新风与地板辐射联合供冷系统的研究--四川山金约克中央空调四川总代理

2019-08-22 09:24四川山金机电设备有限公司


文摘:介绍了新型独立温湿度控制空调技术的核心内容。根据我国空调系统的技术特点,结合我国不同地区的气象参数分析,提出了利用该技术选择空调系统类型和室外设计参数的新方法。提出了新风与辐射地板联合制冷系统几个主要参数选择的设计方法和步骤。结合设计计算实例,分析了组合冷却系统的设备选型要点、应用条件及应用场合。


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关键词:独立温湿度控制辐射地板冷却系统组合冷却系统的设计计算


介绍

目前,地板辐射冷却被认为是一种不理想的冷却方式。主要原因是人们对冷凝物的怀疑和对舒适的关心。20世纪90年代,欧洲开始探索地板辐射制冷的理论和实际应用。近年来,国内研究和应用进程加快。随着温湿度独立控制空调技术的发明和应用,为解决上述问题提供了一条有效途径,从而消除地板上的露水。相关研究表明,如果将地板温度控制在18-20摄氏度以上,夏天就不会有冷脚,这符合热舒适性的要求。本文的主要问题是采用独立的温湿度控制技术处理新风与辐射地板联合制冷(以下简称联合制冷),确定室内外设计参数,确定新风比b。空调负荷,确定地板表面温度、送风参数和组合冷却系统的适当位置。

技术背景

1

温湿度独立控制空调技术

由于传统空调的局限性,通常采用湿热结合的方式来处理空气。为了同时满足温度和湿度的要求,必然会导致能源的浪费。温湿度独立调节空调技术采用两种方式来解决温度控制和湿度控制问题,分别满足室内温湿度控制的要求。结合相应的能源形式,可大大降低能耗。同一终端设备可用于解决春季、夏季、秋季和冬季的室内环境问题。

2

地板辐射冷却

地板辐射冷却的关键问题是如何控制地板表面的露水。当表面温度低于室内露点温度时,会发生表面凝结。凝结不仅降低了空调的制冷效果,而且影响了建筑的使用功能和建筑材料的使用寿命,应坚决避免。这就要求使用地板冷却时,地板表面的最低温度必须保证高于室内空气的露点温度,并有一定的裕度。在实际应用中,可采用防辐射吊顶的防露控制,即当辐射地板温度低于某一设定值(一般为18oC)时,可停止供水循环,使温度逐渐升高,保证正常工作。d.因此,在室内设计状态下,地板表面温度最低。


室外参数选择

温度和湿度是空调系统的两个独立控制参数,不同于传统的热湿联合处理空调系统。在传统空调系统的设计中,根据暖通空调规范,夏季平均干球温度不应超过50小时。过去一年的平均湿球温度是室外设计基准。E点。

根据年平均气温和月平均含水量,中国分为三个地区(1)。根据中国典型气象(设计典型)年小时参数报告(2),可以看出,不同地区的月平均最湿含水量不同于空调室外状态点对应的月平均最湿含水量。调整。调整。调整。调整。夏季条件。一般来说,干旱地区最湿月份的平均含水量高于夏季空调室外状态点对应的含水量,而湿润地区最湿月份的平均含水量高于室外状态对应的含水量。.夏季空调。夏季空调。夏季空调。在夏天。夏季含水量接近或小于空调室外状态点,夏季最湿日平均含水量大于空调室外状态点。为保证空调系统的可靠性,建议夏季空调室外含水量采用最湿日平均含水量。夏季空调设计中,室外设计状态点不能保证多年来50小时内的平均干球温度和最湿日平均含水量。表1为不同地区典型城市室外气象参数对比表。

表1不同地区典型城市室外气象参数


室内参数的确定

地板辐射冷却方式可适当提高室内空气温度,达到与传统空调系统相同的感官温度,满足舒适性要求。由于地板辐射不能承受全部显热负荷,设计中室内温升的范围需要进一步分析。根据热辐射地板的标准要求,组合式制冷系统的设计温度比传统空调系统高2摄氏度。室内温度与上部空调系统的设计温度呈线性关系。也就是说,如果地板辐射能承受所有的显热负荷,设计温度可以比传统的空调系统高2摄氏度。如果只有一定的比例,设计温度会相应增加2oC的比例。


设计步骤

1

表面温度测量

表面温度应根据空调负荷、新风量和舒适度要求确定。一般来说,温度不应低于18-20摄氏度。

2

地板新风承重空调负荷率

地板承受部分显热负荷,新风承担全部潜热负荷和残余显热负荷。

辐射地板单位面积显热负荷如下:

qd=α*(tn td)

其中:

Qd:辐射地板单位面积传热能力

α:辐射传热系数

Tn:室温

td:辐射地板平均表面温度

3

新鲜空气测量

满足新风量(新风)和室内空气质量要求。

为了充分混合室内空气,保持均匀的温度场和速度场,消除地板上的露水,组合冷却系统的新风流量即送风量(除引风外)应满足舒适空气室的通风要求。暖通空调。条件作用。E次。

4

新风供应点含水量测量

新鲜空气能承受所有湿负荷。根据室内剩余湿度和含水量,计算出新风供应点的湿度。

ds=dn-w/(gx*p)

其中:

ds:新风供应点含水量(g/kg)

dn:室内空气湿度(g/kg)

W:残余湿度(g/h)

g:新风量(m3/h)

P:空气密度(kg/m3)

5

新风供应点温度测量

新风显热负荷为总显热负荷减去地板显热负荷。送风点温度根据负荷确定。具体计算如下:

ts=tn-3.6*qx/(cp*g*p)

Q=Qx+Qd

其中:

TS:新鲜空气供应点温度(oC)

Tn:室内空调温度(oC)

cp:恒压空气比热(kJ/kg oC)

Q:室内显热余热(W)

Qx:新风负荷显热负荷(W)

其他符号的含义与上述相同。


应用实例

根据上述设计计算方法,设计了典型的餐厅和办公楼,并对计算结果进行了比较。

室内设计基本参数见表2。

表2典型餐厅、办公室室内设计参数

为了便于计算,室内设计温度仍按传统方法选择。同时,确定辐射地板表面的平均温度为20℃,分析表明,当室内设计温度升高时,露点温度相应升高,但仍满足要求。表中的新风量考虑了人员的新风要求和通风时间的限制。

根据上述计算方法和程序,计算了典型餐厅办公室的新风供应点和负荷,如表3和表4所示。

表3典型餐厅及办公负荷计算

表4典型餐厅和办公室的新鲜空气供应点

计算表明,新风的送风点不能达到机器的露点范围(相对湿度85%~90%),因此新风的处理过程可以由独立的温湿度控制空调机组完成。


新鲜空气处理方法及高温冷水的制备

中国幅员辽阔,气候类型多样。不同地区的具体新风供应点采用不同的处理方法和能耗。西北干旱地区的室外气候相对干燥。室外空气可采用蒸发冷却新风处理机组和高温水冷新风处理机组进行冷却。在东南潮湿地区,室外空气只有经过除湿后才能进入房间。冷空气可与湿热处理装置(冷凝除湿)结合,温度和湿度可独立控制。新鲜空气处理装置对新鲜空气进行除湿和冷却。(1)

值得注意的是,新风机组选型的容量计算。由于除湿是新风处理过程中的关键,如果除湿量不足,送至房间的新风不能消除所有残留湿度,室内空气湿度增大,而干燥的空调终端设备产生冷凝物。对。现象。因此,选择新风机组的除湿能力非常重要,这是选择新风机组除湿能力的主要参数。如上所述,为了安全起见,建议在计算室外状态点和室外最湿日的平均含水量的基础上,采用推荐室外状态点与送风点的差异来选择机组类型。这样,与传统的基于室外参数点的机组选型相比,提高了独立控制空调设备选型的能力。为了保证空调系统的可靠性,应特别注意设备的选择。

地板辐射冷却,平均表面温度约为20摄氏度,适当的冷水温度为15-18摄氏度。在许多国家,这种方法可直接用于提供15-18摄氏度的冷水。在新疆等干旱地区,可以直接提供冷水。通过直接或间接蒸发获得15-18摄氏度的LD水。即使采用机械制冷,由于压缩量小,制冷机的理想制冷系数也会大大提高。


接头冷却的合适位置

1

干燥区

空气干燥和低湿度气候条件更适合该地区。地板辐射冷却空调系统可以减少甚至取消除湿过程。当室外温度较低时,可采用自然通风,大大节约能源。例如,西北地区室内负荷小,空调需要通风降温。因此,该方法具有广阔的应用前景。

2

拥挤的房间

在人员密集、新风需求量大的空调区域,可采用辐射地板和独立新风系统,以较大的新风量加载更显热,从而减轻地板负担。这样可以提高地板表面的温度,降低冷凝的风险。同时,由于采用新风控制室内空气参数,借助成熟的空调控制手段,通过调节新风参数,控制室内温度,提高调节性。在人员密集的大空间中,地板送风联合制冷具有更明显的节能效果,送风量少,节省建筑空间,发展前景广阔。

3

冬季地暖房

在冬季地板采暖建筑中,如果夏季使用地板辐射制冷,可以共用一套系统和终端设备,节省初期投资。对于低职业密度的房间,联合冷却系统的新风量大于居民。随着新风量的增加,空气质量大大提高。采用热回收法、变风量系统和最优控制策略,降低新风量增加带来的能耗损失。


总结

组合冷却系统具有广阔的应用前景。通过对地板辐射的深入研究和应用,研制成功了一种温湿度自动控制空调设备,使空气处理过程能够由温湿度独立控制,新风供应点可以自动控制。受限制的。控制地板辐射。温度和湿度的范围更广。由于水可以直接处理到所需的送风点,与传统的湿热联合空调相比,节省了能源。根据我国的气候特点,开发了各种形式的低能耗地板辐射冷却高温冷水。

在选择室外气象参数的过程中,空调系统的温度和湿度是独立控制的。建议以最湿的日平均含水量作为确定湿度的依据。

在设计计算中,应首先确定地板表面温度,以确定显热负荷和新风量。根据室内湿负荷和剩余显热负荷,分别确定新风供应点。最后,根据新风供应点的位置,选择合适的处理方法。


参考资源


(1)蒋毅,温湿度独立控制空调系统主编,北京,中国建筑工业出版社,2006年。

(2)北京市建筑物热环境分析专用气象资料收集,中国气象局气象信息中心,清华大学建筑科学技术系。李出版社。RESS,2005年




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