熱線:15267111188
收藏本站
 
產品搜索
在線客服
ABUIABACGAAg_aa70AUouqrY3gQwlAE4Nw
ABUIABAEGAAgwOLO3wUo_Lnh4QYwiAo4rwM


手  機:15267111188

郵  箱:18#156.tw(請將#換成@)

售前咨詢:0571-86772887 86775887

售后服務:0571-86778707 86776826

傳  真:0571-86775826






空調系統全新風運行送風的可行性研究

發表時間:2018-11-02 07:51

空調系統全新風運行送風的可行性研究

 :有全空氣空調系統在夏季和冬季工況全新風狀態下運行時, 將遇到新風管徑過小冷源制冷能力不能滿足要求和空調處理設備處理能力不夠等一系列問題.初步計算一次回風系統在全新風運行送風時, 新風經過表面式空氣處理設備處理是否可以達到合適的送風溫度, 以探討有回風的全空氣空調系統全新風運行送風的可行性.

關鍵詞:有回風的全空氣空調系統;全新風運行送風;表冷器

   建筑物中設空調系統的意義是使室內空氣達到所要求的狀態, 對空氣溫度濕度空氣流動速度及清潔度進行調節, 以滿足人體舒適或工藝生產的需要.而以往人們只重視室內溫度和濕度的調節, 來滿足人體熱舒適.近年來隨著建筑病態綜合癥和室內空氣質量(IAQ)受關注程度的增強, 人們對室內有害污染物及其影響逐漸有所認識.調研結果顯示, 當有固定塵源或人員活動時, 室內空氣中的微塵粒濃度和病菌濃度要高于室外[ 1] ,因此, 使全空氣空調系統在全新風狀態下運行可以有效地降低室內的含塵含菌濃度.

1  有回風的全空氣系統全新風運行送風需考慮的問題

  在全空氣空調系統中, 大多采用一次回風系統或二次回風系統.當有回風的全空氣空調系統在全新風狀態下運行時, 有幾點問題需要考慮:

1)新風管道的管徑是否能滿足全新風運行的需要;

2)全新風運行時, 新風負荷增加, 冷水機組需要提供更多的冷量;

3)空調機組的換熱能力.《組合式空調機組[ 2]中規定了全空氣空調系統中空調機組處理空氣的焓差, 根據這項標準設計的空調冷熱處理設備是否可以把全新風處理到合適的送風狀態點, 需要進行計算分析.

2  夏季工況全新風運行的可行性分析

由于本文所討論的主要是舒適性空調, 根據采暖通風與空氣調節設計規范[ 3] , 夏季室內空調設計溫度22 28 ℃, 相對濕度40 %~ 65 %.北京地區夏季空調室外計算干球溫度為33.2 ℃, 濕球溫度為26.4 ℃.

1 是夏季空調送風過程在焓濕圖上的表示,為一次回風混合送風狀態.全空氣空調在夏季運行時, 從室外引進的新風與室內的回風相混合, 然后送入空調機組, 表冷器對空氣進行減焓減濕處理直到機器露點L , 并作為送風送入室內來消除余熱和余濕.

                     

2 是全空氣空調系統在全新風運行時的空氣處理過程.

2.1  全新風運行下冷水機組提供冷量的變化

從圖1 和圖2 中可以看到, 一次回風式全空氣空調系統送風時, 空調處理機組中表冷器處理的單位質量空氣冷量是混合狀態點C 和露點送風狀態點L 的焓值之差.當空調系統在全新風狀態下運行時, 空調機組處理的單位質量空氣冷量為室外狀態點W 和露點送風狀態點L 之間的焓差.

設室內設計溫度25 ℃, 相對濕度55 %.室外干球溫度33.2 ℃, 濕球溫度26.4 ℃, 新風比為15 %,送風溫度15 ℃, 采用露點送風.通過計算, 送風焓值為41 kJ/kg , 一次回風混合點焓值為58 kJ/kg , 室外焓值為83 kJ/kg .一次回風系統送風時冷源需提供的冷量為17kJ/kg , 全新風系統送風時冷源需提供的冷量為42 kJ/kg .在送風量不變的條件下, 空調系統改用全新風運行送風消耗的冷量將是原有冷量的2.4 .冷水機組的裝機容量與空調設計負荷相匹配, 因此全新風運行送風需要的冷量已經超過一般冷水機組的運行能力.

2.2  全新風運行送風溫度的變化

從圖1 2 中可以看出, 對于單位質量的空氣, 在全新風運行時, 表冷器需要承擔更多的換熱量.

組合式空調機組中規定, 冷卻時被處理空氣的最小焓降Δi =4 kcal/kg =16.75 kJ/kg .根據這項標準設計的表冷器在全新風運行時送風溫度會受到一定影響.這里將通過對表冷器的熱工計算來初步計算全新風運行的送風溫度.

表冷器中空氣與水的狀態變化如圖3 所示.

當表冷器中的空氣與水在做熱濕交換時, 用兩個熱交換效率來表征表冷器的換熱能力:

1)表冷器的全熱交換效率

           

式中:t 1 t 2 處理前后空氣的干球溫度, ℃;

tw 1 冷水初溫, ℃.


2)通用熱交換效率

           

式中:t 3 理想情況下空氣的終態溫度, ℃.

ts1 ts2 處理前后空氣的濕球溫度, ℃;

其中ε1 =f (K s , G , W), ε2 =f (v y , N)[ 4] .因此當全空氣空調系統由一次回風運行狀態改為全新風運行時, 空氣流量冷水流量和表冷器的型式均不變,表冷器的全熱交換效率和通用熱交換效率也不變,這是計算全新風狀態下空調系統送風溫度的基礎.

文獻[ 5] 根據等價干工況的概念提出了一種干濕轉換法來對表冷器進行熱工計算, 可以計算因為濕交換變化而帶來的熱交換傳熱量, 經試驗分析平均誤差在1 %左右, 計算精度較高.[ 5] 計算公式如下所示.

其中ε′1 、ε′2 分別為表冷器等價干工況的熱交換效率和通用熱交換效率.

在計算時, 根據空調機組冷卻時被處理空氣的最小焓降Δi =16.75 kJ /kg , 可以確定一次回風運行時送風狀態點和新回風混合狀態點, 由此得出ε′1 、ε′2 , 通過解(1)式的二次方程求出t 3 , (2)式求出全新風下表冷器的出口空氣溫度t 2 .計算取室外濕球溫度26.4 ℃, 干球溫度33.2 ℃;一次回風送風相對濕度為95 %;通過表冷器的冷水初溫為7 ℃.計算出不同室內設計溫濕度和一次回風送風溫度相對應的全新風運行送風溫度.具體結果見表1 .

從表1 中可以看到, 全新風運行送風溫度比相同條件下的一次回風運行時的送風溫度要升高3 5 ℃, 送風不能滿足充分去除室內余熱的要求, 但可以承擔一部分室內冷負荷.

2.3  改變冷水初溫對送風溫度的影響

改變冷水初溫后的送風溫度計算值如表2 4所示.全新風運行送風時, 降低表冷器的冷水初溫可以一定程度上改善送風效果.

3  冬季工況全新風運行的可行性分析

根據采暖通風與空氣調節設計規范[ 3] , 冬季室內空調設計溫度18 24 ℃, 相對濕度30 % ~60%.北京地區冬季空調室外計算干球溫度為-12 ℃, 相對濕度為45 %.在冬季工況下, 空調機組中加熱器對空氣的加熱過程是顯熱交換, 不存在濕交換的過程, 因此加熱器的熱工計算只涉及到熱交換效率ε1 = t 1 -t 2/t 1 -tw 1.《組合式空調機組中規定, 加熱時被處理空氣的最小焓差Δi =5.5 kcal/kg =23.05 kJ/kg .由此確定一次回風的混合點溫度和送風溫度, 并通過全新風狀態下加熱器的熱交換效率不變來建立關系式, 從而求出全新風運行時的送風溫度.

3 和圖5 所示是把不同送風溫度的一次回風送風改為全新風運行后的送風溫度.可以看到, 全新風運行的送風溫度比一次回風混合送風時要降低8 10 ℃, 甚至已經低于冬季室內的設計溫度, 無法承擔室內的熱負荷.

4  新風管道在全新風運行送風時遇到的問題

  全空氣系統新風管徑應按照全新風運行設計,以滿足過渡季節全新風運行的要求, 但是我們調研的許多全空氣空調系統新風管徑僅滿足最小新風的要求.設新風管道長10m , 管徑為320 ×320 mm , 材料為鍍鋅鋼板, 有兩個90°彎頭.以民用建筑空調系統新風管道推薦風速2.5 m/s 為設計風速, 此時風管內由于空氣流動產生的噪聲可以被控制在25 dB以下, 新風管道的總阻力損失為3.2 Pa .當設計新風比為15 %的空調系統在全新風狀態下運行時, 新風管道內的新風量等于空調系統的送風量, 因此新風量和新風氣流速度將增長為原來的6.67 .對應的新風管道總阻力損失為152.8 Pa , 此時空調系統風機將無法滿足送風要求, 且氣流噪聲將超過標準.

5  結論

通過以上分析, 可以得出在夏季和冬季工況下將一次回風全空氣空調系統在同樣條件下改為全新風運行基本不能滿足送風要求.

對此可以采取以下措施:

1)改變表冷器的進水初溫.

2)為空調系統加裝空氣熱回收裝置.熱回收裝置可以將排風中的顯熱和潛熱引入到新風中進行預熱或者預冷, 可以降低新風與室內狀態的焓差, 以減小空調處理機組的換熱負荷.

參考文獻:

[ 1]  許鐘麟.空氣潔凈技術原理[ M] .北京:科學出版社,2003.

[ 2]  中國建筑科學研究院空調研究所.組合式空調機組(GB/ T 14294-1993)[ M] .北京:中國標準出版社,

[ 3]  中華人民共和國建設部.采暖通風與空氣調節設計規范(GB 50019 -2003)[ M] .北京:中國計劃出版社,

[ 4]  趙容義, 范存養, 薛殿華, 錢以明.空氣調節[ M] .北京:中國建筑工業出版社, 1994.

[ 5]  王晉生.水冷式表冷器傳熱研究(1)用干濕轉換法計算濕工況[ J] .暖通空調, 2000(4).

會員登錄
登錄
我的資料
留言
回到頂部
<蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>