新風(fēng)與地板輻射聯(lián)合供冷系統(tǒng)的研究

Word版本，下載可自由編輯新風(fēng)與地板輻射聯(lián)合供冷系統(tǒng)的研究地板輻射供冷目前被人們認(rèn)為是一種非抱負(fù)的供冷方式，其主要緣由是，人們對結(jié)露問題的疑慮和對舒服性的擔(dān)憂。上世紀(jì)90年月，歐洲開頭對地板輻射供冷舉行理論和實際應(yīng)用的探討，國內(nèi)近年來也加快了討論和應(yīng)用的進(jìn)程。隨著溫濕度自立控制空調(diào)技術(shù)的發(fā)明與應(yīng)用，為解決上述問題提供了有效途徑，使杜絕地板結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生成為可能。相關(guān)討論表明，把地板溫度控制在18～20℃以上，在夏季不會產(chǎn)生腳冷的感覺，滿足熱舒服性要求。采納溫濕度自立控制技術(shù)處理新風(fēng)與輻射地板聯(lián)合供冷，室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)確實定、地板新風(fēng)擔(dān)當(dāng)空調(diào)負(fù)荷比例、地板表面溫度、送風(fēng)參數(shù)及聯(lián)合供冷系統(tǒng)適用場所，是本文主要討論的問題。

技術(shù)背景

1溫濕度自立控制空調(diào)技術(shù)

傳統(tǒng)的空調(diào)方式因為手段的限制，通常采納熱濕聯(lián)合方式處理空氣，為了同時滿足溫度和濕度的要求，勢必導(dǎo)致能源的鋪張。而溫濕度自立調(diào)整空調(diào)技術(shù)是分離采納兩個手段來解決溫度控制和濕度控制這兩個方面問題，從而可以分離達(dá)到對室內(nèi)溫度和濕度的控制要求。結(jié)合相應(yīng)的能源形式，可以大大降低能耗，并有可能通過同一末端設(shè)備，解決春、夏、秋、冬四季的室內(nèi)環(huán)境的問題。

2輻射地板供冷

輻射地板供冷最關(guān)鍵的問題就是如何控制地板表面不發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。當(dāng)?shù)乇頊囟鹊陀谑覂?nèi)露點溫度時，會產(chǎn)生表面結(jié)露現(xiàn)象。結(jié)露不僅降低空調(diào)供冷的效果，而且影響建造物的使用功能及建造材料的使用壽命，應(yīng)堅定避開。這樣就要求在采納地板供冷時，一定要保證地板表面的最低溫度高于室內(nèi)空氣的露點溫度，且有一定的余量。在實際應(yīng)用中，可以采納防止輻射吊頂結(jié)露的方式舉行控制，即當(dāng)輻射地板溫度低于某一設(shè)定值時，停止供水循環(huán)，使得溫度逐步升高，以保證正常工作。因此，在室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)下，地板表面的溫度存在一個最低值。

室外參數(shù)的挑選

溫濕度自立控制空調(diào)系統(tǒng)，溫度、濕度為兩個自立控制的參數(shù)，與傳統(tǒng)熱濕聯(lián)合處理空調(diào)系統(tǒng)不同。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，按暖通規(guī)范規(guī)定，夏季空調(diào)設(shè)計采納歷年平均不保證50h的干球溫度、歷年平均不保證50h的濕球溫度的狀態(tài)點作為室外設(shè)計狀態(tài)點，把這種挑選辦法用在溫濕度自立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計是不妥的。

按照年平均溫度、最濕月平均含濕量，我國劃為三個區(qū)域。按照我國典型氣象(設(shè)計典型)年逐時參數(shù)報表中看出，不同區(qū)域最濕月平均含濕量與夏季空調(diào)室外狀態(tài)點對應(yīng)含濕量不同，普通干燥地區(qū)最濕月平均含濕量大于夏季空調(diào)室外狀態(tài)點對應(yīng)含濕量，濕潤地區(qū)最濕月平均含濕量臨近或小于夏季空調(diào)室外狀態(tài)點對應(yīng)含濕量；全部地區(qū)最濕日平均含濕量均大于夏季空調(diào)室外狀態(tài)點對應(yīng)含濕量。為保證空調(diào)系統(tǒng)運行牢靠性，建議采納最濕日平均含濕量作為夏季空調(diào)室外計算含濕量。夏季空調(diào)設(shè)計采納歷年平均不保證50h的干球溫度、最濕日平均含濕量的狀態(tài)點作為室外設(shè)計狀態(tài)點。表１為不同區(qū)域典型城市室外氣象參數(shù)對比表。

表1不同區(qū)域典型城市室外氣象參數(shù)

室內(nèi)參數(shù)確實定

采納了地板輻射供冷方式，可以適當(dāng)提升室內(nèi)的空氣溫度，以達(dá)到與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)全都的體感溫度，滿足舒服性要求。因為地板輻射不能負(fù)擔(dān)所有顯熱負(fù)荷，因此，設(shè)計的室內(nèi)溫度比傳統(tǒng)空調(diào)提升的幅度需要進(jìn)一步分析。參照熱輻射地板的規(guī)范要求，聯(lián)合供冷采納下部送風(fēng)方式，設(shè)計溫度可以比傳統(tǒng)空調(diào)提升2oC；采納上部送風(fēng)方式，設(shè)計時的室內(nèi)溫度根據(jù)線性比例提升，即假如地板輻射所有負(fù)擔(dān)顯熱負(fù)荷，設(shè)計溫度可以比傳統(tǒng)空調(diào)提升2oC，假如只占有一定比例，則設(shè)計溫度也提升2oC的相應(yīng)比例。

設(shè)計步驟

1地表溫度確定

應(yīng)按照空調(diào)負(fù)荷、新風(fēng)量及舒服性要求，確定地表溫度，普通不宜低于18～20℃。

2地板新風(fēng)擔(dān)當(dāng)空調(diào)負(fù)荷比例

地板擔(dān)當(dāng)部分顯熱負(fù)荷，新風(fēng)擔(dān)當(dāng)室內(nèi)所有潛熱負(fù)荷及其余顯熱負(fù)荷。

單位面積輻射地板擔(dān)當(dāng)?shù)娘@熱負(fù)荷為：

Qd=α*(tn-td)

其中：

Qd：單位面積輻射地板傳熱量

α：輻射換熱系數(shù)

tn：房間空氣溫度

td：輻射地板表面平均溫度

3新風(fēng)量確實定

滿足人員新風(fēng)量及室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。

為使室內(nèi)空氣充分混合，維持勻稱的溫度場、速度場，杜絕地板結(jié)露，聯(lián)合供冷系統(tǒng)新風(fēng)量即送風(fēng)量，宜滿足暖通規(guī)范舒服性空調(diào)室內(nèi)換氣次數(shù)要求。

4新風(fēng)送風(fēng)點的含濕量確定

新風(fēng)負(fù)擔(dān)所有的濕負(fù)荷，按照室內(nèi)的余濕量、含濕量以新風(fēng)量，計算新風(fēng)送風(fēng)點的濕度：

ds=dn-W/

其中：

ds：新風(fēng)送風(fēng)點的含濕量

dn：室內(nèi)空氣含濕量(g/kg)

W：室內(nèi)余濕(g/h)

G：新風(fēng)量(m3/h)

ρ：空氣密度5新風(fēng)送風(fēng)點的溫度確定

新風(fēng)負(fù)擔(dān)的顯熱負(fù)荷為所有顯熱負(fù)荷減去地板擔(dān)當(dāng)?shù)娘@熱負(fù)荷。按照這個負(fù)荷，確定送風(fēng)點的溫度。詳細(xì)計算如下：

ts=tn-3.6*Qx/

Q=Qx+Qd

其中：

ts：新風(fēng)送風(fēng)點的溫度(oC)

tn：室內(nèi)空調(diào)溫度(oC)

Cp：空氣定壓比熱(kJ/kgoC)

Q：室內(nèi)顯熱余熱Qx：新風(fēng)負(fù)擔(dān)顯熱負(fù)荷其它符號含義同上

應(yīng)用舉例

根據(jù)以上的設(shè)計計算辦法，對典型的餐廳和辦公房間舉行設(shè)計，并且比較計算結(jié)果。

設(shè)計的室內(nèi)基本參數(shù)見表2

表2典型餐廳、辦公室的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

為了便于計算，室內(nèi)設(shè)計溫度仍根據(jù)傳統(tǒng)方式選取，同時，確定輻射地板表面的平均溫度為20oC，按照分析，如室內(nèi)設(shè)計溫度提升，露點溫度相應(yīng)提升，但仍可滿足要求。表中新風(fēng)量考慮了人員的新風(fēng)要求和換氣次數(shù)的限制。

按照上述的計算辦法、步驟，計算典型餐廳辦公室的新風(fēng)送風(fēng)點和負(fù)荷如表3，表4

表3典型餐廳、辦公室負(fù)荷計算

表4典型餐廳、辦公室新風(fēng)送風(fēng)點

按照計算可以看出新風(fēng)的送風(fēng)點達(dá)不到機器露點的范圍，因此新風(fēng)的處理過程可以由自立的溫濕度控制空調(diào)機組完成。

新風(fēng)處理辦法和高溫冷水的制備

因為我國幅員遼闊，氣候類型多樣，因此，對于特定的新風(fēng)送風(fēng)點，在不同的地域，采納的處理手段也不盡相同，其能耗也差別很大。西北干燥地區(qū)，室外氣候比較干燥，可采納蒸發(fā)冷卻式新風(fēng)處理機組、高溫冷水表冷器新風(fēng)處理機組對新風(fēng)降溫；東南濕潤地區(qū)，室外空氣需要除濕降溫后才干送入室內(nèi)，可采納熱濕聯(lián)合處理機組、溫濕度自立控制新風(fēng)處理機組對新風(fēng)除濕降溫。

需要特殊說明的是，新風(fēng)機組選型的容量計算。因為新風(fēng)處理過程除濕是關(guān)鍵，假如除濕量不足，則送入室內(nèi)的新風(fēng)不能排解所有余濕，室內(nèi)空氣含濕量加大，干式空調(diào)末端設(shè)備產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。因此，新風(fēng)機組除濕量挑選非常重要，是挑選機組的首要參數(shù)。按前文所述，為平安起見，建議以室外最濕日平均含濕量作為計算室外狀態(tài)點的依據(jù)，并用建議的室外狀態(tài)點與送風(fēng)點的差值來挑選機組。這樣，相對于傳統(tǒng)的室外參數(shù)點為基礎(chǔ)的機組選型，自立控制空調(diào)設(shè)備的選型容量增大。為保證空調(diào)系統(tǒng)運行牢靠，在設(shè)備選型中應(yīng)特殊注重。

輻射地板供冷，表面的平均溫度約為20℃，相宜的冷水溫度為15~18℃，此溫度要求的冷水可以采納無數(shù)自然?冷源，如深井水、利用土壤源換熱器獵取冷水等，我國無數(shù)地區(qū)可以直接通過該方式提供15~18oC冷水。在某些干燥地區(qū)利用直接蒸發(fā)或間接蒸發(fā)的辦法獵取15~18oC冷水。即使采納機械制冷方式，因為要求的壓縮比很小，制冷機的抱負(fù)COP將有大幅度提升。

聯(lián)合供冷適用場所

1干燥地區(qū)

空氣干燥、含濕量低氣候條件比較相宜的地域，采納地板輻射供冷的空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)處理可以削減甚至取消退濕過程。當(dāng)室外溫度較低時，可以通過自然通風(fēng)的方式，大大節(jié)省了能耗。如在我國西北地區(qū)，室內(nèi)負(fù)荷較小，對空調(diào)的要求是通風(fēng)和降溫，因此，這種方式有廣泛的應(yīng)用前景。

2人員密集房間

對于人員密集、新風(fēng)量要求大的空調(diào)區(qū)域，采納輻射地板加自立新風(fēng)系統(tǒng)，可以通過較大的新風(fēng)量負(fù)擔(dān)更多的顯熱符合，以減輕地板的負(fù)擔(dān)。這樣做可以提升地板表面的溫度，降低結(jié)露危急。同時，因為采納新風(fēng)方式控制室內(nèi)空氣參數(shù)，借助于成熟的空調(diào)控制手段，利用調(diào)整新風(fēng)參數(shù)，控制室內(nèi)溫度，增強了可調(diào)性。人員密集的巍峨空間，聯(lián)合供冷采納地板送風(fēng)方式，節(jié)能效果更為顯然，送風(fēng)量的減小，節(jié)省建造空間，具有廣大的進(jìn)展前景。

3冬季地板供暖房間

在冬季采納地板供暖的建造中，假如夏季采納輻射地板供冷，兩者可以公用一套系統(tǒng)及末端裝置，節(jié)約初投資。對于人員密度較低的房間，聯(lián)合供冷系統(tǒng)新風(fēng)量大于人員需要的新奇空氣量。新風(fēng)量增強，大大提升空氣品質(zhì)，利用采納熱回收方式、變風(fēng)量系統(tǒng)及優(yōu)化控制策略等削減因為新風(fēng)量的增強帶來的能耗損失。

小結(jié)

聯(lián)合供冷系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景，隨著地板輻射的深化討論與應(yīng)用和溫濕度自立控制空調(diào)設(shè)備的勝利研制，可實現(xiàn)溫濕度自立控制空氣處理過程，新風(fēng)送風(fēng)點可以達(dá)到更大范圍的溫度濕度。因為可以直接將含濕量處理到要求的送風(fēng)點，因此比傳統(tǒng)熱濕聯(lián)合空調(diào)方式節(jié)省能源。結(jié)合我國氣候特點，采納多種形式，耗費較低能量來制備高溫冷水，用于