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摘要:本文主要是通过比对分析主动式冷梁系统在功能上的优缺点和主动式冷梁系统与我们常用的传统式冷梁系统在工作过程中存在的一些主要和次要差异,并试图分析出主动式冷梁系统在智能办公建筑应用的广泛性以及全面性。
关键词:高温空调系统;主动式冷梁;露点温度;节能;冷冻水
引言
常见的主动式冷梁系统是带有新风诱导效能的气-水换热末端装置。在室外的新风作为热风被送到主动式冷梁系统中,热风在主动式冷梁系统被喷射出从而形成局部负压的效应,使系统内的压强远远小于外界,从而促使新风在主动式冷梁系统得到快速转化。冷梁技术可通过辐射换热的方式把冷冻水的温度提高到16℃以上(传统供水7℃),这样的技术使主动式冷梁系统在一定程度上提升了机组的效能比,从而使机器的性能得到了优化。主动式冷梁系统技术在欧洲和美国最早开始使用,现在已经发展到一个相对比较成熟的阶段,但这一技术在我国的使用还是十分少见,有待进一步发展,国内相关的应用工程有北京的西门子中心等。
一、冷梁系统的特点
冷梁系统的运行流程没有设置风机,从而有效的降低了冷梁系统的运行噪声,使用户得以从扰民的噪声当中解放出来。主动式冷梁系统最大的一个特点在舒适性上的提高就是大大缓和了出风的风速,使用户在主动式冷梁系统的冷风和干风区不会感受到明显的不适,主动式冷梁可以从冷梁上的气流进行第一步动力调节,这样可以使冷梁的风速控制效应更加好,从冷梁中流出的空气可以形成方向相反的两股气流,顺着吊顶流到冷梁的两边,房间的气流组织就通过这样的气流方式很好地形成了。因为主动式冷梁系统的这一优化使强吹风和过干的吹风得以缓解,所以及时的改善了用户的使用体验,同时在这种情况下,细菌滋生和二次吹风中的漂浮细菌以及浮尘都得以大大减少,这样一来主动式冷梁系统也就更加有利于使用者的健康,改善了空调房的环境。
节能方面我们的主动式冷梁系统也做的很好,主动式冷梁系统可以自动进行能耗损失的最优路线计算,从而得到一个适合当前环境的主动式应对数值,从而达成了真正意义上的节能效果,这样一来,从COP数值的分析上主动式冷梁系统也处于一个优势的数值,得以继续开发其环保节能项目。冷冻水的出水水温每降低1℃,机组的制冷量就相应的下降约5,COP值相应的下降约3。
冷梁具有的结构紧凑,显著节省建筑空间,主动式冷梁系统的优点还有产品体积小,任何一台冷梁都带有送回风口,显得简洁明快。
二、冷梁系统的空气处理过程
冷梁系统主要分成主动式冷梁与被动式冷梁两种类型。被动式冷梁已经渐渐地被市场淘汰,因为他只能在冬天制冷,而不能在夏天制热,因此不适合办公室环境下的使用,而我们的主动式冷梁系统不仅可以在冬天制冷还可以在夏天制热,这样就使办公室环境更加适合配置主动式冷梁系统。
若在冷梁装置中,m为室内点,c为室外点,x为室内外空气混合点,d为冷梁送风点,v为新风送风点,a为诱导回风经过冷梁后的状态点。在北京地区的室外计算的干球温度为33.2度,湿球温度为26.4度,焓hw=82.21kJ/kg干空气,含湿量dw=18.9g/kg干空气,空气密度ρ=1.2kg/m3。
(一)新风处理过程计算
主动式冷梁系统和新风的处理系统的能耗比比较为3:4,混合风的风量就是较小的为2200m3。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆查焓湿图,可知m点焓hm=71kJ/kg干空气,温度tm=28.9℃,第一个过程中的新风循环过程是比较迅速的,其产生的动能为W=Lm(dn-dk)(1)式中:dn为含湿量,取12.63g/kg干空气;Lm则为空气质量,Lm=200×1.2kg/m3;W为余湿,取360g/kg干空气。将相关数据代入式(1)得到dk=12.3-360/(1.2×200)=1.47g/kg干空气。k点为dk与φ=5的交点,查焓湿图,得到:tk=1.4℃,k=4kJ/kg干空气,新风负荷(kW)为QM=Lm(hm-hk)=1.2×200×(1-6)/300=1.3,其中k—n为室内送风过程,可分解成一个等湿过程k—o′和一个等温过程o′—n,查焓湿图,可知:to=6℃,h′=1.3kJ/kg空气,解决室内余湿的过程中,内显热负(kW)荷为QM=Lm(ho′-hk)=1.2×20×(5.09-6)/30=6.6
(二)冷梁的空气处理过程
n—o为室内诱导回风经过盘管的一个等湿降温过程,新风诱导风量约为新风量的3倍,则冷梁的诱导风量约为6600m3/h。经过冷梁后的回风降温约为4℃,则to=22℃,查焓湿图可知ho=54kJ/kg干空气。
主动式冷梁系统的新风循环比例如果进行一定的空气动量学代换,可知tc=20.3℃,hc=52kJ/kg干空气,而新风产生的室内气压负荷(kW)为Qc=L(hn-ho)=1.2×6600×(58.45-54)/3600=9.79(kW)
Q=QM+Qc=6.66+9.79=16.45,易知,如果空调要满足要求的话还需要进一步提升其性能。
三、冷梁系统的控制
主动式冷梁系统的运行原理比较复杂,对于主动式冷梁系统表冷器的温度调节需要通过调节进水的水量和初始温度来进行缓慢的改变。进入主动式冷梁系统的水如果适合表冷器使之高过露点温度,就会使主动式冷梁系统的运行更加流畅。主动式冷梁系统中空调的水会有两套系统,分为高温水系统和低温水系统,对于高温水系统来说主动式冷梁系统其供/回水温度为16℃/19℃。而低温冷系统其供/回水温度为7℃/12℃。
在回水水温升高后,主动式冷梁系统中的集水器就会将循环完毕的水收集起来,进行下一步的水箱减压,是指发生连续循环,从而得到合适的循环效果。冷梁的供水管道安有一个电动调节阀,如果室内的温度过高,超过了限定值,就可以开其主动式冷梁系统中的阀门使之减小,如果室内的温度超过阈值就要进行减压处理,这时就需要关闭阀门。主动式冷梁系统在办公室环境的应用要分析办公室环境的常住人数,一般来说正常住人数的变化幅度是比较小的,所以阈值可以使用定位固定值这样就会使主动式冷梁系统的运行更加稳定,使用者操作起来也更加方便快捷。主动式冷梁系统在办公室环境下的运行要早晨就打开新风的除湿系统,这样让他保持独立运行一小时才能使其保持一天的稳定运行,一次新风要把室外空气降温到12℃这样就会使主动式冷梁系统的新风一次处理变得负荷极大。所以新风除湿系统要在主动式冷梁系统开启之前就独立运行一段时间。新风除湿系统的运行时间长短,与房间的散湿量密切相关,要做好房间的封闭处理,同时也可以设置一个恒定的报警警示装置来解决这一问题。
总结
主动式冷梁系统总体来说还是市场上比较优势的选择,这源于它的舒适性和节能环保的特性,不过主动式冷梁系统仍然存在有一些问题:首先,因为冷梁系统的出风速度慢,空气循环就比较弱,这会致使室内降温的速度较慢,降温时间延长的话主动式冷梁系统在办公室环境下的工作效果就要受到影响,这样新风处理的设置就十分重要,设计者和安装者在这一方面要考虑使用者的使用情况进行安装操作。综上所述,在实际的空调设计中,采用何种空调形式,还需要综合具体情况后确定。
参考文献
[1]井上宇市.空气调节手册.北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册.3版.北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3]TROXTECHNIK.ActiveChillerBeams.
论文作者:张瑾
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/12
标签:系统论文; 主动论文; 新风论文; 空气论文; 温度论文; 室内论文; 过程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;