通|空|調(diào)Hv&ac能空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Saving-energy Air-conditioning System Design汪敏麗中國聯(lián)合工程公司【摘要】利用全年月平均逐時(shí)宣外空氣溫度計(jì)算方法,結(jié)合呼吸式外窗和建筑構(gòu)造體蓄熱技術(shù)來探討利用通風(fēng)冷卻的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。工廠工業(yè)化生產(chǎn)的呼吸式外窗綜合了雙層通風(fēng)玻璃幕墻和氣流窗的功能,不但可以有效地削減外窗空調(diào)負(fù)荷,還可以有效地利用新風(fēng)冷卻。相變蓄熱建筑材桿提高了建筑構(gòu)件的蓄熱能力,加強(qiáng)了利用室外自然冷熱源的能力【關(guān)鍵詞】自然能源;通風(fēng)冷卻;節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)(Abstract) This article uses the calculation method of annual monthly mean hourly outdoor air temperature to discuss thedesign method of the energy conservation air-conditioning system, which uses technologies of natural ventilation cooling,double skin glazing ventilation system and building construction thermal storage. The double skin glazing ventilation system,a factory manufactured product combines functions of a double skin ventilation glass curtain wall and an airflow window,which not only was allowed effectively to reduce the air conditioning load of the window, but also was allowed effectively touse natural ventilation cooling. The phase change thermal storage material has increased the thermal storage ability of thebuilding construction, and also strengthened the using ability for outside nature thermal source(Key words] Natural energy resources; Ventilation cooling; Saving-energy air-conditioning system隨著地球溫暖化的日益加劇,節(jié)能減排的任務(wù)日 mum temperature)和月平均日最低溫度( Daily mini-益艱巨。在都市建設(shè)領(lǐng)域,需要進(jìn)一步加強(qiáng)大規(guī)模新建 mum temperature),以及空調(diào)負(fù)荷計(jì)算所用的日較差模建筑物的節(jié)能性,以及提高利用自然能源的能力。作為比系數(shù)( Percentage of daily temperature range)算出從事建筑設(shè)計(jì)的工作人員,一方面承擔(dān)著節(jié)能減排的社月平均日最高溫度和月平均日最低溫度可來自世界氣象會(huì)責(zé)任,同時(shí)又承擔(dān)著少投資多產(chǎn)出的用戶責(zé)任。因組織公布的杭州地區(qū)氣候信息。此,傳統(tǒng)的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的需要。理論上,可以通過用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行全系統(tǒng)全年工況運(yùn)行仿真模擬來優(yōu)化設(shè)計(jì),但實(shí)際上,由于各種技式中::—時(shí)刻的室外計(jì)算(干球)溫度,℃;術(shù)的飛躍進(jìn)步,使得計(jì)算機(jī)仿真在建筑設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域總月平均日最高溫度,℃;趕不上其他技術(shù)的進(jìn)步,空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用其變得不可月平均日最低溫度,℃行。因此,需要找出一種簡(jiǎn)單易行的全年工況運(yùn)行方法τ時(shí)刻的日較差模比系數(shù);來輔助空調(diào)設(shè)計(jì)。本文就利用自然能源的設(shè)計(jì),提出了時(shí)刻全年月平均室外空氣溫度計(jì)算方法,結(jié)合呼吸式外窗來探討利用通風(fēng)冷卻的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法表1空調(diào)負(fù)荷計(jì)算日較差模比系數(shù)月平均室外空氣逐時(shí)計(jì)算(干球)溫度中國煤化工CNMHG 4 I月平均室外空氣逐時(shí)計(jì)算(干球)溫度可用式(1)根據(jù)月平均 Monthly mean)日最高溫度( Daily maxi30筅第6HV& ac度時(shí)和日度時(shí)歐洲在評(píng)價(jià)采暖需要度或釆暖能耗時(shí)導(dǎo)入了“度盤~2國日( Degree day)”的度量單位。但當(dāng)我們?cè)谔接懣照{(diào)時(shí),特別是間歇空調(diào)時(shí),仍然沿用“度日”的概念就勉P12為其難了。因此,本文將時(shí)間單位縮短為小時(shí),引進(jìn)“度時(shí)( Degree dour)”的概念,用“度時(shí)”來衡量新風(fēng)冷卻能力。同時(shí)引進(jìn)“白度時(shí) Daily degree hour)”的概念以區(qū)別傳統(tǒng)的“度日”,用“日度時(shí)”來衡量日平均新風(fēng)冷卻能力。DH=t-tDDH=∑(t-t)(3)能力,21:00-7:00為構(gòu)造體蓄冷可利用的新風(fēng)冷卻能力從計(jì)算結(jié)果來看,杭州地區(qū)在6、7、8、9四個(gè)月式中:DH一空調(diào)的度時(shí),℃·h的里工作時(shí)間段(8:00~20:00)里幾乎沒有直接利用室DDH—空調(diào)的日度時(shí),c·h/day;外新風(fēng)進(jìn)行新風(fēng)冷卻的條件,但是在其他八個(gè)月份都有t1——室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)溫度,℃;直接利用室外新風(fēng)進(jìn)行新風(fēng)冷卻的條件。甚至有五個(gè)月逐時(shí)室外計(jì)算溫度,℃;的時(shí)間可以用全新風(fēng)。因此,從節(jié)能設(shè)計(jì)角度來看,設(shè)日平均空調(diào)時(shí)間,h/day。計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)(新風(fēng)豎井風(fēng)道,新風(fēng)機(jī))時(shí)有必要考慮采對(duì)于新風(fēng)冷卻,新風(fēng)量受最低送風(fēng)溫度限制。因用全新風(fēng)空調(diào),或采用呼吸式外窗(墻)設(shè)計(jì)。此,新風(fēng)冷卻的度時(shí)和日度時(shí)分別為:對(duì)于非工作時(shí)間段構(gòu)造體薔冷來說,杭州地區(qū)只有7、8兩個(gè)月里沒有條件。所以,當(dāng)考慮采用PCM(24)( Phase Change Material,相變材料)建筑材料進(jìn)行構(gòu)DBa1q-6(<1造體薔冷/蓄熱空調(diào)時(shí),可根據(jù)圖l所示的新風(fēng)冷卻能力設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng),或采用呼吸式外窗(墻)設(shè)計(jì)。+∑(1-)3呼吸式外窗式中:DH新風(fēng)冷卻的度時(shí),℃·h;DDH—新風(fēng)冷卻的日度時(shí),℃·h/day隨著高層建筑的發(fā)展和建筑材料技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)最低送風(fēng)溫度下限,℃代建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)做得越來越氣密,從而使得新風(fēng)部分新風(fēng)的空調(diào)時(shí)間,℃;冷卻不得不完全依賴管道豎井。這不但要耗費(fèi)大量的風(fēng)最大新風(fēng)的空調(diào)時(shí)間,h/day機(jī)動(dòng)力,更要占用大量的建筑輔助面積。因此,日本開發(fā)了的一種呼吸式外窗,以直接利用新風(fēng),減小管道豎當(dāng)室外溫度低于空調(diào)機(jī)防凍溫度時(shí),需加熱新風(fēng)井占地面積。至空調(diào)機(jī)防凍溫度t,DH。和DDH計(jì)算中取t為to這種呼吸式外窗不同于一般的現(xiàn)場(chǎng)裝配的雙層對(duì)于夏季工況,當(dāng)DH為負(fù)值(室外溫度高于空調(diào)通風(fēng)玻璃幕墻,它是一種工廠生產(chǎn)的雙層氣流窗組合設(shè)室內(nèi)設(shè)定溫度)時(shí),新風(fēng)沒有冷卻效果,故取DH為零。備。與預(yù)制混凝士墻板一樣,組件完全在工廠生產(chǎn),在對(duì)于冬季工況,當(dāng)DH為正值(室外溫度低于空調(diào)室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)只是就位安裝和管線連接。與其他氣流窗不同的設(shè)定溫度)時(shí),新風(fēng)沒有加熱效果,故也取DHa為零。是,一般氣流窗不能將室外空氣引進(jìn)室內(nèi),而這種呼吸空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為24℃,送風(fēng)溫度下限為式外墻可以將外空氣引講客內(nèi)它既可以像氣流窗那0℃,空調(diào)機(jī)防凍溫度為5℃,空調(diào)服務(wù)時(shí)間為樣工亻中國煤化工象雙層通風(fēng)玻璃幕墻8:00-20:00的場(chǎng)合,按這些條件算出的杭州地那樣CNMHG像普通可開啟玻璃區(qū)的DDH如圖1所示。窗那樣工作(氣流:外→內(nèi))。圖1中,8:00~20:00為工作時(shí)間可利用的新風(fēng)冷卻使用這種呼吸式外窗,除了可以像普通氣流窗2009年第6期·31暖通」空|調(diào)HV&Ac那樣削減90%以上的外窗空調(diào)負(fù)荷,還可以實(shí)施工進(jìn)行新風(fēng)冷卻的條件。但其他月份還是可以直接利用室作時(shí)間段的新風(fēng)冷卻,以及實(shí)施夜間非工作時(shí)間段外新風(fēng)進(jìn)行新風(fēng)冷卻的。根據(jù)室外空氣溫度和空調(diào)機(jī)風(fēng)的構(gòu)造體薔冷。量,我們可以分析新風(fēng)冷卻的冷卻能力。圖4為標(biāo)準(zhǔn)層4空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)分析空調(diào)機(jī)新風(fēng)冷卻能力的計(jì)算結(jié)果。由計(jì)算可知,7、8兩個(gè)月,包括夜間非工作時(shí)間段(21:00-7:00),用室外進(jìn)行新風(fēng)冷卻的利用率為零。5、6、9、10四個(gè)月,額具利用夜間通風(fēng)蓄熱,分別可以利用新風(fēng)冷卻消除44%、12%、17%、74%的室內(nèi)余熱。1、2、3、4、ll、12六個(gè)工出外可電功百時(shí)電助百時(shí)留月利用夜間通風(fēng)薔熱可以用新風(fēng)冷卻完全消除室內(nèi)余熱由以上計(jì)算可知,在充分利用呼吸式外窗和新風(fēng)下冷卻的條件下,該建筑的空調(diào)制冷主要集中在7,8兩個(gè)月。如果夏季天然氣比電力便宜的話,該建筑更適合于使用吸收式制冷機(jī)。以上計(jì)算是假設(shè)可以使用全新風(fēng)的條件下進(jìn)行的如果設(shè)計(jì)不使用全新風(fēng),則需延長夜間通風(fēng)蓄熱的時(shí)由于夜間新風(fēng)冷卻起到了十分重要的作用,因此采用相變薔能建筑材料就顯得十分必要。(1)氣流:外一外a氣貢:并一內(nèi)0)氣洗:內(nèi)→內(nèi)圖2呼吸式外窗(a)動(dòng)作原理圖;(b)下側(cè)風(fēng)閥動(dòng)作詳圖人以上介紹了節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)所需的一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算方4000000法和節(jié)能材料設(shè)備,下面我們就來考察如何應(yīng)用這些方法和工具來實(shí)施節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。820考察對(duì)象的建筑位于杭州地區(qū),標(biāo)準(zhǔn)層空調(diào)面積1128m2。標(biāo)準(zhǔn)層最大總冷負(fù)荷為16n陽"奸惱M朗9。tMD三77kWw,其中新風(fēng)Y圖4標(biāo)準(zhǔn)層新風(fēng)冷卻能力考察負(fù)荷38.399kW,室內(nèi)經(jīng)常余熱86kW。5結(jié)語室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài):溫度24℃,相對(duì)濕度本文就利用全年月平均室外空氣溫度計(jì)算方法,45%。新風(fēng)設(shè)計(jì)參結(jié)合呼吸式外窗和相變建筑蓄熱技術(shù)來探討利用通風(fēng)冷數(shù)干球35.7℃,濕海卻的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。工廠工業(yè)化生產(chǎn)的呼吸球28.5℃,最小風(fēng)式外窗綜合了雙層通風(fēng)玻璃幕墻和氣流窗的功能,不但機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量為圖3考察對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)層平面可以有效地削減外窗空調(diào)負(fù)荷還可以有效地利用新風(fēng)量3150m3/h?？照{(diào)冷卻。相變薔熱建筑材料提高了建筑構(gòu)件的薔熱能力l80m3/h。加強(qiáng)了利用室外自然冷熱源的能力。按氣流窗的外窗負(fù)荷削減率為90%計(jì)算,應(yīng)用氣流窗可以削減24%的標(biāo)準(zhǔn)層最大總冷負(fù)荷,可以削減作者中國煤化工19%的計(jì)算日累計(jì)總冷負(fù)荷。CNMHG從計(jì)算結(jié)果可以看到,杭州地區(qū)在6、7、8、9四個(gè)汪敏麗:女,中國聯(lián)合工程公司第一建筑設(shè)計(jì)研究院高月的里工作時(shí)間段8:020)幾乎沒有利用室外新風(fēng)級(jí)工程師,主要從事暖通專業(yè)的工程設(shè)計(jì)工作32為第6