高檔商業(yè)建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)改善措施的適用性研究

1、高檔商業(yè)建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)改善措施的適用性研究摘要為改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，國家標準GBJ19-87修改稿增大了新風量。針對高檔商業(yè)建筑中常見的一次回風再熱式系統(tǒng)，提出了幾種新風預處理系統(tǒng)方案，進展改造以滿足新標準的要求。本文確定了幾種新風預處理系統(tǒng)能否適用改造工程的判據(jù)，以詳細實例研究了每種新風預處理系統(tǒng)在全國的適用范圍。關鍵詞室內(nèi)空氣品質(zhì)新風預處理判據(jù)適用性1前言為改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，美國國家標準研究院ANSI標準委員會和ASHRAE公布了?ASHRE標準62-1989?，提出了一系列改良措施。其中對空調(diào)系統(tǒng)設計影響最大的兩點是：1.將設計新風量增大到原來的2倍4倍；2.建筑物相對濕度保持在30%6

2、0%1。隨后的?ASHRE標準62-1989R?進一步提出了同時考慮人員和建筑物污染的最小新風量計算方法2。我國有關部門也正在對國家標準GBJ19-87采暖、通風空氣調(diào)節(jié)設計標準進展修改簡稱國標修改稿，其中明確包括增大最小新風量一項，其結果將增大空調(diào)系統(tǒng)的設計冷負荷和濕負荷。為使原有空調(diào)系統(tǒng)滿足國標的新要求，大量建筑必須進展改造，筆者曾針對如何以經(jīng)濟有效的方式對原有建筑中的傳統(tǒng)空調(diào)設備進展最少的改建，從而改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，滿足新標準的要求問題，提出了熱回收式、蒸發(fā)冷卻和除濕式新風預處理系統(tǒng)5。商業(yè)建筑的特點是室內(nèi)人員較多，熱濕比擬少，機器露點低，為滿足室內(nèi)溫濕度要求尤其是濕度，國外及國內(nèi)高檔商

3、業(yè)建筑多采用一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)。本文主要介紹為滿足增大最小新風量的要求，對高檔商業(yè)建筑中的一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)。本文主要介紹為滿足增大最小新風量的要求，對高檔商業(yè)建筑中的一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)。本文主要介紹為滿足增大最小新風量的要求，對高檔商業(yè)建筑中的一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)，采用新風預處理系統(tǒng)對其進展改建的技術措施在全國主要城市的不同室外氣象條件下的適用情況。2新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)由于國標修改稿沒有明確對相對濕度作出修改，所以室內(nèi)設計相對濕度、設計溫度仍取原標準值，新風量增大為原來的兩倍，來確定各種新風預處理系統(tǒng)適用性的判據(jù)。21熱回收式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)對于夏季工況，假設

4、設定室內(nèi)空調(diào)設計狀態(tài)N，通過N點的等溫線和等焓線可以把工程所在地的室外氣象包絡線范圍分隔為、和四個氣象區(qū)，如圖1。第區(qū)室外空氣溫度和焓值都低于室內(nèi)設計值，顯然不合適用熱回收；第區(qū)室外空氣溫度高于室內(nèi)設計值，焓值低于室內(nèi)設計值，顯然只合適用顯熱回收；第區(qū)室外空氣溫度和焓值都高于室內(nèi)設計值，合適用全熱回收；第室外空氣溫度低于室內(nèi)設計值，焓值高于室內(nèi)設計值，合適用熱回收。圖1熱回收工新風預處理系統(tǒng)的氣象范圍圖2附設熱回收新風預處理的一次回風再熱式系統(tǒng)一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)在焓濕圖上的處理過程如圖2所示。實線表示的為原系統(tǒng)的空氣處理過程，、N、L、分別為室外空氣狀態(tài)點，室內(nèi)空氣狀態(tài)點，在原新風量的新、

5、回風混合點，機器露點和送風狀態(tài)點；如附設熱回收式新風預處理系統(tǒng)，那么虛線表示為按國標修改稿規(guī)定的新風量設計的一次回風再熱式系統(tǒng)空氣處理過程，1，1分別為室外空氣經(jīng)熱回收后的狀態(tài)點，在國標修改稿規(guī)定的新風量下的新、回風混合點。為使原空調(diào)系統(tǒng)仍能滿足要求，即新系統(tǒng)所需的冷量小于等于原系統(tǒng)能提供的冷量，那么應使新風熱回收后與回風的混合點1的焓值小于等于原系統(tǒng)的焓值，即：i1i。由上述條件可得熱加收式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)為：顯熱回收式：全熱回收式：22蒸發(fā)冷卻新風預處理系統(tǒng)適用性判據(jù)對于夏季工況，假設設定室內(nèi)空調(diào)設計狀態(tài)N，通過N點的等含濕量線等濕球溫度線可以把工程所在地的室外氣象包絡線范圍分隔

6、為、和四個氣象區(qū)，如圖3。第區(qū)室溫外空氣濕球溫度和含濕量都低于室內(nèi)設計值，這說明直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻都可以使用，甚至可以不用機械制冷，而直接處理到送風狀態(tài)點；第區(qū)室溫外空氣濕球溫度高于室內(nèi)設計值，含濕量低于室內(nèi)設計值，顯然只合適用間接蒸發(fā)冷卻；第區(qū)室溫外空氣濕球溫度和含濕量都高于室內(nèi)設計值，合適用間接蒸發(fā)冷卻對新風進展預處理；第區(qū)室溫外空氣濕球溫度低于室內(nèi)設計值，含濕量高于室內(nèi)設計值，不合適用蒸發(fā)冷卻技術。對于區(qū)、可用直接蒸發(fā)或間接蒸發(fā)直接供冷的技術國內(nèi)外已有大量研究，這里僅討論在區(qū)應用間接蒸發(fā)冷卻對新風進展預處理的技術適用性。圖3蒸發(fā)冷卻式新風預處理系統(tǒng)的氣象范圍圖4附設間接蒸發(fā)冷卻新

7、風預處理的一次回風再熱式系統(tǒng)附設蒸發(fā)冷卻式新風預處理的空調(diào)系統(tǒng)工程焓濕圖上的表示如圖4。與熱回收式新風預處理系統(tǒng)一樣，為保證原空調(diào)系統(tǒng)仍能滿足要求的條件為：i1i那么在區(qū)間接蒸發(fā)冷卻式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)為：23除濕式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)對于夏季工況，假設設定室內(nèi)空調(diào)設計狀態(tài)N，通過N點的等含濕量線可以把工程所在地的室外氣象包絡線范圍分隔為、兩個氣象區(qū)，如圖5。第區(qū)室外空氣含濕量低于室內(nèi)設計值，這說明該區(qū)域不僅不需要除濕反而要加濕；第區(qū)空氣含濕量高于室內(nèi)設計值，顯然可以采用除濕技術。圖5除濕式新風預處理系統(tǒng)的氣象范圍圖6附設新風與回風混合預冷除濕熱回收蒸發(fā)冷卻式預處理的一次回風再熱

8、式系統(tǒng)為使除濕機在高效率下運行，通常先將新風預冷，再除濕；為充分利用排風冷量，常將除濕以后的高溫干空氣通過熱回收或蒸發(fā)冷卻設備，進展降溫；根據(jù)除濕量的大小，可采用僅對新風除濕和對新風與局部中全部回風的混合風除濕的方式。這里新風與回風混合預冷除濕熱回收蒸發(fā)冷卻式為例，介紹其適用性判據(jù)確實定方法。室外空氣狀態(tài)點與N按國標修改稿規(guī)定的新風量混合至4，預冷至3，然后全部除濕至2或局部除濕再與未除濕的混合風混合至1，通過熱加收或蒸發(fā)冷卻至11，最后由原空調(diào)系統(tǒng)冷卻至送風狀態(tài)點。為使原空調(diào)系統(tǒng)仍能滿足要求，即新系統(tǒng)所需的冷量不于等于原系統(tǒng)能提供的冷量，那么應使混合風的預冷量與由11冷卻至點所需冷量之和小于

9、等于原系統(tǒng)的冷量，即：全部除濕：局部除濕：那么除濕式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)為：全部除濕：局部除濕：其他幾種附設除濕式新風預處理的空調(diào)系統(tǒng)在焓濕圖上的表示及適用性分析的判據(jù)見表1。由于除濕熱回收式與除濕蒸發(fā)冷卻式的示意圖相似，判據(jù)一樣，故放在一起討論，但由于熱回收與蒸發(fā)冷卻設備的效率不同，所以得到的11點參數(shù)實際是不同的。除濕式新風預處理系統(tǒng)的適用性判據(jù)表1原空調(diào)系統(tǒng)實線及附設新風預處理的空調(diào)系統(tǒng)虛線在i-d圖上的表示適用性分析的判據(jù)附設新風預冷除濕熱回收蒸發(fā)冷卻式新風預處理系統(tǒng)附設新風與回風混合除濕熱回收蒸發(fā)冷卻式預處理系統(tǒng)全部除濕：局部除濕：附設新風與回風混合預冷除濕熱回收蒸發(fā)冷卻式預處

10、理系統(tǒng)全部除濕：局部除濕：3新風預處理系統(tǒng)適用范圍根據(jù)上述分析及詳細判斷條件，應用語言進展編程計算，將全國主要城市的空調(diào)室外設計氣象參數(shù)，原有空調(diào)建筑物的室內(nèi)設計溫濕度，新風比，熱濕比，采用的熱回收裝置的熱回收效率，國標修改稿規(guī)定的新風比，室內(nèi)設計溫濕度作為輸入文件，通過空氣狀態(tài)參數(shù)計算公式，編寫計算程序APSutdrAirPrenditiningSyste，可以用于判斷全國主要城市不同條件下原一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)中，各種機關預處理系統(tǒng)的適用范圍。下面以對上海市某一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)按舊標準設計的改造為例，說明新風預處理系統(tǒng)的應用。室內(nèi)設計條件為：原系統(tǒng)舊標準：tN=26，N=65%，新風

11、比：15%；新系統(tǒng)GBJ19-87國標修改稿：tN=26，N=65%，新風比：30%；室外設計條件為：t=34，tS=28.2；送風量為20003/h；室內(nèi)熱濕比=6100，要求的送風狀態(tài)：原系統(tǒng)：t=34，d=12.3g/kg；新系統(tǒng)與原系統(tǒng)一樣，轉輪式全熱交換器的效率為：Z=70%；間接蒸發(fā)冷卻器的熱交換效率為：E1=70%，以排風為二次風。對不更換原有空調(diào)系統(tǒng)的冷源、末端裝置，僅附設上述新風預處理系統(tǒng)進展改建的方法在全國范圍的技術適用性作一分析計算。計算結果見表2。其中表示適用；-表示不適用。表中只列出適用城市的新風預處理系統(tǒng)形式。新風預處理系統(tǒng)的技術適用范圍表2城市名稱熱回收式蒸發(fā)冷卻

12、式除濕式新風預冷除濕熱回收混合預冷除濕熱回收蒸發(fā)冷卻混合預冷除濕熱回收新風預冷除濕熱蒸發(fā)冷卻混合預冷除濕蒸發(fā)冷卻北京-天津-石家莊-太原-呼和浩特-沈陽-長春-哈爾濱上海-南京-杭州-合肥-福州-南昌-濟南-鄭州-武漢-長沙-廣州-南寧-成都-重慶-貴陽-昆明-拉薩-西安-蘭州-西寧-銀川-烏魯木齊-臺北-香港-4結論1針對GBJ19-87國標修改稿的要求，對原有高檔商業(yè)建筑中常用的一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)的改建問題，確定了各種新風預處理系統(tǒng)的技術適用性判據(jù)。2幾種新風預處理系統(tǒng)的適用范圍根本可以覆蓋全國各直轄市和省會城市，即任何一個城市中的原一次回風再熱式空調(diào)系統(tǒng)都至少可以采用一種新風預處理系

13、統(tǒng)進展改造。3熱回收式、蒸發(fā)冷卻式和除濕式中的新負預冷除濕蒸發(fā)冷卻式、混合除濕熱回收式蒸發(fā)冷卻新風預處理系統(tǒng)的適宜和范圍最廣；新風預冷除濕熱回收式和混合預冷除濕蒸發(fā)冷卻式新風預處理系統(tǒng)的適用范圍較?。换旌项A冷除濕熱回收式新風預處理系統(tǒng)只適用于一個城市。4如GBJ19-87國標修改稿正式公布，全國各地將有大量建筑的空調(diào)系統(tǒng)要改建，新風預處理系統(tǒng)是一種很的解決方法，本文提出的適用性判據(jù)將有助于業(yè)主和設計方的選擇與決策。參考文獻1ANSI/ASHRAEStandard621989.Ventilatinfraeptableindrairquality.Atlanta,GA:ASHRAEIn.2ASHRAEPubliRevieDraft621989R.Venti