187-新风制冷与废热利用在空调设计中的可行性分析.pdfVIP

新风制冷与废热利用 在空调设计中的可行性分析 1 庞永泉 王奎之 孙鸿昌 山东大卫国际建筑设计有限公司 摘 要：在日常的设计工程中，为满足建筑使用功能往往需要集中设置具有特定功能的 功用机房。机房内的设备长时间运转，设备在实现能量转化、转移的过程中必然要产生热量， 这些热量虽然品质较低，但往往热流密度大，发热时间持久稳定，总量巨大。传统空调系统 耗能巨大，通过新风制冷可充分利用室外空气中的冷量实现过渡季供冷、空气预冷进行节能。 将机房内稳定派出的低品位废热加以利用也可实现节能。 关键词：新风制冷 废热利用 空调 机房 1.1 常规设计方案与优化设计背景 机房内设备运行持续放出废热，这些废热若不及时排出，机房内的温度会迅速升高。过 高的室内温度会导致设备性能劣化，大大衰减设备正常使用寿命，操作人员的舒适性也无法 保证。在常规设计中采用空调制冷方式来实现机房内的温度控制。空调制冷都需要额外投入 能量，这些能量投入增加了机房的日常成本，机房内产生的废热还被白白浪费掉了。数据统 计，某些程控机房内空调制冷所耗能量占整个机房运行能耗比例高达60% 。为实现能源循 环利用优化设计，一方面可以降低制冷能耗，减少能量的投入；另一方面就是机房的废热收 集并利用。 一般大型功用机房对室内温湿度的要求, 取室内设计温度tn =24~26 ℃，室内设计相对湿 度n=40%~70% 。为保证机房长久稳定运行，还需要设置较大的设计余量或者备用空调机组 来保证机房的温湿度需求。 1.2 大型机房散发废热量 大型机房的电子设备布置集中，同时发热率高（甚至100%）。散发的废热量是机房空 调选型的最根本依据，也是我们可以加以利用的稳定热源。电子设备发热量可通过以下几种 方法计算得到： （1）根据电子设备生产厂家提供的相关设备的安装功率、散热量计算。 Q P × × × (KW ) 1000⋅P ⋅K (1-1) η η η 1 2 3 其中：Q ：机房内设备废热散发量（KW ）； P ：机房内各种设备总功率（KW ）； η1 ：设备同时使用系数，一般取0.4~0.8 ； 1 庞永泉，1988.9，学士学位，暖通设计师，助理工程师，250100 ，济南市经十路8000 号龙奥金座1 号楼 258395231@ η2 ：负荷分布系数，实际功率平均值与设备安装功率之比，一般取0.15~0.5 ； η3 ：蓄热系数； K: × ，综合参数； η η ×η 1 2 3 据统计数据，电子计算机主机国产设备K 可取0.4~0.5 ，进口设备可取0.6~0.8 ；程控机 房K 可取1.0。 （2 ）根据机房内设备指示电流（I ）、电压（U ）计算。 Q I U K × × ×cosφ (1-2) 其中：Q ：机房内设备废热散发量（KW ）； I ：机房内设备电路总电流（A ）； U ：机房内设备电路总电压（V ）； K: × × ，综合参数； η η η 1 2 3 cosφ ：功率因数，电子计算机房可取0.81~0.84 ；程控机房可取1.0 （3 ）根据经验数据，估算设备废热发生量。 估计数据只能用于规划阶段，相对准确性较差： 单层建筑内设置的机房：Q 可取295~355W/m2 2