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 > 5-4-空气处理设备的模拟分析方法 > 5-4-空气处理设备的模拟分析方法
各位同学上一小节
我们对空气处理设备模拟的
工程背景和重要性进行了介绍
空气处理设备方案
直接决定了系统的运行效果和能耗
因此本节我们将通过两个实际案例
对空气处理设备的模拟进行介绍
首先我们以一栋位于北京市的
小型办公楼的标准层系统为例
这栋建筑物的标准层平面如图所示
全部为办公室房间
其中标准层层高是3.6米
窗墙比为0.5
空调系统为定风量系统
标准层的四个办公室
有一个系统来控制
其中变风量为5次每小时
最小的新风比为0.17
对于该系统其初始方案为定新风量
无热回收装置的方案
空气处理段有混合室表冷器
加湿器等不同的部件组成
选用的盘管是JW10-4型
8排的表冷器
对于系统的初选方案
首先需要通过模拟分析的方法
来确定空气处理设备的满意率情况
即有多少个小时
这个空气处理设备
能够满足系统的送风的
温湿度的要求
通过计算可以得到
初选方案的不满意小时数
达到了1185个小时
有比较多的工况无法满足设计的要求
通过观察某一不满足的时刻
其中设备的空气处理过程
如图所示S点为系统所要求的
送风状态点
O点为空气处理设备
出口的空气状态点
其通用换热效率比较高
如果此时刻按照湿工况进行运行的话
空气由混风点M点
除湿到S点等湿度的一种状态
温度就无法保证要求
要比要求的送风温度要低很多
所以此时刻处理设备干工况运行
不除湿来保证送风温度
而湿度就无法控制到
系统所要求的范围之内
要解决以上的问题
主要由以下两种方法
第一种是采用带旁通的表冷器
利用未经表冷器降温除湿的旁通空气
与经过表冷器除湿的
低温低湿的空气混合
保证送风温度
而另外一种是通过增加再热器
在空气除湿之后加热空气
保证其送风温度和湿度的要求
分别对上述两种方案
分别进行模拟
通过计算可以得到
带旁通的表冷器方案
其不满意小时数为8个小时
而带加热器的方案
不满足小时数为0
都能够达到设计的要求
如图所示带旁通的表冷器
把部分空气由混风点M点
处理到O2点
然后再与未经过表冷器处理的空气
混合到O点
以达到送风状态点的S点
而对于有载热器的这种方案
表冷器首先把全部空气
由混风点M点处理到
盘管的出口状态点O2点
然后再加热到送风状态点S点
虽然这两种空气处理方案
都可以达到相同的处理效果
但是其能源消耗确是差异巨大
通过计算结果可以看到
载热方案由于有较大的冷热抵消
因而其冷热量的消耗
要比旁通方案高将近19%
因而旁通方案更为经济合适
为了回收排风中的冷热量
在此案例中进一步分析
不设新排风换热器
设置显热热回收器
设置全热热回收器
这三种方案的能耗的状况
其中显热热回收器的
显热热回收效率设为70%
全热热回收器的温度效率
和焓值效率也设为70%
通过对比典型时刻可以分析
不采用热回收装置
采用显热热回收装置
和全热热回收
这三种不同方案的空气处理过程
其中对于显热热回收装置的系统
新风经过热回收器
由W点处理到O1点
新风温度显著升高
而有全热热回收装置的系统
经过热回收器后达到O1点
不仅温度提高
含湿量也相应的提高
因而对于这个时刻
有全热热回收装置时
由混风点M点处理到送风点S
所需要的加热量和加湿量最小
有显热热回收的其次
没有热回收装置的方案
需要的加热加湿量最大
通过空气处理过程的模拟
不仅可以获得某一时刻
这三种方案的空气处理过程
同时也可以获得
不同方案的全年耗冷热量
以分析建筑物的能耗
以评判建筑物的运行能耗
对比无热回收的方案
通过采用显热热回收装置
可以降低全年累计耗冷热量10%
而如果采用全热热回收装置
可以降低25%
因而采用全热热回收方案
是一个较优的方案
接下来我们以一栋位于北京市
游泳场馆的戏水大厅
空调系统为例
来进一步分析
不同的空调处理过程
对能耗的影响
这个戏水大厅的建筑平面图如图所示
其中戏水大厅层高是25米
和普通办公室的室内环境相对比
由于戏水大厅内
有诸如泳池漂流河温泉等
较高温度的池水
水的蒸发量较大
因此室内的产湿量也很大
会达到将近1000千克每小时
这是与普通办公室内环境
非常不同的一点
而戏水大厅内的冬季
设计温度为30度
相对湿度为60%到70%
而常规办公建筑物
室内的设计温度为22度
这个也是差异非常大的一点
由于戏水大厅的室内产湿量大
而且冬季的室内设定温度比较低
这使得系统冬季的处理工况为
加热除湿的工况
如果采用常规的
固定新风量的制冷除湿
然后再加热的这种方案
其处理过程如图所示
新风点W点与回风混风到M点
然后空调系统通过表冷器
降温除湿到O3点
然后再加热到O点
来达到送风的要求
这样就会造成大量的冷热抵消
这是一种不经济不节能的一种方案
进而考虑到系统通过变新风量运行
如图所示可以看到
通过调节新风量与回风量的比例
使得混风到与送风等含湿量的M点
从而只需要从M点加热到送风状态点
就可以满足送风的要求
这种方法避免了冷热抵消
但是由于变新风量运行
就是利用了室外低含湿量的
低温的空气带走了室内的余热余湿
而实际上这种变新风运行的核心
就是利用室外的低含湿量的空气
带走室内的余湿
通过全年的耗能量的计算
可以看到变新风的方案
可以大约节省63%的耗冷热量
在增大了新风的过程中
也增加了整个系统
所需要处理的新风显热负荷
为了回收排风中的冷热量
在此案例中我们进一步分析
不设新排风换热器
设置显热热回收器
和设置全热热回收器
这三种方案的能耗状况
其中显热热回收器回收效率为70%
而全热热回收器的
全热回收效率也设为70%
通过模拟分析
显热热回收方案的处理过程如图所示
显热热回收装置可以使得
新风回收后的状态O1点的温度
显著提高
有效的减少了空气所需要的加热量
而全热热回收方案
尽管提高了新风进入混风时的温度
但同时使得新风的含湿量
也大幅提高
这样为了保证送风的含湿量
不得不增加新风量
使得最终与回风混合后的状态点
其温度比显热热回收的方案要低
增加了新风的加热量
通过分析对比这三种方案的
全年累计的耗冷热量
可以看到显热热回收的方案
比无热回收的方案
大约节省了43%的耗冷热量
对于这个冬季加热除湿的空调系统
由于全热热回收系统
回收了需要去除的湿负荷
因而其效果反而不如
显热热回收的方案
这与前面办公室的案例的模拟结果
恰好相反
因此可见对不同功能房间的系统
其适用的设备方案运行方式
都可以有所不同
本小节我们通过两个实际的案例
对空调系统中空气处理设备的
模拟分析方法进行了介绍
可以看到对不同的工程案例
空调系统空气处理方案的选择
对最终的满意率和运行能耗
都有很大的影响
因而设计者可以通过
全工况模拟分析的方法
设计出又高效又节能的方案
以上是本章对空调系统中环境控制
和空气处理过程模拟的相关内容
谢谢大家
-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
