置换通风与混合送风供冷季运行能耗比较.doc

1 parison between annual energy consumptions of displacement ventilation and mixing ventilation 摘要根据置换通风和混合送风设计及运行的特点, 以 DeST 为模拟工具, 分析了北京某写字楼分别采用置换通风和混合送风方式供冷季空调系统的运行情况, 讨论了两种送风方式在定风量或变风量运行时系统的逐时能耗及在室外新风利用上的特点。结果表明, 置换通风比混合送风节省 10% 以上的运行费用。 2 关键词置换通风, 混合送风, 节能 Abstract Based on the design and operation characteristics of displacement ventilation and mixing air supply, by means of DeST tool, analyses operation status of displacement ventilation and mixing air supply in an office building in BEijing in cool air supply season respectively. Discusses the hourly energy consumption of operation of displacement ventilation and mixing air supply under fixed air volume ad variant air volume and the characteristics of fresh air utilization outdoor. Results show that displacement ventilation can save more than 10% of operation pared to mixing air supply. Keywords displacement ventilation, mixing ventilation, energy saving 3 0 引言随着办公自动化设备的开发与利用,新型办公楼室内布局的变化以及智能化建筑的出现, 置换通风空调方式以其自身在热环境、空气品质等方面的优点及在施工运行中的灵活性及经济性, 历外办公建筑中的应用日趋广泛[1] 。目前,置换通风在国内的研究及应用亦已起步。置换通风形式不同于传统的混合通风形式。置换通风空间分上区和下区, 下区的气流为置换气流, 空气品质明显优于混合式通风。与混合通风相比[2~ 4] ,置换通风还有通风效率高、工作区负荷低、室内垂直温度分层明显等特点, 但它是否节能学术界沿有争议。因为尽管工作区负荷低可相对提高置换通风的送风温度, 扩大室外新风的利用率, 使冷水温度相应提高, 从而降低 AHU 负荷并提高制冷机的 COP ; 但基于控制工作区温度梯度的要求以及 AHU 回风温度显著升高的现实情况, 亦有可能增加 AHU 负荷。 Seppanen ( 198 9 年) 对美国的办公建筑做了置换通风和混合送风的能耗比较[5] ,就美国 4 个典型的气候带、两种典型的通风控制策略( VAV , CAV )、带有不同热回收部件的 AHU 系统等方面作了研究, 内区平均冷负荷 14 W/m2 , 最大冷负荷负荷 24W/m2, 外区负荷约 120 W/m2 。研究发现:置换通风的能耗很大程 4 度上取决于控制策略和空调箱系统。一个带有热回收器、采用 VAV 控制的置换通风系统的能耗和混合通风系统的能耗几乎一样。 Zhivov ( 1998 年) 比较了不同气候下美国一餐厅使用置换通风和混合送风的能耗[6] 。考虑了两种室外空气的控制策略: 定室外空气量、变室外空气量, 结果发现: 当定室外空气量时,置换通风节省 12% ~ 18% 的能量;当变室外空气量时,置换通风节省 16% ~ 26% 的能量。陈清焰等考察了美国 5 种典型气候条件下办公室、教室、工业厂房使用置换通风的能耗情况[4] , 结果发现: 与混合通风相比, 置换通风系统可能消耗更多的风机能量、较少的制冷机和锅炉的能量。置换通风的总体能耗稍微小于混合通风。国内有学者曾作过上送风与下送风方式的耗冷量比较[7] , 但只是基于定性分析, 并没有进行逐时计算, 也缺乏对不同空调系统运行模式的全面讨论。为此本文拟通过计算机逐时模拟, 对此问题进行更为深入的探讨。 1 研究方法研究对象为北京某写字楼一标准办公楼层。如图 1所示。室内空调设计温度为 24±2℃,相对湿度为 50% ± 10% 。建筑外墙为 370mm 保温砖墙,屋顶采用加气混凝土保温屋