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制冷季独立新风结合辐射冷吊顶系统能耗模拟分析 华中科技大学 谢军龙 刘鹏 舒朝晖 摘要：本文在对独立新风结合辐射冷吊顶系统在设计日能耗优势研究的基础上，扩展到整个夏季制冷季，对独立新风结合辐射冷吊顶系统的能耗优势进行研究与比较，得出独立新风结合辐射冷吊顶系统在整个夏季空调季比一次回风全空气系统节能45%，节能优势比设计日时更为显著，而与风机盘管加新风系统相比，其空调季节能潜力有所降低，但仍达到17%左右， 关键词：独立新风系统 空调季节 能耗比较 引言 为了了解独立新风结合辐射冷吊顶系统相对于其他空调系统在整个制冷季的能耗表现，作者利用ENERGYPLUS软件分别对三种不同空调系统进行制冷季能耗模拟分析。让我们对独立新风结合辐射冷吊顶系统的节能优势与原因有了一定的认识。 模型介绍 2.1 建筑模型 研究对象为武汉某大楼第11层（标准层），对其分为7个区域，其中房间1到房间6位空调区域，其面积606平方米，灯光，设备负荷指标为13W/㎡，围护结构满足国家关于夏热冬冷地区围护结构的相关节能节能规范，窗体为铝框低辐射中空玻璃窗，楼板与地板近似设置为绝热，窗墙比：南、北向为0.35，东、西向为0.3。建筑模型图如图1所示： 图1标准层动态负荷计算模型 2.2 空气处理过程分析 独立新风结合辐射冷吊顶系统采用全热回收器，冷盘管以及末端辐射冷吊顶共同承担空调负荷，图2为系统空气处理焓湿图： 图2独立新风结合辐射冷吊顶系统焓湿图 从图2可以看出，室内回风与室外新风没有进行混合，而是直接排出室外，而实现进排风相互独立，而通过全热回收器吸收排风中的能源，而为了实现室内干工况运行，室外新风必须能够承担室内全部潜热负荷，在本系统中新风被处理到11摄氏度，95%相对湿度工况点，当新风经过风机温升后到达F点，送风末端采用诱导比为2.5的诱导风口，新风与室内空气进行混合到达E点，在末端通过辐射冷吊顶处理到达送风点O，从而承担室内空调负荷。 模拟结果与分析 3.2 空调季能耗模拟 制冷空调季能耗模拟采用一次回风全空气系统、独立新风结合辐射冷吊顶系统和风机盘管加新风系统作为研究对象，以对集中式系统，半集中式系统以及分散式空调系统的能耗状况进行制冷季能耗模拟研究。首先，制冷空调季选为5月18日到10月18日，制冷系统工作每日时间为上午8点到下午18点。图3为空调季武汉地区室外干球温度图，是将世界气象组织的武汉地区气象参数导入Energyplus得出： 图3武汉地区空调季室外日均干、湿球温度图 空调系统开始运行当天平均温度为24摄氏度，冷负荷负荷约为设计日冷负荷的三分之一，空调夏季日平均温度峰值在7月31日，达到了35摄氏度左右。 图4空调季建筑冷负荷图 图4是空调季建筑冷负荷逐日变化图，通过计算得出空调季建筑平均冷负荷为29kW,最大冷负荷出现在7月31日。 图5三种空调系统空调季HVAC能耗图 从图5可以看到在整个空调季，一次回风全空气系统的能耗始终是最多的，而独立新风结合辐射冷吊顶系统的能耗表现要优于其他两种空调系统，这三种空调系统都在7月31日达到能耗的最高点。图6直观的表现了独立新风结合冷吊顶系统在空调季相对于另外两种空调系统的能耗优势： 图6独立新风结合辐射冷吊顶系统与其他两种空调系统的空调季能耗差值图 从图6可以看出，独立新风结合辐射冷吊顶系统相对于一次回风全空气系统在整个空调季都是节能的，而与风机盘管加新风系统相比，当建筑冷负荷不大时，其能耗与独立新风结合辐射冷吊顶系统接近，但当建筑冷负荷增大时，前者的节能优势渐渐显现出来，而为了了解独立新风结合辐射冷吊顶系统在建筑负荷增大时的节能优势，我们对比了整个空调季系统各个设备的能耗差值，发现冷水机组能耗差是导致独立新风结合辐射冷吊顶系统相对于风机盘管加新风系统更加节能的主导原因。 图7风机盘管加新风系统与独立新风结合辐射冷吊顶系统的冷水机组空调季能耗差值图 图7表现了独立新风结合辐射冷吊顶系统与风机盘管加新风系统的冷水机组在空调季的能耗差值，而之所以当负荷逐渐增多后，前者相对于后者冷水机组能耗明显降低的原因在于：一、前者采用了全热回收器，当室内外空气温度差逐渐增大时，热回收器作用渐渐显现，二、当室内负荷逐渐增大时，独立新风结合辐射冷吊顶系统采用辐射换热方式的比例也越来越大，这样末端环路冷水机组的COP优势凸显出来，进而使得前者的冷水机组能耗优势越加明显。 图8三种空调系统空调季HVAC总能耗比较图 图8给出了不同空调系统在整个空调季HVAC系统能耗的总量，相对于设计日能耗，整个空调季独立新风结合辐射冷吊顶系统相对于一次回风全空气系统要节能45%左右，而相对于风机盘管加新风系统要节能17%，可以说无论是在设计日还是空调季，独立新风结合辐射冷吊顶系统都具有显著的节能优势。 结论与展望 通