傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)的冷凍水水溫設定往往是固定不變的,一般是70℃,導致表冷器一直工作在其最大設計負荷下,而在系統(tǒng)實際運行時間段內,系統(tǒng)的負荷往往是在變化的,這種負荷的不匹配造成了嚴重的能量浪費。本節(jié)主要是借助于前一節(jié)建立起來的TRNSYS模型,調用杭州全年的逐時氣象參數(shù)作為模型的輸入條件之一,分別對每個月不同水溫下,系統(tǒng)的運行能耗作對比分析。
一、杭州典型氣象年參數(shù)
杭州屬于溫帶大陸性氣候,夏季濕熱,冬季濕冷,圖4-4和圖4-5是杭州的月平均干球溫度和相對濕度分布。從圖上可看出,杭州月平均最低干球溫度是一月份為5.20℃,月平均最高干球溫度是八月份28.20℃,全年平均月干球溫度為16.90℃;月平均最低相對濕度一月份為65.3%,最高相對濕度出現(xiàn)在八月份為81.1%,全年平均相對濕度為75.8%,下文中在TRNSYS模擬中將會調用到杭州的氣象參數(shù)。
二、不同水溫下系統(tǒng)各月能耗模擬對比
一般的恒溫恒濕空調系統(tǒng)的主要能耗部件包括:冷水機組、加熱器、加濕器、風機和水泵。其中風機和水泵的功率不隨設足工況的改變而改變,因此系統(tǒng)總能耗根據(jù)式4-0計算得出。進行模擬對比時,庫房和閱覽室的控制參數(shù)分別設定為在相同的設足控制參數(shù)下,冷凍水水溫在6--14℃范圍內進行變化,每次設置水溫在前一次模擬的基礎上增加O.s0C,分別計算系統(tǒng)各月份在不同設定水溫下的能耗。
由于系統(tǒng)在不同的工況下需要處理的熱濕工況不一樣,因此對于某種給定工況,受限于實際系統(tǒng)的設備參數(shù),水溫升高到一定程度之后,控制系統(tǒng)的溫濕度將不能夠達到設足要求或者不能穩(wěn)足。因此本文認為,如果系統(tǒng)的溫濕度參數(shù)有超過s%的模擬時間不能夠達到溫濕度的設定范圍內,即認為該設定水溫不能滿足系統(tǒng)的運行需要,因而直接進入下一個月的模擬,最后模擬得到的結果如圖4-6所示。
從圖4-6中可以看出,恒溫恒濕系統(tǒng)的運行能耗隨著冷凍水水溫設足值的升高而降低,模擬結果符合預期。在氣溫較低的時間段內,冷凍水水溫基木上可以維持在13℃左右,而在夏季,滿足系統(tǒng)使用的最高水溫為110℃從圖4-h上還可看出,系統(tǒng)能耗的主要是加熱器和冷水機組兩部分,加濕器只占很小一部分,尤其在五到十月一共六個月之間,加濕器的所占的系統(tǒng)能耗比例幾乎為零。這主要是采用了熱濕獨立控制控制裝置,降低了加濕補償量。從燴濕圖4-7上可以看出,相比一般的恒溫恒濕空調,木文設計的系統(tǒng)在處理典型的夏季工況的時候,少了e-f段電加濕,而電加熱c-f段也比一般系統(tǒng)的d-e段要少,因而系統(tǒng)更加節(jié)能。
三、設定水溫和傳統(tǒng)固定設定水溫的模擬能耗對比
傳統(tǒng)的暖通空調系統(tǒng)中冷凍水的設置溫度一般推薦70℃,因此本節(jié)利用前文建立的TRNSYS模型,同樣調用杭州市的逐時氣象參數(shù),對系統(tǒng)全年使用7℃的冷凍水的條件下,做能耗計算,并將計算的結果和前面模擬取得冷凍水月設置溫度的能耗做對比,得到的結果如圖4-8和4-9所示。圖4-8中的節(jié)能空間是冷凍水為7℃時的系統(tǒng)能耗減去設置溫度下的系統(tǒng)能耗得到的。可以看出,在氣溫較低的月份,節(jié)能效果較為明顯,系統(tǒng)三月份運行在70℃的冷凍水下的能耗為42901kW.h,而運行在140℃下的能耗只有27570kW.h,節(jié)能率高達35.7%,而全年平均節(jié)能效果也達到23.6%。http://petgroup.cn