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1、暖通空调新技术的应用研究朱典 201508704049摘要：随着我国经济的飞速发展，住宅!大型购物场!商用建筑等逐渐增加，大幅度提升了空调使用量及空调能耗，因此空调节能成为比较热门的话题本文针对空调的设计!受限原因!健康性!暖通空调的再生性能源等多种层面进行分析，并对将来暖通空调的发展方向提出一点建议。关键词：暖通空调；新技术；展望前言建筑领域是空调系统的发源地，随着最近几年建筑工业的快速发展，给空调领域带来了前所未有的机会，但是伴随着中央空调和家用空调的大量使用，对我们的生活环境和身体健康造成了严重影响。因此，在暖通空调机制中使用环保节能工艺具有至关重要的意义，在研发、设计、实施、工作、验收
2、、维护等一系列过程中，暖通空调节能都参与其中，不可否认它是一个节能的装置。1 置换通风的应用研究近年来，置换通风在我国日益受到设计人员和业主的关注。这种通风方式与传统的混合通风方式相比较使室内工作区得到较高的空气品质，较高的热舒适性并具有较高的通风效率。置换通风已经在工业建筑、民用建筑及公共建筑中应用。从搜索数据来看，目前以置换通风为主要研究对象的文献有 390 多篇。置换通风是一种建筑物通风和空调的创新概念,它是通过利用自然热浮力来改进通风效果的。置换通风起源于上世纪 70 年代的北欧,最初应用于工业建筑,以后逐渐应用到其他领域。置换通风和传统的空调系统有显著的区别。传统的空调系统就是通常所
3、说的“混合系统”。送风由天花板往下,送风速度较高,送风温度低于室内所需温度,送风和室内空气混合后达到相同的温度,通过混合,循环使用室内空气会降低通风效率。较为理想的传统通风系统,其排风温度和浓度与室内空气相同。置换通风系统可将新鲜空气直接由房间底部以极低的速度送入工作区,其送风温度低于工作区温度。送入的低温低速的新鲜空气置换掉室内的热空气,送风在重力作用下先蔓延至整个地板表面,随后在后继送风的推动和室内热源产生的热对流气流的卷吸提升作用下由下至上流动,形成室内空气运动的主导气流,最后在房间顶部排出室外。排风温度和浓度高于室内。在气流分布上,置换通风是以新空气置换旧空气的气流模式。当系统达到稳定
4、状态时,室内空气在流态上形成三个区域(见图 1):上部混合区、下部单向流动的清洁区(由向上的热气流区和周围清洁空气区组成)和在两个区域中间的层流区域。置换通风的优缺点，优点:热舒适以及室内空气品质良好;噪声小;空间特性与建筑设计兼容性好;适应性广,灵活性大;能耗低,初投资少,运行费用低。缺点:在一些情况下,置换通风要求有较大的送风量;由于送风温度较高,室内湿度必须得到有效的控制;污染物密度比空气大或者是与热源无关联时,置换通风不适用;在高热负荷下,置换通风系统需要送冷风,因此置换通风并不适于较暖和的气候;置换通风的性能取决于屋顶高度,不适合于低层高的空间。从动力学分析,对于风机能耗、冷却和加热
5、的能耗及 CO2 的散发,采用置换通风时需注意以下问题:(1)若忽略新风量要求来达到少量的节能,常常会损害室内空气品质。2)置换通风相对于稀释混合通风能达到 25%的节能;(3)在变流量系统的基础上使用置换通风相对于定流量系统可节省能耗 43%。2 地板送风的应用研究随着信息技术的飞速发展和 TI 商务的繁荣,现代化的办公楼宇已经成为人们日常工作的主要场所。办公楼宇内的人员、设备、照明以及围护结构产生的大量热负荷与日益紧张的能源形成了巨大的矛盾;同时,办公楼内的租户更替,业主需求的不断变化,迫切需要适应性强、布置灵活、能耗低的空调系统与之相结合。此外,对于办公楼宇的空调系统,不仅要满足人体舒适
6、性要求,更重要的是保证人员的健康。近年来,由于室内通风不良而引发的病态建筑综合症己经引起了社会各界的广泛关注,提高室内的空气品质也成为空调系统所要解决的问题之一。传统的混合式上送风空调系统已不能满足个人对局部热环境的控制要求和降低能耗的需要。地板送风系统由于其系统布置灵活、适应性强、能耗低、空气品质好等特点,越来越受亲睐。在知网上搜索以地板送风为主要研究对象的相关文献总共 135 篇，相比与置换通风又少了很多。对所有文献的研究方向分类，与置换通风类似，同属于空调系统的一种形式。1）上送风系统传统的上送风空调方式是将处理后的空气从位于房间上方的送风口以较高的速度送入室内,经与室内上方空气的混合再
7、送入工作区,吸收室内的余热、余湿,同时稀释室内污染物并从房间上方的回/排风口排出,如图 2.1 所示川。这种空调方式的强调的是送风与室内空气充分混合,室内的空气参数均匀一致。但办公室工作人员人体热感觉不尽相同(随所年龄、性别、着装、工作强度等状况不同而有一定的差异),上送风方式无法满足不同使用者对室内热舒适度的不同要求。风管系统一旦安装完成,不便对风管、风口位置进行更改,无法适应业主对使用环境变化的要求。2）地板送风系统与上送风空调方式不同,地板送风通常是利用架空地板下的空间布置送风管道或直接作为送风静压层,将经过空调机组处理的空气通过布置于地板上的送风口送入室内,与室内空气进行热、湿交换后从
8、位于房间上方的回/排风口排出,如图 2.2 川。架空地板下的空间可作为送风静压箱及空调末端设备,同时还可布设办公楼宇的其他服务设施如动力、音响、通讯、计算机数据电缆/光缆等。地板送风系统通常采用数量相对较多,而风口尺寸相对较小的送风口,使室内的气流分布更均匀。送风口通常是通过调节风速调节送风风量,也有通过控制一次风混合比调节送风温度的送风末端,送风口附近的工作人员可以根据个人需要进行调节和控制;回风/排风口一般布置于顶棚或房间上方,形成从下送上回的气流模式,这种气流方式与强调充分混合的上送风方式相比,具有可以有效利用办公室内的热源产生的自然热对流作用将室内热量和污染物有效排除,尤其是在供冷的应
9、用场合效果显著;此外,地板送风系统在层高较高、负荷较大的建筑空间内在垂直方向上存在热力分层,工作区上方的空气温度和污染物浓度比工作区高,可以在利用房间上部的排风直接排出室内负荷和污染物。3 冷却吊顶的应用研究冷却吊顶系统起源于欧洲，是一种替代型空调系统，其与置换式送风系统相结合,可以在较高的冷负荷条件下提供高 标 准的热舒适和换气效率，并能取得较好的节能效果。因此,近年来正越来越得到广泛地采用。在我国，冷却吊顶技术的发展还处于初级阶段，冷却吊顶系统的应用也非常少，因此关于其的研究也不是很多。从知网的搜索结果显示，国内关于冷却吊顶的研究文献不到 50 篇，从某种程度上也反应了我国关于冷却吊顶的研
10、究与应用现状。随着空调技术的不断发展,人们对空调房间的热舒适与空气品质的要求不断提高。很多工程实例和实验研究证明,冷却吊顶系统在此方面有显著的优势,并且该系统在一定程度上还可以节能并减小运行费用。但这些特点均是针对国外的气候特点和建筑模式得出的。所以,本文选择常规风机盘管+新风系统和冷却吊顶系统做为模拟分析的对象。采用冷却塔供冷就是当冷却塔出水水温能够满足用户的供水要求时,关闭冷水机组,将冷却水直接或间接的供给末端用户的供冷方法。冷水机组是空调系统中的用电大户,用冷却塔代替其供冷,节能效果是显著的。4 结束语暖通空调系统是整个建筑中不可或缺的一部分，其能源消耗也在建筑节能中起着至关重要的作用，
11、暖通空调新技术的发展与应用直接决定了暖通空调系统的节能性。随着部分技术的逐渐成熟，还会有更多的新技术问世并被应用到实际工程之中。从过往的发展来看，关于新技术的研究主要还是从其节能性，适用性以及舒适性出发。当新技术发展到相对成熟的时候，就会运用到实际的工程之中，此时便可以结合工程实例已经相关研究。参考文献：1李强民.置换通风原理、设计及应用J. 暖通空调,2000,05:41-46.2李强民,饶良平.从设计原理及运行工况特性分析置换通风的节能 J.制冷空调与电力机械,2004,02:11-13.3常茹,于齐东.置换通风系统设计计算参数控制及应用J.煤气与热力,2012,02:30-32.4穆振英
12、,刁乃仁,由世俊.置换通风系统送风设计参数的确定 J.天津大学学报,2010,12:1123-1130.5马国彬,魏学孟.置换通风气流组织的特性研究J. 洁净与空调技术 ,2002,01:9-12+21.6高辉,敬成君,杨正武.置换通风气流组织分析A.7王丹,包小东.置换通风中送风口的位置对地面速度场分布的影响 J.黑龙江水专学报,2005,03:18-19.8赵建博,王智伟,黄晓瑞.风口上置置换通风的实验研究J.建筑节能,2007,07:15-17.9李先庭,赵彬,林波荣,陆俊俊.置换通风与混合送风供冷季运行能耗比较 J.暖通空调,2002,05:122-125.10邓元媛,周吉日,姚宁.多
13、晶硅生产还原厂房置换通风气流组织研究 J.暖通空调,2014,01:80-82+28.11周文慧,刘东,王康.办公建筑内地板送风和置换通风模式对室内环境质量影响的数值模拟对比研究J. 建筑节能 ,2012,01:10-13.12孟广田,李强民.置换通风的热舒适分析与评价J. 建筑热能通风空调 ,2000,01:21-22+20.13李金华 ,苏辉 ,耿世彬.置换通风条件下室内空气品质研究J. 洁净与空调技术,2005,02:5-8.14袁丽丽,寇利,刘斌.对比置换通风碰撞射流通风室内颗粒物分布特性的研究 J.洁净与空调技术,2008,04:30-35.15许婕.置换通风房间内的送风温差对室内颗
14、粒物浓度分布的影响J. 制冷与空调(四川),2015,04:446-452.16马仁民. 地板送风技术条件与舒适条件的研究J. 暖通空调 ,1995,06:45-48+51.17杨青,孔琼香,张水香,潘振.地板送风室内温度分布的实验研究 A.中国制冷学会.第七届海峡两岸制冷空调技术交流会论文集C.中国制冷学会:,2005:318李灿.地板送风系统室内可吸入颗粒物分布及二次悬浮特性研究D.导师：李念平.湖南大学,2010.19袁永莉,周翔,张旭.辐射空调+地板送风系统数值模拟与实验研究 A.上海市制冷学会.上海市制冷学会 2013 年学术年会论文集C.上海市制冷学会:,2013:320王玉平,连之伟.辐射吊顶与地板送风复合系统在办公建筑中的应用探讨 J.制冷技术,2008,04:49-53.21荣庆兴,方怀红,苏鹰.带有地板辐射的地板送风空调系统的数值模拟 J.建筑热能通风空调,2004,06:85-90.22郑国忠,黄红瑕.冷却吊顶系统的研究现状与进展A.山东省制冷学会.2006 年山东省制冷空调学术年会“格力杯” 优秀论文集C.山东省制冷学会:,2006:4
