与模拟值

  由图3可以看出,Fluent模拟值与散湿模型计算值变化趋势一致,且含湿量最大偏差为1 g/kg,误差在6%以内,满足一般工程设计和运行要求。因此该散湿模型可用于分析室内含湿量的变化情况。

新风量不变、新风含湿量变化时室内空气含湿量的变化

  在新风量不变的情况下,当新风含湿量分别为7.0,7.5,8.0,8.5,9.0 g/kg时,室内空气含湿量随新风机运行时间的变化情况如图4所示。

图4 不同新风含湿量下室内空气含湿量变化情况

  从图4可以看出,当新风含湿量从7.0 g/kg变化到9.0 g/kg时,室内空气含湿量均在新风机开启4 h后达到平衡状态,分别为9.9,9.5,8.9,8.5,7.8 g/kg,说明新风含湿量对达到平衡状态的时间几乎没有影响。但是随着新风含湿量的增大,室内空气含湿量降低到对应室内结露的临界含湿量所需要的时间越来越长,分别为0.8,0.9,1.0,1.1,1.25 h,因此合理选择新风含湿量对空调间歇运行的建筑的预除湿时间有重要影响。在工程应用中,可以通过降低新风含湿量来缩短新风预处理时间。

  新风含湿量不变、新风量变化时室内空气含湿量的变化
新风含湿量为8 g/kg时,新风量变化对室内空气含湿量的影响如图5所示。

图5 不同新风量下室内空气含湿量变化情况

  由图5可以看出,随着新风量从60 m3/h增加到120 m3/h,室内空气含湿量降低到室内表面结露的临界含湿量所需要的时间越来越短,分别为1.05,0.85,0.75,0.70,0.60,0.55,0.45 h。说明新风量对新风预处理时间有重要影响,并且随着新风量的增加,这种影响程度越来越小。
随着新风量的增加,最终达到平衡状态的室内空气含湿量不断降低,而室内设计状态点含湿量为11.54 g/kg,虽然增大新风量对于缩短新风预处理时间有益,但是过大的新风量会使平衡状态室内空气偏离原设计室内状态点,办公人员会感觉空气干燥,影响舒适度,且不满足节能运行要求。因此,新风含湿量为8 g/kg时,新风量宜选择80~90 m3/h,折算成人均新风量为40~45 m3/h。表3中预除湿时间、新风量的确定针对的是南京地区的普通办公建筑,由于新风量受新风含湿量和预除湿时间及建筑用途等多方面因素影响,实际工程运用中还需考虑经济性和节能性,需具体情况具体分析。

表3 办公建筑不同新风含湿量时的适宜新风量及相应预除湿时间

来源:暖通空调

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