冰蓄冷空调“除热量”分析_997

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1、冰蓄冷空调“除热量”分析摘要：从除热量的概念出发，对冰蓄冷空调除热量的构成进行了讨论，并对冷冻水、楼板和内墙造成的除热量的逐时分布进行了估算，并用对某大厦空调运行的实测数据进行了验证。关键词：冰蓄冷空调常规空调蓄热除热量1问题的提出在这里首先强调“除热量”的概念，“除热量”是大家所熟悉的一个概念，当空调系统间歇使用时，室温有一定的波动，引起围护结构额外的蓄热和放热，结果使得空调设备要从室内多取走一些热量，该总热量称为除热量。常规空调系统制冷机的设计制冷量系按照（设计日）建筑物空调时间内最大逐时冷负荷确定，即：Qz=m

2、ax(Qj)(1)式中Qz---常规空调制冷机设计（空调工况）制冷量KW；　　Qj--空调过程中j时刻建筑物的逐时冷负荷KW。所以，在投入空调运行时制冷机具有比较大的制冷能力，而且常规空调系统还可以在空调开始时刻之前提前一段时间开机运行等，这些对于消除除热量都是有利的，故在进行冷源设计时，一般认为常规空调系统可以消除除热量，对于除热量可不予考虑。由于冰蓄冷空调系统冷源设计需要以建筑物空调时间内逐时冷负荷为依据，而除热量在空调时间内也呈逐时分布，即在空调时间内任意时刻都应有：Qoj=Qcj+Qj(2)式中Qoj---空

3、调过程中j时刻冰蓄冷空调系统的逐时冷负荷KW；　　Qcj---空调过程中j时刻的逐时除热量KW；　　Qj---同（1）式，空调过程中j时刻常规空调系统的逐时冷负荷KW。由（2）式可知，当Qcj不能忽略时，应对除热量予以适当的考虑。2冰蓄冷空调系统除热量的构成众所周知，冰蓄冷空调适用于在夜间停止空调运行或夜间空调负荷比较小的建筑物，以便于其冷源在夜间低谷用电时段进行蓄冷。因此，在第二天空调系统开始运行时，空调房间的室内温度和围护结构材料的温度接近当时的环境温度，空调冷水系统中的冷水温度也有一定程度的上升，每一项都会产生

4、蓄热量。这些蓄热量在数值上等于冰蓄冷空调的除热量，需要在第二天空调系统开始投入运行后予以消除，其有以下几项：2.1空调冷冻水的蓄热对于室内、室外机械循环供冷（温差5℃），空调冷冻水系统水容量可分别按照31.2升/千瓦和23.5升/千瓦[4]估算，本文取二者的平均值，即按照Ls=27.35升/千瓦估算，根据管道的保冷情况和各地的气象数据，通过编程计算，在夜间空调系统停止运行期间，空调冷冻水的平均温度约上升6～13℃（北方取较低值），这里可取Δt=9.5℃进行估算。2.2围护结构蓄热在夜间空调系统停止运行期间，围护结构材

5、料的温度、空调空间内空气的温度与室外温度的关系比较复杂，为了简化，这里取在空调系统投入运行时围护结构材料的温度、空调空间内空气的温度、室外温度三者相同。2.3室内空气蓄热及其它蓄热在夜间空调系统停止运行期间，空调房间内的空气也会由于温度的升高而产生蓄热，由于该项蓄热数值比较小，这里不做详细考虑。另外，空调房间内的所有家具、设备等物品也都会由于温度的升高而产生蓄热，由于这些物品的材质、规格、数量等因房间而异，差别较大，这里不做详细考虑。3除热量数值估算3.1冷冻水除热量数值估算估算时取冷负荷指标为150W/m2，按照2

6、.1的数据计算得到冷冻水除热量数值为45.3W/m2。需要说明的是，冷冻水除热量需要在空调运行开始后的1个小时内除去，此后的空调连续运行时间内，冷冻水除热量为零。3.2围护结构除热量数值估算文献[1]、[2]介绍了围护结构的蓄热特性及其估算方法，这里给出作者对三种围护结构除热量的估算结果，围护结构的热工特性见表1，围护结构的结构见图1。表1围护结构的热工特性序号位置名称γkg/m3λW/m?KSW/m2?KδmR=δ/λD=R?S备注1楼板水泥沙浆钢筋混凝土180025000.931.7411.4818.380.02

7、0.10.0220.05740.251.056二层2内、外墙石灰沙浆混凝土空心砖(490×240×240)160013000.810.19810.123.5260.020.240.0250.2960.252.86二层三排孔[3]图1（a）为楼板和内墙结构示意图，其中N表示室内侧，1、2为不同材料层编号，3为对称轴。图1(b)为外墙结构示意图，其中N表示室内侧，W表示室外侧，1、2为不同材料层编号。对于表1中序号1的楼板，由于ΣDn<2，各材料层表面蓄热系数按下式计算：Yn=(RnSn2+Yn+1)/(1+RnYn+1

8、)(3-a)对于表1中序号2、3的内墙或外墙，由于Dn+Dn+1≥1，各材料层表面蓄热系数按下式计算：Yn=(RnSn2+Sn+1)/(1+RnSn+1)(3-b)式中Yn---编号为n的材料层的表面蓄热系数W/m2?K；　　Rn---编号为n的材料层的热阻m2?K/W；　　Sn---编号为n的材料层的蓄热系数W/m2?K；　　Yn+1--编号