独立新风结合辐射冷吊顶系统与其他空调系统 的设计日能耗比较

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1、独立新风结合辐射冷吊顶系统与其他空调系统的设计日能耗比较华中科技大学刘鹏谢军龙陈焕新摘要本文以武汉某公共建筑一标准层为建筑载体，通过EnergyPlus软件对一次回风全空气系统、独立新风结合辐射冷吊顶系统、风机盘管加新风系统进行了设计日的能耗模拟，得出了独立新风结合辐射冷吊顶系统在设计日比一次回风全空气系统节能40%，而比风机盘管加新风系统分别节能25%，通过各设备能耗数据的分析，得出独立新风结合辐射冷吊顶系统节能潜力在于冷水机组的综合COP提高以及风机能耗的显著下降这一结论。关键词独立新风系统能耗比较辐射冷吊顶设计日1

2、引言独立新风系统这个被美国能源部列为21世纪美国最具优势的空调技术一经提出，便得到了国内外相关人员的广泛关注。这个系统应用了进回风相互独立，全热回收，低温送风、辐射冷吊顶等多项空调先进技术，使得系统无论在舒适性还是节能性上都有很大的优势。文献[1]中作者对独立新风系统的特点与优势进行了总结，而在文献[2]中，作者在先前工作的基础上，详细阐述了独立新风系统的设计方法。熊帅在文献[3]中针对独立新风结合辐射冷吊顶系统进行了能耗以及舒适性分析，他指出供给辐射冷吊顶冷冻水的冷水机组，一般具有较高的COP，而且室内采用辐射换热，舒

3、适性比传统空调更好。而文献[4]中，作者对低温送风空调与传统空调进行了能耗比较，以CEC系数作为评价指标，结果表明采用冰蓄冷式低温变频空调最为节能，而关于新风热回收，在文献[5]中进行了相应的模拟研究，结果表明全热回收器的应用对于降低新风负荷以及制冷机组能耗能够起到显著效果，尤其对于高温高湿地区。StanleyMumma教授在文献[6]中，针对宾夕法尼亚州夏季湿热工况，对独立新风系统与全空气VAV系统进行了能耗比较，结果表明，前者整体节能40%左右，从以上国内外研究可以看出独立新风系统在节能性上确实存在优势，但对于系统各

4、设备具体的节能潜力一直没有太深入的研究，作者在前人工作的基础上，运用EnergyPlus软件将独立新风结合辐射冷吊顶系统与传统一次回风全空气系统以及风机盘管加新风系统进行能耗比较，分析了独立新风结合辐射冷吊顶系统的能耗表现。2模型介绍2.1建筑模型研究对象为武汉某大楼第11层（标准层），大楼共有26层，主要功能为办公与会议，单层建筑面积为981平方米，共分为7个区域，其中房间1到房间6为空调区域，空调面积为606平方米，灯光，设备采用13W/㎡的负荷指标，围护结构满足国家关于夏热冬冷地区围护结构的相关节能节能规范，窗体采

5、用铝框低辐射中空玻璃窗，楼板与地板近似设置为绝热，窗墙比：南、北向为0.35，东、西向为0.3。2.2空调模型本文主要对一次回风全空气系统、独立新风结合辐射冷吊顶系统、风机盘管加新风系统分别进行空调系统建模，室内设计温度为26℃，相对湿度50%，人员新风量采用30m³/h，楼层总人数为143人。室外设计干球温度为35.2℃，相对湿度60%。通过模拟，得到设计日室内最大负荷为37.5kW，其中显热负荷29kW，潜热负荷为8.5kW，三种模型的总新风量均为1.191m³/s，新风负荷为58.83kW，空调设计冷负荷为96kW

6、，热湿比为11400。2.2.1一次回风全空气系统模型该系统采用一次回风，末端再热风口，新风与排风间设置回收率为0.6的全热回收器，冷水机组采用额定制冷量为120kW，COP=3.2的水冷冷水机组，冷冻水出水温度7℃，锅炉采用制热量10kW，效率为0.96的电锅炉.新风比约为50%，系统送风温度为18℃，新风机组冷盘管处理到14.2℃，相对湿度为95%的机器露点。2.2.2独立新风结合辐射冷吊顶系统模型本空调系统作为典型的半集中空调系统，是本文研究的重点。它采用温湿度独立控制，进排风相互独立，送风口采用诱导比为2.5的诱

7、导风口，末端采用辐射冷吊顶承担部分显热，新风与排风间也设置回收率为0.6的全热回收器。关于负荷承担：新风全部负荷、室内全部潜热以及部分显热由新风处理器中的冷盘管承担，室内剩余显热负荷由辐射冷吊顶进行处理。系统中央新风机组采用低温冷水机组，机组额定制冷量为100kW，COP=3，冷冻水出水温度5℃，供应末端辐射冷吊顶的冷水机组采用高温冷水机组，出水温度为17℃，COP=5.6。新风被冷盘管处理到11℃，相对湿度95%的机器露点，而通过与室内空气进行诱导混合后，出风温度为21.3℃。2.2.3风机盘管加新风系统模型本系统无中

8、央新风环路，各区域采用风机盘管结合新风的空气处理形式，各区域根据热湿比与负荷情况的不同，其送风温度也不相同，具备分散式空调系统的特点。系统冷水机组采用额定制冷量为120kW，COP=3.2的水冷冷水机组，冷冻水出水温度7℃，由于各区域系统送风温度各不相同，在这里就不画出空气处理的焓湿图。3模拟结果与分析3.1设计日能