[发明专利]基于湿日数的温湿度独立控制空调系统设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑温、湿舒适度和建筑节能领域，具体地说是一种基于湿日数的温湿度独立控制空调系统设计方法。

背景技术

当今世界能源短缺和生态环境恶化日益突出，节能减排是可持续发展的重要方面，建筑能耗是与工业能耗、交通能耗并列的三大社会能耗。改善建筑室内舒适度的主动调控方式和用能是建筑能耗的重要构成，例如建筑物冬季采暖升温和夏季空调降温。涉及建筑室内舒适度的参数包括温度和湿度，目前基于降温的“度日数”概念和降温负荷峰值的普通空调系统设计，采取低温冷凝除湿对空气进行处理的方式同时对室内温度、湿度进行调控，是根据建筑最大热负荷峰值进行空调设备选型。降温与除湿同时进行，很难适应室内热湿比的大范围变化，且在不同气候区域(涉及建筑室外气温和湿度的影响)、不同建筑类型(涉及建筑室内人员、设备对温度和湿度的影响)均采用低温冷凝除湿处理方式时，或者造成室内相对湿度过高，或者通过降低室温来改善热舒适度而造成空调系统能耗增加。

即使是在不同气候区域，不同类型、不同规模的建筑中采用温度和湿度独立控制方式空调系统，也需要相应负荷分析、不同控制方式的设备性能分析、总能耗比较和节能效果分析、不同控制方式的配套应用系统设备投资增量的比较，进一步确定该建筑工程是否适合采用温湿度独立控制空调方式替代普通空调系统低温冷凝除湿处理空调方式，以及设计选择何种温湿度独立控制空调设备系统、运行方式，从而达到降低能耗和合理投资的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种在夏季和过渡季的南方高温高湿地区，在保证建筑室内温度、湿度的同时，实现空调系统节能效果明显、设备投资合理的基于湿日数的温湿度独立控制空调系统设计方法。

为此，本发明采用的技术方案如下：基于湿日数的温湿度独立控制空调系统设计方法，其步骤如下：

1)建立空调年“湿日数”概念，以夏季空调室内设计参数温度为26摄氏度、相对湿 度60％时对应的含湿量12.79g/kg干空气为基准，年“湿日数”定义为一年中当某天室外日平均含湿量高于12.79g/kg干空气时，将该日平均含湿量与12.79g/kg干空气的差值数乘以1天，所得出的乘积的累加值，其单位为g/kg干空气·d，d为天数，大于该数值的即表示该日人体感觉热湿或者闷湿，必须降温除湿或者必须除湿；

2)在上述“湿日数”的基础上，增加设置“干燥高温度日数”，即含湿量低于12.79g/kg干空气、平均气温高于26℃的天数，不需除湿，但是必须降温；

3)依据闷湿过渡季及高温潮湿夏季的长短，计算得到全国各个城市的年“湿日数”天数、年“湿日数”，绘制相应各个城市的年“湿日数”及其天数的数据表格及数据柱状图；依据干燥高温季节长短，计算各个城市的年“干燥高温度日数”，叠加到“湿日数”的天数上，即叠加到数据柱状图上；同时列入通常建筑空调设计采用的“度日数”概念相关数据进行比较；

4)依据年“湿日数”和“干燥高温度日数”概念，针对处于不同城市的不同类型公共建筑的具体某幢建筑，计算其室外新风降温的显热负荷、新风除湿的潜热负荷、室内降温的显热负荷、室内除湿的潜热负荷及空调总负荷；

5)理论的、完全的温湿度独立控制空调系统将上述空调总负荷划分为：由高温冷源机组系统承担室内降温的全部显热负荷和室外新风降温的显热负荷；由新风除湿机组系统输出等温的干燥新风，承担室外新风除湿的潜热负荷和室内除湿的潜热负荷；

由于目前空调的降温、除湿设备不具备上述完全温湿度独立控制功能，工程实际应用中的温湿度独立控制空调系统将上述空调总负荷划分为：由高温冷源机组系统输出冷水温度18℃，承担室内降温的部分显热负荷；由新风机组系统(例如溶液除湿系统)输出20℃的干燥新风，承担室外新风降温的显热负荷、新风除湿的潜热负荷、室内除湿的潜热负荷及室内部分显热；

6)依据上述“湿日数”的概念，针对处于不同城市的不同类型的公共建筑，计算基于“湿日数”和“干燥高温度日数”的空调总负荷，以及计算整个降温除湿季，新风除湿机组和高温冷源机组的单位建筑面积空调能耗；

7)依据上述“湿日数”和“干燥高温度日数”概念的空调总负荷，针对处于不同城市的不同类型的公共建筑，计算整个降温除湿季采用普通空调系统的单位建筑面积空调能耗，与上述采用温湿度独立控制空调系统的空调能耗比较，得到的差值为单位建筑面积的空调节能量；