独立新风系统(DOAS)研究(2)-设计方法

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-" / 0 ! 1! 2 3 3 4年第5 4卷第2期 !!!!!!!! 2 - 设计参考!!!! 暖通空调 .
顶! 风机盘管机组! 水源热泵! 单元式空调机都可作为室内 显冷设备"美国公认的最佳选择为辐射冷吊顶# 国内现阶 段最佳选择为风机盘管机组"由于 ) N * : K送入室内的空 气温度较低# 因此为了防止空调系统启动或室内出现意外 高湿负荷时凝露现象的发生# 一般应采用高诱导比的送风 口"必须注意的是$ 当采用风机盘管机组作为显冷设备时# 不能按传统方法将低温新风直接送入风机盘管机组回风 中# 因为低温空气接触到风机盘管的金属构件时有可能出 现凝露现象# 正确的方法是将低温新风通过诱导送风口送 入室内" %全热交换器" 由于采用 ) 夏季室内 / N * : K 的建筑# 温度和湿度一般都低于常规空调系统# 因此在新风和排风 之间安装全热交换器# 可以进一步节能" %自动控制系统") Y N * : K 一般 应 配 置 自 动 控 制 系 统# 控制的对象有$ 新风机组出水温度! 新风机组冷水量! 显 冷设备冷水量! 显冷设备进水温度! 室内干球温度! 室内露 点温度等" # * + , - 设计步骤 !) # " ! !基本参数 # " ! " ! !室外设计参数 根据设计规范和焓湿图确定设计工程所在地区的夏季 干球温度! 湿球温度# 大气压力! 焓! 含湿量以及露点温度" # " ! " # !室内设计参数 根据设计规范和业主要求确定空调房间内的夏季干球 温度# 室内实际可以保持的湿度由计算结果确定") N * : K 设计一般均采用定机器露点法# 当机器露点! 风机和风道温 升一定时# 给定室内干球温度& 即给定送风温差% 后# 室内的 相对湿度& 实际是一个变化的参数 % 取决于房间的热湿比# 在设计工况下则由计算确定" # " ! " $ !根据设计规范确定空调系统的新风量 # " ! " % !按不同朝向确定各空调房间的外区及内区面积 # " ! " ’ !确定各房间的人数 # " # !负荷计算 ) N * : K的空调负荷计算与传统的空调系统负荷计算 在内容上略有区别# 需要分别计算新风负荷# 室内空调的显 热负荷和潜热负荷# 具体的计算方法与传统的空调负荷计 算方法相同" # " $ !全热交换器和新风机组的设计计算 全热交换器的设计计算方法可参见文献’ ( " 6 在) 新风机组是最主要的空气处理设备# 室 N * : K中 # 内潜热能否全部由新风机组承担# 室内显热负荷能够减少 多少# 也就是说# 能否真正实现 ) 新风独立 * 运行# 关键在于 新风机组的处理能力# 空调系统的一次投资和运转费用也 与新风 机 组 的 处 理 能 力 休 戚 相 关" 因 此 不 但 需 要 对 而且需 ) N * : K的新风机组进行正确的表冷器设计计算# 要确保设备的性能和质量以达到设计所需要的参数" 在 由于新风机组的露点温度明显低于常规空调 ) N * : K中 # 系统的露点温度# 室内相对湿度也低于常规空调系统的相 对湿度# 新风负荷要比常规空调系统的大# 因此全热交换器
, ; 进) 出水管上的电动三通阀控制+ $在 N 由于新 * : K 中"
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独立新风系统 （!"# $） ） ： 设计方法 研究 （ %
湖南大学!殷!平"
摘要!介绍了低温送风独立新风系统的组成及全热交换器! 新风机组! 末端设备! 风道的 设计计算" 分析了其热湿平衡" 给出了一个工程设计实例# 关键词!低温送风独立著和杂志介绍这种系统的设 计方法$为了填补这一空白! 笔者结合多项工程的设计经 验! 同时参考美国宾夕法尼亚大学 W F ? ? &教授的大量研 究成果和实践经验! 提出了 ) 的设计方法 ! 供国内同 N * : K 行参考$ ! !基本组成 &’ ) N * : K由以下六部分组成 ! ( #冷源$) & N * : K冷源的最佳选择是动态制冰的冰蓄 冷系统! 它能提供稳定的低温水 " 水温不宜高于 6 G# $目 万方数据 前国内可以采用的动态制冰方式有两种 ( 即制冰机 ) 冷水机
&’ 各种杂志% 会议论文集% 因特网 $ %项空调节能技术之一 $ ! 站也相继发表了数十篇相关的论文和大量的评论! 但是迄
组" 亦称制冰滑落式% 片冰机# 和冰浆式! 价格上前者明显低 于后者$ #板式换热器$由于动态制冰的蓄冰槽均为开式! 为 1 了保护空调末端设备! 采用板式换热器隔断机房侧和空调 负荷侧的冷水系统$ #低温送风新风机组$为了确保新风负荷% 室内全部 潜热和部分" 或全部# 显热均由新风机组承担! 新风机组的 出风温度不宜高于;G! 新风机组的出水温度取决于新风 机组所需承担的空调负荷! 当室内仍然需要安装末端设备 " 辐射冷吊顶% 风机盘管机组 # 来消除空调剩余的显热负荷 时! 新风机组的出水温度应按确保末端设备能以干工况运 行所需进水温度来确定! ) N * : K 必须采用低温送风专用 新风机组$ #室内显冷设备$ 各种空调末端设备! 如辐射冷吊 (
对于一个采用 ) 室内的冷热源有$ N * : K的空调房间# %室内显热负荷 ,[\ &
,[\ 0 , ] 1, M 1, P \ 1, K \ 1, )
式中 !, , , 建筑围护结构负荷# 4 5+ ], , , 照明负荷# , 4 5+ M,
& % $
万方数据
/ 0 ! 1! 2 3 3 4年第5 4卷第2期 !!!!设计参考 (" 7( !!!!!!!!暖通空调 .
图! * + , -的空气处理过程 !)
是独立新风系统的重要组成部分# 如果全热交换器的全热 交换效率& 焓效率% 能达到% 新风负荷就能减少一半" 3 !# ) N * : K用新风机组的表冷器设计计算属于设计型计 算" 已知条件$ 空气量 )# 空气初参数* 空气终参数 * $# K $# 冷水初终温* * * !# Z $# Z !" 计算内容$ 表冷器结构参数& 排数! 台数! 迎风面积 + 2# 表面管数! 管程数和表面管长 % # 表冷器性能参数 & 冷量 ,! 水阻力 % 空气阻力 % # 空气参数* 冷水量 - ! /% K !" .! 用新风机组的表冷器设计计算与传统空调系 ) N * : K 统的表冷器设计计算有所区别# 其主要不同点是$ %给定 & 冷水初! 终温度# 冷水初温取决于冰蓄冷系统所能提供的冷 水温度& 板式换热器负荷侧出水温度 % # 冷水终温则取决于 空调负荷和显冷设备所需运行温度 & 干工况运行所需要的 水温% + %空气初参数和空气终参数是先赋值# 然后通过迭 1 代计算确定最终值& 房间的干球温度预先给定# 而湿球温度 则取决于表冷器的机器露点和室内热湿比 % + %当表冷器 的排数! ! 表面管数 ! 表面管长确定后 # 有 台数! 迎风面积 + 2 多种管程数可以满足要求# 需通过计算确定其中的最佳值" ) N * : K用新风机组的表冷器的具体设计计算步骤可 以参见文献’ ( # 以下将用工程实例详细说明"由于需要采 7 用迭代方法反复计算# 费时! 费事# 因此宜采用计算机编程 进行计算" # " % !热湿平衡分析 与低温送风系统相似# 由于室内最终的空气状态参数取 决于空调机组的机器露点和室内的热湿比# 所以必须进行热 湿平衡分析# 以便确定室内最终的干球温度和相对湿度" 图$是采用风机盘管机组作为显冷设备时# ) N * : K空 气处理过程的焓湿图# 其空气处理过程是$
! ! 人体显热负荷" ,P\! 4 5# ! ! ! 设备显热负荷 " , 4 5# K \ ! ! 菜肴显热负荷" ,)! 4 5$ % 室内潜热负荷 1 ,[^ 室内显冷设备的设计方法$ 一般风机盘管机组产品样本给定的是标准工况下的性 能参数" 非标准工况时的性能参数可以利用 下 式 进 行 换
, % 算+ *
,[^ 0 ,P^ 1, K ^ 1, ) ^ 式中 !,P^ ! ! ! 人体潜热负荷" 4 5#
! ! 设备潜热负荷" , 4 5# K ^! ! ! 菜肴潜热负荷" ,)^ ! 4 5$ %新风机组显冷量 ,\\ -
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( !引言 以冰蓄冷作为冷源的独立新风系统! 由于同时采用了 低温送风大温差技术! 为了与采用常规冷源的独立新风系 统加以区别! 一般称之为低温送风独立新风系统 " C @ (& , . !以 下 简 称 ( , 0 B . , 1 F B , C ’( / ( , & B / (C F B ( C C .& , .0 0 B / ? 0 2 # $ 由于 同时具备低温送风系统和独立新 ) N * : K ) N * : K 风系统的特点! 因此格外引人注目$ 虽然独立新风系统已 被美国能源部列为 ! 最先进的 $ 世纪商业建筑最有前途%
殷平! 男! 大学! 教授 $ 8 7 7年6月生! 7 $ 3 3 $ ! 湖南省长沙市岳麓山湖南大学 " # 3 $ 6 8 3 ! ! % 3 9 % ; ( = > ? & , @ , ’ , ’ , # 0 , ’ & # C ? D Q 2 $X D 收稿日期( ! 3 3 6 3 8 $ % 修回日期( ! 3 3 6 $ 3 ! !