边毅;简煦根
【摘 要】水杨醛Air conditioning energy consumption has become an important problem in the design of air conditioning energy saving. Based on the establishment of a building model of space, the calculation and analysis of the variable fresh air system and fixed freshair system in different design supply air temperature difference, the standard of different fresh air volume under the condition of use transition season and winter weather conditions cooling time, cooling energy consumption and air conditioning system. The use transition season and winter weather conditions cooling design procedure and the method of the design of the system are put forward.%建筑物内区空调能耗已成为空调节能设计中不容忽视的问题.基于建立的一个建筑模型空间实例,计算并分析了可变新风系统与固定新风系统在不同设计送风温差、不同人员新风量标准的工况下,利用过渡季及冬季气候条件供冷的时间、全年供冷能耗与空调系统形式的关系.提出了利用过渡季及冬季气候条件供冷设计程序,以及设计中应注意的问题和遵循的方法.
【期刊名称】《制冷与空调（四川）》
【年(卷),期】2017(031)001
【总页数】9页(P68-76)
【关键词】建筑内区;可变新风系统;固定新风系统;人员新风量标准;空调能耗;送风温差
【作 者】边毅;简煦根
【作者单位】四川高地工程设计咨询有限公司 成都 610041;四川众恒建筑设计有限责任公司 成都 610072
【正文语种】中 文
【中图分类】TU831.3
我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。在公共建筑的全年能耗中，大约50%～60%消耗于空调制冷与采暖系统。而空调
冷热源供应系统的能耗又占整个空调、采暖系统的大部分[1]。现阶段我国建筑行业飞速发展，建筑体量越来越大，建筑内区面积随之增大。建筑内区由于基本不受室外气象的影响，一般常年均为冷负荷，需要全年供冷。在太阳辐射得热大于外围护结构散热或人员密集和内部发热量较大，围护结构散热小于内部发热量的建筑外区空调房间，冬季也可能出现冷负荷。外围护结构特别是窗的热工性能逐步改善之后，这种现象出现的概率大为增多[2]，这些房间冬季也需要供冷。因此，在过渡季节和冬季，减少人工制冷设备运行时间，对建筑节能意义重大。
本文以常年供冷的内区房间为例，从充分利用室外新风，以及冷却塔供冷两个方面，分析内区供冷的相关问题，为暖通空调系统设计提供参考。
建筑空调方式多样，一般都以空气和水为能量转移载体。在过渡季节和冬季，室外新风以及冷却塔提供的冷水，也是供冷的能量转移载体。其中新风是消耗能源最少的供冷载体，而冷却塔在室外较低的湿球温度时能够提供冷水，虽然风机、水循环系统仍然要消耗电能，但可替代制冷机组，有一定节能效益，也是一种较为节能的供冷方式（为便于叙述，后文中提及的节能供冷即为此两种供冷方式）。
由于采用节能供冷措施，是为了降低空调冷热源运行能耗，实现节能，期间室外空气含湿量较低，一般建筑内区负荷可以不考虑潜热负荷，仅考虑显热负荷，同时保证室内干球温度tn和室内含湿量dn不大于室内最大允许值即可[3]。
设计中应根据室外空气干球温度tw和湿球温度ts、含湿量dw与室内显热负荷Qx、湿负荷W综合计算分析，采取合理措施，实现节能目的。
1.1 新风除湿能力
在适用节能供冷的时段，特别是冬季新风含湿量很低，利用新风一般可以完全消除室内余湿，而冷却塔提供的冷水在过渡季节一般较高，不一定能完全满足除湿的需要。所以新风是否能够除湿，是实现节能供冷的必要条件。
根据除湿送风量计算公式[4]，可得出满足除湿需要的室外空气含湿量计算公式：
数学通讯式中：W为室内余湿量，g/s；Gx为新风量，kg/s；dx为新风含湿量，g/kg；dn为室内含湿量，g/kg，为最大程度利用新风供冷，节能供冷期间室内含湿量可按照相对湿度70%计算。
当dw≤dx时，新风满足除湿需要，可以按照节能供冷工况运行。
雷击次数
当dW>dx时，新风不能满足除湿需要，应采用夏季运行工况。
1.2 新风供冷能力
强盗贵族根据显热负荷风量计算公式[4]，可得出新风供冷的空气干球温度计算公式：
式中：tn为过渡季节或冬季允许的室内干球温度，℃，最低可取22℃，最高为夏季工况设计温度；Qx为室内显热负荷，kW；tx为新风供冷时的干球温度，℃。
当tw≥tx时，应采用夏季空调运行工况。
当tW=tx时，新风供冷能力恰好满足室内显热负荷需要，不需对新风进行任何热工处理，新风直接供冷。
当tW<tx时，新风供冷能力大于室内显热负荷需要，应对新风进行一定措施处理，避免造成室内温度过低。在一定温度范围内可以选用扩散性能好的风口，或者将新风接入末端空气处理器的出口静压箱内，与空气处理器吸入和送出（因为有冷负荷而不加热）的室内回风
混合后送出[2]，当然也可采用其他方式对新风加热，以满足送风温差的要求。
当tx<tW<tn时，新风不足以处理室内全部显热负荷，在一定室外湿球温度范围内可以使用冷却塔供冷补充新风供冷不足的部分。
该工况下，需要冷却塔辅助提供的冷量QR（kW）计算公式：对一次回风全空气系统，在设计供冷工况下显热制冷量Qx（kW）计算公式：
假定Qx不变，由公式（2）及公式（4）可得：
式中：G为送风量，kg/s；t0为设计送风温度，℃。
可以知道：在一定送风温差下，新风比K越大，tx就越高，这有利于充分利用室外较高温度的新风进行供冷，延长节能供冷时间。
值得注意的是前文提及的送风温差与新风量的取值是针对节能供冷运行模式而言，在夏季工况下，不论内、外区，空调房间都应该按照最大送风温差和满足要求的最小新风量运行，后文的能耗计算也是按照此原则计算。
1.3 冷却塔供冷能力
冷却塔出水温度随着室外湿球温度降低而降低，在冬季和过渡季节我国大部分地区湿球温度较低，这也为冷却塔供冷提供了条件。空调末端一般按照夏季工况低温冷水选择，在节能供冷时段内，实际需要末端提供的空调负荷一般均小于夏季，末端设备采用冷却塔提供的高温冷水也就存在可能性，可以根据末端负荷实际需要的冷水温度及室外湿球温度来判断。
式中：Q0为末端设备标准工况制冷量，kW，本文采用夏季工况室内全热负荷；t1R、t10为冷却塔供冷工况、标准工况下末端设备进口空气干球温度，℃，t10=27℃，t1R= tn；tW1R、tW10为冷却塔供冷工况、标准工况下末端设备进口冷水温度，℃，tW10=7℃。
根据公式（6），得出冷却塔供冷冷水温度的计算式为：
于是，当tx<tw<tn时，根据公式（3）和公式（7）可以计算出
考虑冷却塔的冷却逼近度（3～4℃），板式换热器的温差(1～2℃)，综合考虑温差取5℃，在冷却塔供冷工况下，室外最高湿球温度txs（℃）计算公式为：
当室外空气湿球温度ts≤txs时，能够采用冷却塔供冷，实现节能供冷。
当ts>txs时，冷却塔提供的冷量满足不了新风供冷的不足部分，应按照夏季工况运行。
1.4 利用过渡季及冬季气候条件供冷综合判定流程为更好地说明判定流程，根据公式（2）建立t1，t2，t3三个温度控制点（℃）：kappa系数
式中：Qx22，Qx25为室内温度tn=22℃，25℃时的室内显热负荷，kW；tΔ为设计送风温差，℃。童话屋
