[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

摘要

本发明公开了一种基于湿日数的温湿度独立控制空调系统设计方法。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，降温与除湿同时进行，很难适应室内热湿比的大范围变化。本发明提出了涵盖度日数的湿日数的概念，以涵盖建筑降温和除湿的要求，并计算降温除湿的负荷峰值和相应的总负荷；还提出基于湿日数的总负荷的温度和湿度独立控制方式空调系统的空调能耗量计算方法，与目前普通空调系统采用低温冷凝降温除湿控制方式的能耗量相比的节能效果分析，及两种控制方式的空调系统设备投资比较，形成建筑工程的温湿度独立控制空调系统设计方法。本发明实现了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。

主权项

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，大于含湿量12.79g/kg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”和“干燥高温度日数”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；8)利用上述不同城市、不同类型公共建筑的单位面积空调能耗差值，乘以相应建筑面积，得到采用上述温湿度独立控制空调系统的年空调节能量，再乘以设备系统的使用年限，得到采用温湿度独立控制空调系统使用全周期的总节能量，进而分析与总节能量相应的经济效益和节能减排的社会效益；9)采用独立的新风溶液除湿机组，还利用高温冷源机组的废热或者可再生热源进行盐溶液浓缩再生处理，进一步再降低除湿新风机组的能耗；计算利用废热或者可再生能源相应节约的能量，并计入建筑的年节能量、使用全周期节能量、相应节能经济效益和节能减排的社会效益；10)根据“湿日数”和“干燥高温度日数”概念的建筑空调总能耗及降温功率峰值、除湿功率峰值参数，分别设计选择温湿度独立控制空调系统设备方案和普通空调系统设备方案，确定相应方案设备价格，比较两个不同设计方案的投资增量；11)将该建筑的温湿度独立控制空调系统的总节能经济效益和投资增量比较，并结合考虑温湿度独立控制空调系统全周期的节能减排社会效益，最终确定该建筑是否合适应用温湿度独立控制空调系统。