商場空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

1、商場空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討論文導(dǎo)讀:：分析了長沙地區(qū)商場的空氣品質(zhì)和客流規(guī)律，借此得出了長沙地區(qū)商場負(fù)荷的特點(diǎn)和氣流組織原那么，重點(diǎn)研究了商場新風(fēng)負(fù)荷確實(shí)定與新風(fēng)量控制原理和方法，以及商場熱回收優(yōu)勢和方法。研究說明：可利用BIN法計(jì)算商場隨人流變化的新風(fēng)負(fù)荷，新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)商場位置、客流量、樓層等不同而區(qū)別設(shè)計(jì)；商場新風(fēng)機(jī)適宜采用變頻或變速調(diào)節(jié)，其新風(fēng)量調(diào)節(jié)依據(jù)客流量變化調(diào)節(jié)為佳，減少新風(fēng)負(fù)荷，降低空調(diào)能耗；客流量大的商場可以采用排風(fēng)熱回收，實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能，提高能源的利用效率。論文關(guān)鍵詞：商場，空調(diào)，新風(fēng)系統(tǒng)，空調(diào)冷負(fù)荷，熱回收(一)引言商場是人員密集、流動(dòng)性大的公共建筑。據(jù)資料介紹，長沙市商

2、場內(nèi)空氣質(zhì)量，在新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)，CO2濃度達(dá)0.2%以上，灰塵濃度0.5mg/m2左右，二者均超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1倍以上。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，商場顧客普遍反響舒適性較差。目前，依靠新風(fēng)稀釋室內(nèi)污染物的濃度，是改善空調(diào)房間空氣品質(zhì)的方法主要，并以此來滿足人們的衛(wèi)生要求。同時(shí)，商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)能耗所占比重較大，加之國內(nèi)能源緊張，因此，新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義。(二)商場空調(diào)冷負(fù)荷與氣流組織1 商場空調(diào)冷負(fù)荷特點(diǎn)商場空調(diào)冷負(fù)荷中，人體散熱量和新風(fēng)冷負(fù)荷占有較大比例，是空調(diào)冷負(fù)荷的重要組成局部【3】。根據(jù)長沙商場實(shí)際空調(diào)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算，其空調(diào)冷負(fù)荷的組成情況見表1。由表1可知，新風(fēng)冷負(fù)荷和人體散熱

3、量是長沙商場空調(diào)冷負(fù)荷的主要組成局部，其次為照明散熱量、設(shè)備散熱量和維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量。表1 商場空調(diào)冷負(fù)荷的分布 場所 圍護(hù)結(jié)構(gòu) (%) 人體散熱量(%) 照明散熱量(%) 設(shè)備散熱量(%) 新風(fēng)冷負(fù)荷(%) 地面商場 1015 2532 1214 810 3035 地下商場 35 2835 1416 911 3238 分析空調(diào)冷負(fù)荷各組成局部可知熱回收，商場營業(yè)時(shí)間內(nèi)照明散熱量根本不變，設(shè)備散熱量變化很小，只主要受變頻空調(diào)功率變化影響，維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量受外室內(nèi)外溫差影響，由于其在整個(gè)商場空調(diào)負(fù)荷中所占比重很小，其對(duì)商場空調(diào)負(fù)荷變化影響很小。商場一天中人體散熱量取決于商場內(nèi)的人數(shù)，新風(fēng)冷負(fù)荷是為滿

4、足室內(nèi)人員空氣品質(zhì)而產(chǎn)生的負(fù)荷，其主大小要受人員產(chǎn)生污染氣體多少影響，即新風(fēng)負(fù)荷也只受商場內(nèi)人員數(shù)量影響，同樣人體散熱量和新風(fēng)負(fù)荷又與商場所在城市的位置、樓層、銷售商品種類等有關(guān)。在特定位置的商場，其人體散熱量和新風(fēng)負(fù)荷只取決于商場內(nèi)的人流量。圖1是經(jīng)過統(tǒng)計(jì)得到的長沙商場人員流動(dòng)規(guī)律圖。由圖1可知，商場人流在一天運(yùn)營時(shí)間內(nèi)有較大幅度的波動(dòng)，分別在10:00、15:30和19:00出現(xiàn)人流峰值?？芍虉隹照{(diào)負(fù)荷中人體散熱量和新風(fēng)量在商場營業(yè)時(shí)間內(nèi)均有較大波動(dòng)，結(jié)合表1中空調(diào)能耗分布和上述分析可知，人流量變化是影響商場內(nèi)空調(diào)負(fù)荷變化的主要因素。圖1 商場人員流動(dòng)規(guī)律2. 商場內(nèi)氣流組織特點(diǎn)(1)商

5、場人員流動(dòng)性大，顧客在商場內(nèi)停留時(shí)間一般較短，工作人員在室內(nèi)工作時(shí)間較長，新風(fēng)的分配應(yīng)表達(dá)出對(duì)環(huán)境和人實(shí)際需要的滿足。即在人員密集的地點(diǎn)和顧客停留時(shí)間較長的區(qū)域相應(yīng)分配較多新風(fēng)量。(2)商場空調(diào)空氣量大，且速度較大，空氣在商場中停留時(shí)間較長。為提高新風(fēng)的利用效率，應(yīng)合理布置送風(fēng)口、回風(fēng)口和排風(fēng)口的位置，防止新風(fēng)停留時(shí)間短。(三) 新風(fēng)量確實(shí)定與調(diào)節(jié)1. 新風(fēng)負(fù)荷確定確定新風(fēng)負(fù)荷的要素包括：1、滿足人們衛(wèi)生要求的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。2、商場營業(yè)頂峰期在場人數(shù)。商場的污染源主要是人們活動(dòng)排出的CO2，產(chǎn)生的灰塵及其它有害氣體論文提綱格式。實(shí)踐證明，采用新風(fēng)稀釋室內(nèi)污染物，當(dāng)CO2濃度到達(dá)室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其

6、他污染物的濃度一般均可滿足衛(wèi)生要求。因此，商場內(nèi)空氣的CO2濃度是衡量室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)?室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?ni第j個(gè)BIN溫度下第i時(shí)間段的商場的總?cè)藬?shù)；v最小新風(fēng)量，m3/h按CO2濃度為0.1%計(jì)算；tBIN時(shí)間間隔；d-dj室內(nèi)外含濕量差；Af建筑物空調(diào)面積，m2；Tj室外溫度(第j個(gè)BIN溫度)，；T室內(nèi)溫度，；(3) 室外參數(shù)選取1夏季各地區(qū)BIN參數(shù)圖2 夏季長沙BIN參數(shù)2冬季各地區(qū)BIN參數(shù)圖3 冬季長沙BIN參數(shù)(3) 仿真計(jì)算將全年的負(fù)荷以天為單位計(jì)算，每天分為14個(gè)小時(shí)段計(jì)算8:0021:00，每個(gè)時(shí)間段的每分鐘表示為i；干球溫度表示為Tj；1算法思想：首

7、先對(duì)所有參數(shù)設(shè)定并初始化；調(diào)用室外氣象參數(shù)與各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)，并判斷工作日性質(zhì)；然后用公式1、2計(jì)算室外溫度Tj下的新風(fēng)負(fù)荷，計(jì)算時(shí)判斷Tj值，從而決定是計(jì)算冷負(fù)荷還是計(jì)算熱負(fù)荷；然后進(jìn)行單位換算得到新風(fēng)量；進(jìn)入下一時(shí)刻計(jì)算新風(fēng)負(fù)荷；再進(jìn)行另外一天的計(jì)算；這樣重復(fù)累積計(jì)算后，當(dāng)時(shí)間超過366天后，輸出計(jì)算新負(fù)荷的結(jié)果，即得全年的新風(fēng)負(fù)荷。2算法流程：a、參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)初始化：數(shù)據(jù)包括時(shí)間M=0，H=0，D=0M為月，D為天，H為小時(shí)，商場新風(fēng)冷負(fù)荷Xcl=0，熱負(fù)荷Xhl=0；b、調(diào)用室外氣象參數(shù)：室外溫度Tj、該地區(qū)開始供冷的最低溫度段的代表溫度TiC、該地區(qū)開始供暖溫度段的代表溫度Tih、室外

8、焓值hi。通過判斷工作日性質(zhì)確定聚集人數(shù)ni，通過式3計(jì)算該時(shí)刻的新風(fēng)量。然后根據(jù)式1與式2計(jì)算新風(fēng)負(fù)荷。c、進(jìn)行下一時(shí)刻的計(jì)算；d、假設(shè)全年新風(fēng)負(fù)荷計(jì)算已完成，將新風(fēng)冷負(fù)荷與新風(fēng)熱負(fù)荷相加并輸出；計(jì)算過程通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用PowerBuilder9.0和SQL Server2005數(shù)據(jù)庫共同完成。如圖4所示。圖4 新風(fēng)負(fù)荷計(jì)算的流程圖2. 新風(fēng)量的調(diào)節(jié)如前所述，商場內(nèi)的人數(shù)在一天之內(nèi)是不斷變化的，就是說商場的新風(fēng)量可以隨著人數(shù)的變化而改變。新風(fēng)量的調(diào)節(jié)對(duì)降低空調(diào)能耗具有顯著的作用。新風(fēng)量的調(diào)節(jié)方式與空調(diào)系統(tǒng)的形式有關(guān)。(1) 新風(fēng)量控制方法新風(fēng)量的控制主要存在三方面的問題：新風(fēng)的分配、新風(fēng)

9、總量確實(shí)定和新風(fēng)的均勻性。目前常用的新風(fēng)量控制方法有：1)風(fēng)機(jī)跟蹤法。其控制原理是：新風(fēng)量等于送風(fēng)機(jī)風(fēng)量與回風(fēng)機(jī)風(fēng)量之差，因此，在系統(tǒng)運(yùn)行期間不管送風(fēng)量如何變化，同時(shí)測量進(jìn)送風(fēng)量和回風(fēng)量，間接控制新風(fēng)量。2)新風(fēng)量直接測量法。該方法是目前使用最簡單的的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量控制方法，它是通過測量進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量而直接控制新風(fēng)量。但是，由于風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速較低熱回收，新風(fēng)量的測定誤差大。3)設(shè)置獨(dú)立的新風(fēng)機(jī)。設(shè)置獨(dú)立的新風(fēng)機(jī)是目前公認(rèn)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量最好的調(diào)節(jié)方法之一，它通過新風(fēng)機(jī)入口處的風(fēng)速傳感器來調(diào)節(jié)風(fēng)閥，維持最小新風(fēng)量。該方法控制準(zhǔn)確，實(shí)用簡單，但需另外設(shè)置最小新風(fēng)風(fēng)管，不適合于工程改造。4

10、)焓差法控制新風(fēng)量。該方法根據(jù)新、回風(fēng)焓值比擬來控制新風(fēng)量與回風(fēng)量的比例，從而實(shí)現(xiàn)最大限度地減少人工冷量與熱量。5)多風(fēng)機(jī)新風(fēng)量控制法。其根本原理為：在新風(fēng)風(fēng)管內(nèi)安裝獨(dú)立的變風(fēng)量新風(fēng)風(fēng)機(jī)，過度季節(jié)采用新風(fēng)冷卻運(yùn)行模式。風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量即為全新風(fēng)冷卻時(shí)所需的新風(fēng)量，最小新風(fēng)量即為滿足衛(wèi)生需要的最小新風(fēng)量。6)二氧化碳濃度控制監(jiān)控法。它是用二氧化碳變送器測量回風(fēng)管中的二氧化碳的濃度并轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，送入調(diào)節(jié)器來控制新風(fēng)閥的開度，以保持足夠的新風(fēng)量。此外，通過計(jì)算機(jī)模擬以控制通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量也是現(xiàn)在工程界常用的方法。如曾藝等對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量分配進(jìn)行了模擬計(jì)算，計(jì)算了變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的不同新風(fēng)

11、量模式下新風(fēng)量在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)分區(qū)的分配情況,為新風(fēng)量控制提供了依據(jù)。(2)新風(fēng)量調(diào)節(jié)以下討論兩種常見的空調(diào)形式及新風(fēng)量的調(diào)節(jié)方式。1) 組合式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的調(diào)節(jié)組合式空調(diào)系統(tǒng)是商場空調(diào)常見的形式。通常新風(fēng)量是按空調(diào)送風(fēng)量的比例確定?？照{(diào)送風(fēng)量取決于空調(diào)冷熱負(fù)荷的大小，而新風(fēng)量取決于商場內(nèi)CO2的濃度，即人數(shù)，而通常二者是不一致的論文提綱格式。尤其當(dāng)冬季運(yùn)行熱負(fù)荷較低時(shí)，所需的新風(fēng)量可能會(huì)大于空調(diào)送風(fēng)量。因此新風(fēng)量應(yīng)根據(jù)商場內(nèi)CO2濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。圖5是設(shè)回風(fēng)機(jī)的組合式空調(diào)系統(tǒng)。新風(fēng)閥3根據(jù)商場內(nèi)CO2的濃度進(jìn)行控制，并與回風(fēng)閥4、排風(fēng)閥5聯(lián)動(dòng)。當(dāng)過渡季節(jié)室外空氣的焓低于室內(nèi)空氣的

12、焓值時(shí)，可采用全新風(fēng)運(yùn)行，此時(shí)閥3和閥5全開，閥4關(guān)閉。1、新風(fēng)機(jī) 2、回風(fēng)機(jī)3、新風(fēng)閥4、回風(fēng)閥5、排風(fēng)閥6、換熱器7、空氣過濾器圖5 組合式空調(diào)機(jī)組示意圖2) 風(fēng)柜式含風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)柜式含風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)，見圖6，一般設(shè)置單獨(dú)的新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)設(shè)備采用柜式新風(fēng)機(jī)組。新風(fēng)量只能滿足設(shè)計(jì)工況下的新風(fēng)要求，過渡季節(jié)利用新風(fēng)量降溫的效果有限。風(fēng)柜式含風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的調(diào)節(jié)可采用變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，根據(jù)商場CO2濃度調(diào)節(jié)新風(fēng)量。如果柜式新風(fēng)機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，也可以通過臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。1、新風(fēng)機(jī)2、新風(fēng)調(diào)節(jié)閥3、空氣過濾器4、換熱器圖6 柜式新風(fēng)機(jī)組示意圖(四) 商場空調(diào)系統(tǒng)熱回收1. 熱回收可行

13、性商場建筑的新風(fēng)量大，相應(yīng)的排風(fēng)量也大，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長，排風(fēng)的熱焓較大，有利于設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置。組合式空調(diào)系統(tǒng)，宜在機(jī)組設(shè)置全熱回收裝置，柜式空調(diào)系統(tǒng)往往不設(shè)機(jī)械排風(fēng)裝置，可選用換熱熱回收裝置。熱回收裝置的熱回收量，隨室內(nèi)外空氣焓差的變化而變化。過渡季節(jié)，當(dāng)室外空氣的焓低于室內(nèi)空氣的焓值，此時(shí)利用室外空氣降溫，熱回收裝置將失去意義，并產(chǎn)生負(fù)面影響熱回收，即室外新風(fēng)會(huì)被排風(fēng)加熱。因此，熱回收裝置應(yīng)設(shè)旁通管，防止新風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行換熱。當(dāng)設(shè)置旁通管有困難時(shí)，也可以將新風(fēng)和排風(fēng)分別控制，此時(shí)，排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，通過商場門窗排風(fēng)。2. 熱泵熱回收采用空氣源熱泵作為熱源設(shè)備時(shí)，可利用熱泵進(jìn)行熱回收，即將排風(fēng)

14、引至熱泵機(jī)組進(jìn)風(fēng)口處與外部空氣混合設(shè)集氣罩。制冷工況時(shí)，可以降低冷卻空氣的溫度；制熱工況時(shí)，可以提高換熱空氣的溫度，均可提高熱泵機(jī)組的COP值，從而回收了能量。(五) 結(jié)論1. 商場的新風(fēng)量和新風(fēng)負(fù)荷是根據(jù)新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)和室內(nèi)停留人數(shù)確定的。前者有標(biāo)準(zhǔn)可依，而人數(shù)確實(shí)定往往帶有隨意性。商場新風(fēng)負(fù)荷的選取可利用BIN法確定，而新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)商場位置、客流量、樓層等不同而區(qū)別設(shè)計(jì)。2. 商場內(nèi)人員密度變化大，新風(fēng)量應(yīng)跟蹤調(diào)節(jié)。新風(fēng)機(jī)宜變頻或變速調(diào)節(jié)，根據(jù)客流量的變化來調(diào)節(jié)新風(fēng)量，減少新風(fēng)負(fù)荷，降低空調(diào)能耗。3. 商場的客流量大，相應(yīng)的新風(fēng)量大，運(yùn)行時(shí)間長，有利于排風(fēng)熱回收，降低空調(diào)能耗，提高能源的利用效率。參考文