連載· 20|《變風量空調系統》——4.3低溫送風空調負荷計算
2017-11-10
4.3 低溫送風空調負荷計算
負荷計算是空調系統設計的基礎，低溫送風系統的負荷計算可以參考常規空調系統， 但需考慮低溫送風空調系統的特點。
4.3.1 室內溫濕度設計參數
1.室內溫度
室內空氣的干球溫度是舒適性空調追求的首要指標，在滿足建筑物空調舒適度要求的前提下，應關注空調節能問題，參照執行國家標準 GB 50189—2015《公共建筑節能設計標準》。
辦公建筑常規送風系統室內空氣設計溫度夏季一般為 24~26℃，冬季外區為 18~20℃， 內區為 20~22℃，外區溫度應比內區溫度低 1~2℃，有利于內、外區氣流的混合得益。 對于低溫送風空調系統，由于室內相對濕度降低，即使采用較高的干球溫度，同樣可以達到常規空調標準的舒適性要求，因此，一般室內溫度可比常規送風系統高 1℃左右， 詳見“濕度與熱舒適性的關系”。
2.濕度與熱舒適性的關系
低溫送風系統空氣處理機組的機器露點和送風溫度明顯低于常規空調系統，因此在 相同的熱濕比下，室內相對濕度明顯低于常規空調系統，甚至可以降低到 40% 左右。
從 1997 年開始，以范格爾（P. O. Fanger）教授為首的丹麥哥本哈根國際室內環 境和能源中心對低相對濕度下人體熱感覺進行了深入的實驗研究，2000~2003 年公布的研究結果表明：室內相對濕度大于 25% 不會對眼睛和皮膚產生明顯的不舒適感。美國 ASHRAE Standard 62—2001 推薦室內最佳相對濕度的范圍為 30%~60%；ASHRAE Standard 54—1992 熱舒適度標準，根據相對濕度引起人體不舒適感的觀察結果，推薦有人房間的露點溫度不宜低于 2℃；ASHRAE Handbook 2001 年版基礎篇公布的舒適區范圍的冬夏最低允許露點溫度都是 2℃，按此規定，夏季舒適區最低相對濕度的范圍是 19.79%~24.37%；德國 DIN 1946 將夏季人體舒適感區的相對濕度下限定為 32%。
另外，在可接受的室內相對濕度條件下，試驗表明在低相對濕度下人體會感到空氣更新鮮，減少了人對氣味的敏感程度，同時對于夏季高溫高濕地區，較低的相對濕度也可以減少物品發霉，間接改善室內空氣品質。
總之，夏季工況低相對濕度有利于改善室內熱舒適性。研究表明在舒適感相同的條件下，相對濕度每降低 25%，干球溫度可提高 1℃，這一研究成果對低溫送風空調節能有十分重要的意義。
因此，一般而言，低溫送風空調系統室內空氣設計參數見表 4-3。
表 4-3低溫送風空調系統室內空氣設計參數
4.3.2 室內溫濕度改變引起的負荷變化
低溫送風空調系統可以實現低濕度環境，和常規空調送風系統相比，達到同樣的室內干球溫度，采用低溫送風后室內濕度降低，則需要處理的潛熱負荷變大。但如前所述，低溫送風空調系統的室內干球溫度設定值比常規空調略高，故室內顯熱負荷顯然會有所減少。
因此，對于低溫送風系統具體計算時，對于室內條件變化而帶來冷負荷變化，需進行詳細計算，通常應使輸送動力降到最低值，確保整個建筑物有效地達到經濟節能為目標。
以某典型辦公大樓在不同的室內溫濕度條件為例，負荷計算值比較見表 4-4。
表 4-4負荷計算值比較
由表 4-4 可知，隨著室內相對濕度的下降，冷負荷有所增加，與 25℃ /50% 的工況 相比，26℃ /45% 的工況下冷負荷增加 1.5%，26℃ /40% 的工況下冷負荷增加 2.9%，但同時也可見隨著室內相對濕度的下降，冷負荷的增加并不大。
另外，同樣由表 4-4 可知，隨著送風溫度的下降，送風量下降。與送風溫度 13.1℃（對 應室內溫濕度為 25℃ /50%）的工況相比，送風溫度 10.7℃（對應室內溫濕度為 26℃ /45%） 的工況下送風量下降 17%，送風溫度 7.5℃（對應室內溫濕度為 26℃ /40%）的工況下送風 量下降 33%，因此采用低溫送風系統可較大程度地降低送風系統的送風機能耗。
總之，室內參數確定后可以進行房間負荷計算，計算方法同常溫送風系統，但由于低溫送風系統的特殊性，需綜合考慮多方面的影響，主要有以下幾個方面：
（1）由于低溫送風系統的室內干球溫度可較常溫送風系統提高，因此顯熱冷負荷略低。
（2）低溫送風與常溫送風采用的新風量絕對值相等，且采用低溫送風后由于室內相對濕度下降，因此新風負荷比常規系統稍大，處理潛熱負荷略大。同時，由于低溫送風 系統的送風量較常溫送風系統小 30%~40%，其新風比也比常溫送風系統的大。
