1. 確定夏季室內、外空氣的狀態(tài)參數(tN、φN、iN、tW、tWS、iW);
3. 根據室內外空氣狀態(tài)之間的關系(iN、iW、dN、dW),依據設計選用原則確定 新風機組和風機盤管分別負擔的顯熱負荷,在某可按照各承擔50%的水平選取。
4.風機盤管干工況運行,則新風系統(tǒng)必須承擔室內產生的全部濕(潛熱)負荷;在新風除濕的同時,應使新風冷量最大化,并盡可能多地承擔室內的顯熱負荷。
5.選取新風機組的送風溫差,可得新風送風溫度tO,依據顯熱負荷承擔比例算出 新風需要承擔的顯熱負荷,根據GO=
可計算出新風的送風量。
6.根據公式
計算按照消除室內余濕,新風機器露點對應的含濕量dL,校核新風量是否滿足除濕和人體衛(wèi)生要求。
7. 已知新風送風溫度tO和送風含濕量dO,可得新風送風點的其它狀態(tài)參數。沿新風送風狀態(tài)點等焓線向上與新風室外狀態(tài)點等含濕量線相交,即為新風間接蒸發(fā)制冷段出風狀態(tài)點。
8.根據不同地區(qū)、不同的室內設計參數、不同建筑物和室內條件,選取和校核間接蒸發(fā)制冷段效率和直接蒸發(fā)制冷段效率及其組合是否滿足新風出風狀態(tài)的要求。
9.統(tǒng)計各個房間所需的新風量,根據所需的新風總量選取新風機組及功能段。
10.按風機盤管承擔的顯熱負荷比例,計算得出風機盤管需要承擔的顯熱負荷數值,參照樣本中風機盤管干工況供冷量數據表,選擇風機盤管型號和數量。
11.統(tǒng)計風機盤管的數量,匯總風機盤管的總供冷量及水流量,選取相應的間接蒸發(fā)冷水機組。
某文體中心
干式風機盤管+新風空調系統(tǒng)
設計選型實例
已知:某市辦公樓建筑面積2700平方米,辦公室結構尺寸統(tǒng)一為9米×6.3米,共45間。給定夏季空調室內設計參數,室內干球溫度tN = 26℃,相對濕度φN =60%。某夏季室外計算干球溫度tW =36.4 ℃,計算濕球溫度ts =19.8 ℃,大氣壓力95.6kPa。
求:使用間接蒸發(fā)冷水機組的干工況風機盤管+ 新風空調機組的選型計算。
解:由于各辦公室尺寸統(tǒng)一,以單個房間計算后進行匯總。
1.房間的熱濕負荷
a.濕負荷:房間的濕負荷主要由人體散濕形成。人體在室內環(huán)境tN=26 ℃,φN =55%,處于極輕活動下的散濕量為109g/h.人;每間辦公室建筑面積為9米×6.3=56.7 m2,以人均占有面積10m2計算,每間辦公室共有6人。則每間辦公室的總濕負荷為654g/h。
b.單個人體顯熱負荷61W,潛熱負荷為73W
c.建筑圍護結構傳熱2800W
d.照明及室內設備散熱1100W
表1 單個房間熱濕負荷匯總表
2. 新風機組設計與選型
對于給定的室內空調設計參數:室內干球溫度tN =26 ℃,相對濕度φN=60%,查焓濕圖可得室內空氣狀態(tài)的其它參數為:含濕量dN=13.39g/kg.干空氣, 濕球溫度tNs=20.2 ℃,露點溫度tNL=17.6 ℃,焓iN =60.38 kJ/kg。
a.選取新風空調機組和干工況風機盤管出力水平
使用間接蒸發(fā)冷水機組的干工況風機盤管+ 新風空調系統(tǒng)中, 新風機組應承擔消除室內產生的全部濕(潛熱)負荷的任務,并承擔部分的顯熱負荷,其余的顯熱負荷則由干工況風機盤管系統(tǒng)機承擔。
與高溫高濕地區(qū)不同,在干熱地區(qū),由于新風焓值低于室內空氣焓值,經過蒸發(fā)制冷后,承擔室內部分顯熱冷負荷。在某地區(qū),蒸發(fā)制冷后的新風和風機盤管各承擔室內總顯熱負荷的一半,即出力水平各占50%。
b. 新風量選取的基本原則
干工況風機盤管+新風空調系統(tǒng)中,新風量的選取應遵循以下三個基本原則:
1.首先要滿足除濕要求。
2.滿足人體衛(wèi)生要求。在一般情況下,規(guī)范中要求人體所需的新風量不小于30m3/h.人
3.新風量偏大選取,以實現系統(tǒng)節(jié)能與更高室內空氣品質的要求。
計算后,取三項中的最大值。
c. 計算新風機組送風狀態(tài)點
風機盤管干工況運行,新風系統(tǒng)要承擔室內產生的全部濕(潛熱)負荷;在干熱地區(qū),新風除濕的同時,應使新風冷量最大化,也即使得新風送風干球溫度越低越好,并盡可能多地承擔室內的顯熱負荷。
在干熱地區(qū),應優(yōu)先使用蒸發(fā)制冷方式來實現新風除濕和制冷的功能。
在某應用干式風機盤管+新風空調系統(tǒng),流程2、流程3和流程4都可以實現,具體如何選擇,應根據建筑用途和功能,綜合建筑、結構、電氣,給排水等專業(yè)要求,綜合考慮。三種流程計算過程基本類似,現以流程2作為計算例。
流程2:
某室外氣象參數:室內干球溫度tw =36.4 ℃,濕球溫度tws=19.8 ℃,查焓濕圖可得室內空氣狀態(tài)的其它參數為:露點溫度twL=11 ℃,含濕量dw=8.65g/kg.干空氣,焓iw = 58.97 kJ/kg,相對濕度φw=21.6%。
新風機組選用8排表冷器,熱交換效率為90%,新風機組內表冷器進水為風機盤管的出水(冷水機設計出水溫度16℃,送入風機盤管,風盤進水溫度16℃,5℃溫升,出水溫度為21℃),表冷器進水溫度為21℃。
表冷器熱交換效率公式:Ε1 =(t1-t2)/(t1-twater),
式中:t1表冷器進風干球溫度;
t2表冷器出風干球溫度;
twater 表冷器進水水溫。
則表冷器出風干球溫度t2=36.4-(36.4-21)×0.9=22.5 ℃
由于進水水溫(21 ℃)高于進風露點溫度(11 ℃),為等濕降溫過程(干冷),空氣焓濕量不變,為dw=d2=8.65g/kg.干空氣, 已知t2和d2,查焓濕圖可得其它參數為:濕球溫度t2s=15.4 ℃,露點溫度t2=11 ℃,焓i2 =44.76 kJ/kg,相對濕度φw=48.1%。
表冷器后接直接蒸發(fā)制冷段,直接蒸發(fā)制冷段的飽和效率以95%進行計算,直接蒸發(fā)制冷段的飽和效率計算式為:Ε2=(t2-to)/(t2-t2s)
式中:t2直接蒸發(fā)制冷進風干球溫度(表冷器出風干球溫度);
to直接蒸發(fā)制冷出風干球溫度(新風機組送風干球溫度);
t2s直接蒸發(fā)制冷進風濕球溫度。
則新風機組的出風干球溫度為:
to=22.5-(22.5-15.4)×0.95=15.8 ℃
直接蒸發(fā)制冷段為等焓降溫過程,i2=io,直接蒸發(fā)制冷段的出風狀態(tài)點即為新風系統(tǒng)的送風狀態(tài)點。已知直接蒸發(fā)制冷段出風干球溫度tL 和焓值iL,查焓濕圖可得新風送風狀態(tài)的其它參數為:濕球溫度tLs=15.4 ℃,露點溫度tLL=15.1 ℃,含濕量11.38 g/kg.干空氣。處理過程及參數見圖1所示。
d.確定新風送風量
室內設計干球溫度為26 ℃,則 新風的送風溫差為:26-15.8=10.2 ℃
新風機組需要承擔室內總顯熱負荷的一半:4266×50%=2133 W
依據新風顯熱冷量公式:Qx=0.337×GO×(tN-tO)
則新風送風量為:
在本設計實例中,按照消除余濕所需新風送風量為620 m3/h,平均每人的新風量為620/6人=103 m3/h.人,滿足新風量選取的基本原則,并可實現較好的室內空氣品質。
e.校核室內空氣狀態(tài)參數
由于采用溫濕度 控制策略,室內干球溫度與設計參數相同:
tN'= tN =26 ℃
根據消除余濕量公式
計算在設計新風量下對應新的室內空氣含濕量:
已知tN'和dN',查焓濕圖可得其它參數為相對濕度為:φN=55%,濕球溫度tNs'=19.4℃,露點溫度tNL'=16.3℃,焓iN' = 57.48 kJ/kg。
表2 室內空調設計參數與校核參數對比
新風送風量增大,焓濕圖上室內空氣狀態(tài)點將向左偏移,相應地室內含濕量減小,相對濕度降低,室內人員會感覺空氣較新鮮,即使在室內設計溫度提高時,由于空氣相對濕度較低,汗液立即蒸發(fā)使皮膚保持干燥,人員感覺也較為舒適,有利于提高室內環(huán)境的舒適度水平。因此在校核后的室內干球溫度26 ℃、相對濕度55%時,且校核后露點溫度低于原設計參數,既能保證空調系統(tǒng)經濟合理地運行在設計工況下,又可以實現更高的室內空調標準,并且風機盤管機組始終會按干工況運行。
圖 室內設計空調參數與室內校核空調參數對比圖示
該辦公樓建筑面積2700米2,辦公室為統(tǒng)一規(guī)格9米×6.3米,共45間,則新風機組的總送風量為620×45=27900 m3/h。
3.干式風機盤管選型
風機盤管需要承擔總顯熱負荷的50%,則風機盤管需要承擔的顯熱負荷為:4266×50%=2133 W
干式風機盤管由于進水溫度16 ℃高于室內露點溫度,風機盤管在干工況下運行,只提供顯熱冷量,選型時不能簡單依據風盤廠家樣本中的全熱或顯熱選取。
干式風機盤管為增加其換熱效果,應選用準逆流風機盤管,表3為國內知名廠家產品的性能參數。不同廠家以及不同類型的風機盤管,分類及性能差異較大,對于不同廠家的風機盤管,綠色使者可協(xié)助提供風機盤管的干工況供冷量數據。
查表3中干工況風機盤管夏季供冷參數,確定選用FP-7.1型兩臺,單個房間風機盤管送風量GF=640×2=1280 m3/h(1536 kg/h),干工況顯熱供冷量為1186×2=2372W。
總的風機盤管數量為2×45=90臺
總的干工況風機盤管供冷量為1186×2×45=106740 W≈107KW
表3 干工況風機盤管夏季供冷參數
供冷工況參數:風機盤管進水溫度16℃,水溫差5℃。
4.間接蒸發(fā)冷水機組選型
冷水機冷量必須提供兩部分冷量,按照能量梯度利用原則,一部分是提供風機盤管(進水16℃-出水21℃)所需的供冷量,另一部分是提供新風機組表冷器(進水21℃-出水26℃)所需冷量。
(1)風機盤管所需冷量為Q1=107KW
(2)新風機組表冷器所需冷量為Q2=0.337×GO×(tW-t2)=131KW
則冷水機應提供冷量為Q= Q1+Q2=107+131=238 KW
查表4間接蒸發(fā)冷水機組規(guī)格,選用型號為SZHJ-L-24,間接蒸發(fā)冷水機組的供冷量為280KW,符合工程要求。
查表3可得FP-7.1的額定冷水流量為225kg/h,則總的水流量為225kg/h×2×45=20250 kg/h。
查表4間接蒸發(fā)冷水機組規(guī)格,選用間接蒸發(fā)冷水機組的型號為SZHJ-L-24,冷水出水量為24m3/h=24000kg/h,滿足工程要求。
表4 間接蒸發(fā)冷水機組規(guī)格
5.設計選型匯總
表5 設計選型計算匯總表