当前课程知识点:建筑室内热环境模拟及应用 > 第五章 环境控制模拟分析方法 > 5-3-空气处理设备方案的影响因素 > 5-3-空气处理设备方案的影响因素
各位同学前面两个小节
我们分别对环境控制
方案模拟的背景和方法
分别进行了介绍
本小节课我们将对
空气处理设备方案的影响因素和特点
进行介绍
空气处理设备是为了满足
室内热湿环境的需要
对送入房间的这种空气
进行冷却加热除湿加湿等
处理过程的主要设备
空气处理设备的组成和运行方式
决定了是否能够处理出
房间所需要的送风状态
从而直接影响
系统所负责房间的热湿状况
同时空气处理过程
会消耗大量的冷热量
因此空气处理设备的方案设计
是空调设备设计过程中
非常重要的一个环节
空气处理设备的方案选择
直接决定了系统的运行效果和能耗
在这个阶段设计者
需要解决和确定的方案
其中包括首先需要确定
选用哪些设备
其中包括需要确定应该选用哪些设备
其中有包括混风室 表冷器
加湿器 喷淋室
带旁通的表冷器和二次混风室等等
另外还需要确定是否需要采用
这种热回收装置
如果需要采用热回收装置的话
应该采用的是显热热回收
还是全热热回收
此外还需要确定设备的
相关的性能参数
比如表冷器的排数
供水温度 水量变化范围等等
另外还需要确定系统的运行方式
例如是采用了固定的
这种新风量运行方式
还是采用变风量运行方式
如图所示这是几种比较典型的
空调机组的形式
其中包括表冷器 加湿器等等部件
通过前面的图例
可能大家可以注意到
一般空调箱中
空气都是先通过加热器
然后再到加湿器的
那为什么要这样布置呢
是否可以将加湿器和加热器的
这种顺序能够反过来呢
我们从一个焓湿图上的处理过程线的
分析可以看到
将空气先经过这种加热器以后
空气的温度可以升高
而对应的空气的相应湿度会降低
这样在经过加湿器的时候
就可以比较容易的增加
室内的绝对湿度
这就是我们通常所说的
就比较容易的把湿能够加进去
而如果反过来
我们先经过加湿器
再经过加热器的话
由于冬季室外的温度偏低
从混风点M点直接加湿到
对应的饱和线
其可以加的
这种绝对湿度的增加量比较小
因而这种布置的情况下
加湿的这种效果会大打折扣
另外在我国北方
最冷的季节的时候
可以采用热回收的方式
对排风中余热进行回收
在这种情况
如果我们采用显热热回收的时候
是否会存在什么样的一个风险呢
以图中的ID图处理过程为例
可以看到室外空气点W
通过热回收可以处理到W'
然后在与室内状态点N点
混合至M点
然后再加热到O点
然后再加湿到送风状态点S点
那这种处理过程相对于
没有热回收的这种过程而言
那它需要的热量会大大的减少
然而如果我们观察显热热回收的
排风侧的这种空气参数的变化
可以看到排风从状态点N
通过显热换热降温至饱和点E点
然后就开始会出现除湿的这种情况
而凝结出来的水
容易在出口的部分凝结
从而导致盘管冻裂的问题
从而造成设备的这种损坏
这是在我国北方地区
采用显热热回收
应该注意到的一个问题
从上述的这种案例可以看到
由于空气处理过程中
会受到气候条件
建筑使用特点 房间控制参数
以及空气处理设备性能等
多方面条件的这种共同影响
因此往往通过简单的经验
或单点的设计计算
都没有办法预测设计方案
全年运行效果和所需要的能耗
因此需要对空气处理
各设备的处理过程和状态
进行全工况的这种模拟
用以校核处理过程
是否能够满足需求
同时计算所需要的实际运行能耗
那基于这种空气处理设备的模拟分析
可以用于设备的开发
设计的优化以及运行的优化调节
因而在空气处理设备的模拟当中
往往将空调系统环境控制
所需要的这种送风状态范围
作为我们的目标
同时考虑室外的空气状态参数
进而对各个空气处理设备的
逐时运行状态进行模拟
最终计算得到空气处理的
最终状态和对应的能耗
而其中计算得到的冷冻水流量
和回水温度
也是后续冷冻水系统
模拟的重要的输入参数
这里我们以水立方的空调系统为例
来介绍一下空气处理设备
模拟的方法
水立方共有地上四层地下两层
总的建筑面积为97000平米
其外围护结构
采用的是ETFE膜的结构
可以通过调节充气的程度
来调节维护结构的配置
德国慕尼黑的安联球场
也采用的是同样的ETFE膜的结构
与安联球场不同
水立方的主要功能是游泳馆
由于游泳馆的热湿状况
与其他常规空间非常不同
特别是在冬季
由于有大量的开放性水面
因而室内有大量的产湿
同时考虑到游泳者的热舒适
室内的设定温度通常也比较高
因此冬季游泳馆内空气处理的需求
通常是加热除湿的工况
这与常规空间冬季加热加湿的工况
有显著的不同
如果采用常规的制冷除湿的处理方式
那么处理过程就如图所示
首先室外空气W点
与之内空气N点
混合到M点
然后制冷除湿到O3点
然后再加热到合适的送风状态点O点
这样的制冷除湿
然后再加湿的处理方式
将带来巨大的冷热抵消
从而造成了巨大的能源浪费
除了制冷除湿的处理过程之外
由于考虑到冬季室外的
绝对湿度非常的低
可以考虑通过增加室外新风量
来实现除湿
以避免冷热抵消的这种问题
如焓湿图所示可以通过增加新风量
使得室外空气状态点W点
和室内状态点N点
混合至混风状态点M点
然后再加热到送风状态点O点
那这种通过增大新风量
来避免冷热抵消的这种方法
可以大幅降低空气处理的能耗
但是由于增加了新风量
同时也增大了新风的显热耗热量
为了进一步减少
由于增加新风量
所带来的显热负荷
可以考虑采用可变新风
加上显热热回收的空气处理方式
你像ID图上面表示的
通过增加显热热回收装置
室外空气状态点W点
首先被处理到O1点
然后再通过室内状态点N点
混合到混风状态点M点
然后再加热到送风状态点O点
那这种可变新风
加上显热热回收的方式
不仅避免了冷热抵消
同时也通过显热热回收
减少了新风的热负荷
通过以上几种方案
在空气处理过程上的对比
可以看到变风量方案
对原始方案
可以降低52%的耗冷热量
而变新风加显热热回收的方案
比原始方案可以减少
63%的耗冷热量
其中可以注意到
由于在游泳馆中
需要处理的主要是除湿问题
因而如果采用变新风
加全热热回收的这种方式的话
由于回收了部分排风中的湿
因而这种全热热回收方案的
耗冷热量将比
显热热回收方案高28%
本小节主要介绍了
空调系统中空气处理设备
设计中所面临的问题与挑战
可以看到不同的空气处理方案
会导致不同的处理过程
和巨大的能耗差异
因而在设计中
可以通过模拟分析的方法
对不同方案的处理过程和能耗
进行分析
从而达到设计优化的目的
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏:DeST围护结构的设定
-02-08-录屏:DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏:建筑参数设定(1)
-04-06-录屏:建筑参数设定(2)
-04-07-录屏:建筑参数设定(3)
-04-08-录屏:建筑参数设定(4)
-04-09-录屏-报表解读(1)
-04-10-录屏-报表解读(2)
-04-11--录屏-报表解读(3)
-04-12--录屏-报表解读(4)
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏:DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏:DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访:空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访:分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访:经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访:经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏:冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏:其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏:经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境:窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏:VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏:DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏:DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏:阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏:遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用(1)
-08-05 人行为建模与实际应用(2)
-08-06 录屏:DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈:IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈:IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业