室内温度25度,相对湿度77%,如何设计空调的送风温度?

　　表1　不同室内温度下的PPD值
　　温度/℃ 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0
　　PPD/% 99.4 92.6 69.7 37.2 13.2 5.00 13.0 37.5 70.9
　　当室内空气温度为25 ℃,仅使相对湿度变化时,相应的PPD值见表2.
　　表2　不同相对湿度下的PPD值
　　相对湿度/% 40 45 50 55 60 65 70 75
　　PPD/% 5.10 5.02 5.00 5.03 5.11 5.24 5.37 5.49
　　由表中数据可以看出,室内空气温度改变对室内热舒适度的影响非常大,而相对湿度的变化对室内热舒适度影响很小.在一定范围内,相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响.
　　3　室内设计温度改变对空调能耗的影响
　　为了计算室内空气温度改变对空调能耗的影响,本文以北京的1栋4层办公楼为例进行分析.
　　此4层办公楼全楼共有360人工作,每层平均有90人.窗户均为单层玻璃木框窗,有内遮阳及浅色布帘,南窗面积170m2,东窗40m2,西窗40m2,北窗120m2.窗的总面积为370m2.屋面为70 mm混凝土面板加120mm加气混凝土保温层,面积为464.7 m2.外墙为内抹灰的490砖墙.南墙面积为391.56 m2,东、西墙均为134 m2,北墙286 m2,地面面积为464.7m2.
　　新风量按30 m3/(h.人)计算,室内设计相对湿度取55%,送风温差取6 ℃,采用一次回风式空调系统.
　　采用冷负荷系数法计算出在不同的室内设计温度tn下的设计空调冷负荷、湿负荷、制冷量以及以室内设计温度25 ℃为基准的节能率.计算结果列于表3.
　　表3　不同室内设计温度下的节能率
　　房间温度
　　/℃ 21 22 23 24 25 26 27 28 29
　　房间冷负
　　荷/kW 116.8 113 109 105.6 102 98.2 94.4 90.7 87
　　湿负荷
　　/g/s 7.348 7.937 8.543 9.167 9.808 10.467 11.142 11.834 12.542
　　热湿比
　　/kJ/kg 15 900 14 000 13 000 11 500 10 400 9 400 8 500 7 700 6 900
　　送风量
　　/kg/s 16.22 15.48 14.34 13.7 12.3 11.6 11 9.9 9.2
　　新风量
　　/kg/s 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6
　　新风负荷
　　/kW 149.6 141.5 132.1 121.5 108.6 96.4 86.1 74.6 57.1
　　再热负荷
　　/kW 33.6 34.5 35.7 36.7 37.9 39.4 41 42.7 44.5
　　制冷量
　　/kW 300 289 276.8 263.8 248.5 234 221.5 208 188.6
　　节能率
　　/% -20.7 -16.3 -11.4 -6.2 0 5.8 10.9 16.3 24.1
　　为了确定空调能耗随室内空气温度的变化规律,将表3中的节能率绘于图1.由图1可以看出,随室内设计温度的变化,节能率呈线性规律改变,室内设计温度每提高1 ℃,空调系统将减少能耗约6%.
　　图1　室内设计温度与节能率的关系
　　4　相对湿度的改变对空调能耗的影响
　　在工程计算中,人员的散热散湿只考虑人的劳动强度和空气温度.所以当室内温度为定值,仅使室内相对湿度改变,可以认为房间的冷负荷、湿负荷为定值［3］.
　　仍以前述北京的4层办公楼为例.
　　当室内设计温度取26 ℃时,房间冷负荷为98.2 kW,湿负荷10.467 g/s,热湿比为9 400 kJ/kg.
　　送风温差取5 ℃,新风量仍为3.6 kg/s.相对湿度从35%升至70%时的制冷量以及以相对湿度50%为基准的节能率列于表4.
　　为了确定空调能耗随相对湿度的变化规律,将表4中的节能率绘于图2.由图2可以看到,当相对湿度大于50%时,节能率随相对湿度呈线性规律变化.由于夏季室内设计相对湿度一般不会低于50%,所以以50%为基准,相对湿度每增加5%,节能10%.
　　表4　不同相对湿度下的节能率
　　相对湿度/% 35 40 45 50 55 60 65 70
　　hn/kJ/kg 45 47.5 50 53 55.5 58.5 61 64
　　ho/kJ/kg 38 40.5 43 46 48.5 51.5 54 57
　　hc/kJ/kg 55 56.8 58.6 60.6 62.7 64.8 66.8 68.8
　　hL/kJ/kg 26 31 35.7 40.2 44.5 48.8 52.8 57
　　送风量/kg/s 14 14 14 14 14 14 14 14
　　制冷量/kW 406 361 321 286 255 224 196 165
　　节能率/% -42 -26 -12 0 11 22 31 42
　　图2　室内相对湿度与节能率的关系
　　5　室内设计参数的优化组合
　　通过以上分析可以很清楚地看到：室内空气温度对人的热舒适感影响很大,但对空调能耗的影响则比较小.而相对湿度对人的热舒适感影响很小,但是对空调能耗的影响很大.因此在确定室内设计参数时,温度可以低一点,相对湿度可以高一些.这样,既可以保证较高的热舒适度,又可以减少空调能耗.
　　例如在宾馆中,假如室内设计参数温度取25 ℃,相对湿度取50%,当相对湿度不变而室温增至28 ℃时,可节能18%,但却使房间的热舒适度降低到有70.9%的人员不满意的程度.
　　当室内空气温度不变,仍取25 ℃,而相对湿度由50%增至65%时可节能30%,房间的热舒适度基本没有变化.
　　将tn=25 ℃、φ=65%和tn=28 ℃、φ=50%比较,前一组室内设计参数比后一组节能12%,热舒适度也高很多.
　　在商场和舞厅中也有同样的规律.
　　6　结论
　　在确定室内设计参数时,为了保证较高的热舒适度,室内设计温度应取低一点,而在一定温度范围内,通过提高室内设计相对湿度的途径减少空调能耗.