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空调系统应用地道风的节能评价 EVALUATION ON ENERGY EFFICIENCY FOR COLD TUBE OF A/C SYSTEM 同济大学 季亮 谭洪卫 摘要：本文以全年连续实测的黄浦江水温、空气干球温度及湿球温度数据为依据，探讨以黄浦江江水为排热汇或吸热源的江水源热泵系统的节能潜力。 关键词：地道风 实测 节能评价 0 前言 近年，对于应用地下风道对空调通风系统的新风进行预冷或预热，从而减少空调系统能耗的技术，逐渐受到关注。本文通过对地道新风各参数的测量，量化评价了地道风的节能效果。并且在实测数据的基础之上，发现了“地道风”在实际工程中运用应当注意的问题，提出 1 被测对象 [被测对象] 本文被测对象为上海某地大礼堂，该大礼堂在地下风道，风道深度在地下3m~地下5m间。土建地下风道长度大约在30m左右。新风处理除了，事先建设小树林一方面美化了地面吸入口景观，另一方面，避免了太阳直射在炎热的夏季，的预作用可以提供室外地表气温低的新风空气。测试对象及测点布置如所示。[测试时间] 测试时间8月份大约在33-35℃，[空调系统] 该礼堂的空调设计制冷能力是1000kw。空调系统15%；过渡季节时，新风阀最大量给礼堂内观众席送入室外新风。 表1 测点布置说明 测点编号 功能说明 1 地道风出口空气温湿度 2 空气温湿度 3 地道风入口空气温湿度 4 空调箱新风管的风速 图1 对象空调系统开启新风从室外经过地道流入空调箱，地道内壁温度会逐渐升高因此测试是一个持续的过程。 在本文所述的”地道风”测试中，包含两部分内容。一部分测试树荫对于降低新风温度的效果。另一部分测试地道对于降低新风温度的效果。 树荫的降温效果 的测试时间从13:35分开始，16:15结束，共2小时40分钟。涵盖最高温时前后一段时间。 图2 树荫对新风的降温效果图3 树荫的显热降温能力 空调系统的新风入口往往在屋顶。而屋顶由于吸收了太阳辐射，表面温度会升高。此时屋顶表面的空气由于受到屋顶的加热作用，产生对流换热。屋顶表面一定高度范围内的温度也会相应升高，温升的程度因当时的太阳辐射强度而异。上图(图2)是测试到的室外空气温度和树荫下空气温度的对比。 从上图可以看出，在阳光直射时，树荫对于新风空气降温的效果是显著的。在下午2点温度最高的时候大约有10℃的温差。由于太阳辐射对于空气的加热过程是纯粹的显热加热过程。因此树荫下(实际气温)的气温与屋顶地表温度相比，是一个没有相变的过程。测试得到干球温度差和空气的比热相乘，即可得到这段温度的焓值差异。按照这种方法，结合风速测点测到的风量，经过计算，得到图3所示的结果。图3是假定在15%新风、机组按照设计工况运行（1000kW）情况下的显热节能率。在阳光最强烈的时段，相对于直接从高温地表附近取空气作为新风，大约有9%的节能率。 2.2 地道的降温效果 下面两图(图4,图5)汇总了在22500m3/h(通过调整新风阀开度控制)新风量和75000m3/h(新风阀全开)新风量时，地道风进出口干球温度参数的情况。 图4 15%新风量时地道风出入口温度参数图5 75%新风量时地道风出入口温度参数 参考风速测点测得的新风风量，计算得到不同风量下的地道风显热降温能力。并折算到每万风量的降温能力，如下图所示： 图6 地道风的显热降温能力 从上面的测试数据及计算结果可见，地道风具有一定能力的显热降温能力。很显然，15%新风时的单位万风量降温能力要大于75%新风时的降温能力。对于地道风降温而言，新风量越小，则新风流速越慢，越有充分的时间在地道内换热。 由于地道内壁的土壤温度略低于室外空气的露点温度，为了进一步考察“地道风”的除湿效果，在工况2（75%新风量）测试时，进一步补测量了空气的湿球温度。测量得到的空气各参数如图所示。从图可见，地道内壁处于较潮湿的状态（从静止段参数可以推断）。地道并没有像预期的那样具有能力，虽然降低了空气的干球温度，同时提高了空气的相对湿度。最终效果则是空气的湿球温度并未得到有效降低。对于空调机组的降温除湿过程而言，这种效果并不能减少空调的能耗。 因此，为了分析地道的真实节能效果，应当从空气的焓值入手进行研究。下图（图8、图9）列出了焓值数据和全热降温能力。小结如下： 潮湿的地道内壁虽然带来了干球温度的降低，但是焓差并没有显著降低。 随着空调系统的运行，显热降温能力呈下降趋势，全热降温能力呈上升趋势。 初步分析认为，这种情况，是由于室外的空气相对地道内壁较为干燥，在运行过程中，逐渐风干了地道内壁。在风干地道内壁后，室外新风不再被加湿，空气的全热降温量和空气的显热降温量逐渐吻合（注意图9中的两条趋势线逐渐重合）。 【注：由于无法进入土建地道内布置测量点，上述分析无法进一步验证。在今后的工