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深圳恒温恒湿地板送风系统研究

深圳恒温恒湿地板送风系统研究

1.地板送风系统中需要研究的问题

(1)   负荷计算:恒温恒湿或者空调冷负荷计算是系统设计的关键。目前,存在着几种空调负荷的计算方法,这些方法或是借用置换通风系统的负荷计算方法,或是建立在温度分层理论,假定设备负荷、照明负荷以及围护结构负荷中有多少百分比计入计算冷负荷,支持这些负荷计算方法的数据不够多:存在着许多不确定性;

(2)温度和污染物分层:地板送风房间内是否存在分层,在什么条件下会出现分层现象是与地板送风系统有关的另一主要问题。关于如何控制地板送风系统分层的资料信息非常少,而分层现象的存在以及分层高度的确定,恰巧又是负荷计算准确性的主要依据;

(3)如何评价恒温恒湿地板送风系统舒适性:地板送风系统在房间的气流组织,空气温度与舒适性等参数与上送风系统有很大差别。对于地板送风系统,需要有一个特别的计算空调房间内空气分布特性指标(ADPI)的方法,关于这个问题的研究,还没见到任何文献发表;

(4)净区半径:在目前的地板送风设计指南中,建议每个地板送风口的净区半径为R  0.3一1.2m。这限制了地板送风口的设置或办公室家具的布置。地板送风口R O.3一1.2m的净区半径,在实际运行时并不经常使用。在某些工程应用中,实际的净区半径甚至小到R O.3m,而实际净区半径的大小如何影响显热负荷,还是未知数;

2.深圳恒温恒湿地板送风系统控制研究

与上送风系统相比,恒温恒湿地板送风系统的一个特性是送风通过地板静压箱从地板送风口送出。送风静压箱是一个空气通道,它与建筑结构与地板材料结合在一起。送风静压箱的楼板对地板送风系统有很大的热惯性。有压静压箱还将导致空气从静压箱内泄出。建筑热惯性与静压箱内空气渗漏,为地板送风系统的热舒适控制增添了新的因素。为了达到如上送风系统相同的热舒适性,地板送风系统的控制策略和控制算法,应与上送风系统有所不同。这些区别以及最佳的控制方案是主要的研究内容。

目前,还没有公开出版的文献涉及上述最佳的地板送风系统的控制问题。有几篇文章提到了地板送风系统控制的基本概念,但是没有提供详细的信息(bude砌缺2003)。在采用地板送风系统的大多数建筑中,定风量加传统控制方法,仍在内区使用。在这些系统中,风量过大是一个普遍性问题(Bau眦n 2003)。风量过大(过冷)将浪费能源,且影响系统效果。在外

区,变风量系统以与定风量系统同样的控制策略被广泛使用。由于厚重的混凝土楼板对送风与室温的影响。负荷变化时系统的反应时间较长,需要在控制策略和算法方面进行更多研究,应整理出更多关于地板送风系统使用效果的运行数据。一些研究人员认为,地板送风系统控制比较简单,但最近美国国家能源管理和建筑技术中心(NcEMBT)主持的研究(woods2004)发现,地板送风系统湿度控制与压力控制比上送风系统更加复杂与困难。

对于恒温恒湿地板送风系统,温控器设置位置与设定温度的关系是另一个挑战。在一个存在热力分层的环境中,典型的墙置式温控器测得的温度值,已不能被认为代表工作区平均温度。因为温控器设置在1.5m高度处,靠近工作区顶部,温控器测量的温度接近工作区最高温度值(Baum蚰2003)。因此,有必要改变温控器的设置位置与安装高度。地板送风系统温控器设置温度应与上送风系统的温度有所不同(通常要高些)。因为采用地板送风系统的房间的地板表面温度,一般低于上送风系统的空气温度,室内人员与地板之间存在着辐射换热(Woods 2004)。

2.深圳恒温恒湿地板送风系统空气分布特性指标(ADPI)研究

在美国的内华达州立大学拉斯韦加斯分校(UNLv),研究人员对地板送风系统的空气分布特性指标的评价方法进行了研究。该项目研究的目的是确定在运行良好、空气分布特性指标大于80%的办公室内区中,地板送风系统与上送风系统之间是否存在风速与温度的显著差异。

UNLV建筑技术实验室(BTLab)的研究人员对地板送风系统的空气分布特性指标进行了大量的测试。他们根据现有文献及AsHRAE标准113,开发出了UNLV建筑技术实验室(B,II丑b)的设计规程。这个实验室配备了房间内部表面温度控制系统、上送风系统、地板送风系统、数据采集系统以及先进的测试仪器。实验室的研究人员也开发出了ADPI测试的协议和实

(1)对于性能良好的恒温恒湿上送风和地板送风系统,办公室内区的空气速度和温度分布存在着显著差异。上送风系统的总体温度与速度分布比地板送风系统好;

(3)当采用恒温恒湿上送风系统的送风温度为12.8℃与地板送风系统的送风温度为18.3℃。对室内空气平均温度为23.8℃的相同工作区进行空调时,地板送风系统比上送风系统要多35%.38%送风量;

(4)对于恒温恒湿地板送风系统,26%照明负荷与15%室内设备负荷,转移到地板静压箱,而加%照明负荷与85%室内设备负荷计入房间负荷,余下的34%照明负荷直接进入天花板静压箱中。恒温恒湿地板送风系统测试结果证明了现有的系统形式及设计参数不够理想,还需进行大量研究与系统优化