干式盘管加独立新风空调系统性能及自然冷源利用研究

摘要

传统的空调系统采用热湿联合处理方式，严重影响了室内空气品质，同时也增加了空调系统运行能耗。干式风机盘管加独立新风空调系统将热湿负荷解耦，利用新风处理全部湿负荷和部分显热负荷，风机盘管仅承担部分显热负荷，使得风机盘管处于干工况运行，实现温湿度独立控制。针对国内有关干式风机盘管加独立新风空调系统实验研究的缺乏，本文主要从空调水系统设计方案出发，采用模拟和实验的方法，对冷源共用的串联水系统方式和冷源独立的并联水系统方式的空调系统运行性能进行研究，并对并联系统在过渡季节应用自然冷源的性能做进一步探讨。
　　 利用Energyplus能耗模拟软件建立办公建筑模型，分别对串联和并联空调系统的设备运行能耗、运行性能、室内空气状态进行模拟分析。模拟结果表明，在整个供冷季节，并联空调系统总能耗比串联系统低0.6％。虽然并联空调系统的冷冻水水量增加，但冷水机组供水温度提高，导致COP提高及冷水机组能耗大大降低。与串联系统相比，并联系统中风机能耗增加7.2％，冷冻水泵的能耗增加约1倍，而冷水机组能耗减少31.7％。
　　 在较高负荷条件下，并联空调系统较串联系统节能约3.2％;室内温湿度状态均能保持稳定，其中并联系统的室内温度比串联系统平均高出0.6℃，相对湿度高出3％，且相对湿度的稳定性优于串联系统。在较低负荷工况下，并联空调系统较串联系统能耗增加约4.1％，利用冷却塔技术后可进一步节约3.5％的能耗;而室内温湿度均波动剧烈，串联系统温度波动超过2℃，并联系统波动1.9℃，相对湿度变化波动范围均超过30％。
　　 串联空调系统实验测试结果表明:在室内负荷显热比为0.85时，该空调系统对室内温度及相对湿度均控制在舒适性范围，且维持稳定，其中对室内相对湿度控制良好，在55.3～55.2％;当显热比减少至0.75，新风机组的除湿能力不能满足室内除湿要求，室内湿度显著增加，达到60％以上，导致风机盘管承担湿负荷而处于湿工况运行。当室内负荷减少25％时，室内控制温度偏低，在23.6～24.2℃，相对湿度在51.8～52.6％变化，风机盘管处于湿工况运行。
　　 随着新回风配比的增加，新风机组承担的室内热湿负荷相应增加，系统提供的室内冷量的显热比随之减小;室内温度在24.0～25.4℃变化，波动较大，而相对湿度基本控制在55％左右。当新风负荷增加，在水流量增加22～44％，新风机组的显热和潜热量增幅分别为1.7～2.3％、2.3～3.0％，室内温度维持在24.5～25.1℃。增加风量和水量有利于改善室内温湿度偏高的状况，水量选择合理与否，关系到风机盘管能否保持干工况运行。
　　 并联空调系统实验测试结果表明:室外工况的变化对室内空气状态的影响很小，温度波动不超过0.5℃，相对湿度波动不到3％;但是，显热比由0.75变到0.85则对室内温湿度的影响较大，显热比变化0.1时，室内温度波动超过2℃，相对湿度超过10％;室内负荷变化10％，室内温度变化约0.5℃，相对湿度变化不到3％，且显热比对室内温湿度的影响随着负荷率的增加而增大。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 独立新风系统

1．2．2 干式风机盘管

1．3 过渡季节空调系统利用自然冷源优势

1．4 研究内容

第二章 干式盘管加独立新风空调系统设计参数

2．1 干式风机盘管加独立新风空调系统

2．2 室外空气设计参数

2．3 室内空气设计参数

2．4 空调系统设计参数

2．4．1 空调机组冷量及风量的设计计算

2．4．2 风机盘管供水温度的确定

2．5 小结

第三章 模拟结果及数据分析

3．1 Energyplus模拟软件简介

3．2 建筑模型

3．2．1 建筑围护结构

3．2．2 负荷计算控制参数

3．3 模拟结果分析

3．3．1 空调系统运行能耗

3．3．2 空调设备运行性能

3．3．3 室内空气温湿度状态

3．4 小结

第四章 干式风机盘管加独立新风空调系统实验台

4．1 实验原理

4．2 实验台介绍

4．2．1 焓差室简介

4．2．2 空调系统实验台

4．2．3 数据测试系统

4．3 实验数据处理相关计算公式

第五章 实验测试结果及数据分析

5．1 焓差室校核实验

5．2 末端空调设备性能

5．2．1 新风机组性能

5．2．2 风机盘管机组性能

5．3 空调系统运行性能数据分析

5．3．1 串联空调系统运行性能

5．3．2 并联空调系统运行性能

5．4 室内空气状态模拟与实验结果对比

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢