大温差环境下空调送风系统优化设计
桑海涛
摘 要： 针对传统的空调送风系统在大温差环境下不能很好地进行送风的问题，提出一种大温差环境下空调送风系统优化设计方案。对机器露点机组进行有效的优化，改变了传统露点机组对湿度以及温度的敏感程度，把内耗的温度差降到了最低，对焓湿和室内送风量从新进行设定，针对大温差环境利用敏感芯片进行了有效的控制计算，方便针对不同环境的温差进行自我重新设定。对风机和风道温升系统进行了优化，保证在大温差环境下的调节能力，同时保持较低的耗电功率。为了验证设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的有效性，设计了对比仿真试验，实验数据表明，设计的优化方案能够进行有效的对大温差进行调节。
关键词： 大温差环境； 送风系统； 露点机组； 焓湿； 敏感芯片
中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）20?0150?03
Abstract： Since the traditional air supply system of air conditioner can't supply the air better in large temperature difference environment， a new optimization design scheme of air supply system for air conditioner in large temperature difference environment is put forward. The dew point unit of the machine is effectively optimized to change the sensitivity of the traditional dew point unit for humidity and temperature， and reduce the temperature difference of the internal friction to the minimum. The enthalpy and indoor air supply are reset， and effectively controlled and calculated by means of the sensitive chip in large temperature difference environment， which is convenient for self?reset according to temperature difference in different environments. The temperature rising systems of draught fan and air duct are optimized to maintain the low power consumption while ensuring the regulation ability in large temperature difference environment. In order to verify the validity of the optimization scheme for the air conditioner′s air supply system in large temperature difference environment， the contract simulation experiment was designed. The experimental data shows that the optimization scheme can adjust the large temperature difference effectively.
Keywords： large temperature difference environment； air supply system； dew point unit； enthalpy； sensitive chip
0 引 言
随着气候的变化，温室效应、厄尔尼诺效应等效应突发的概率越来越多，加上现代城市中的绿植面积的减少，城市的温差变得越来越大[1?2]。室内外的温差较大造成普通的空调设备出现超负荷的工作环境，虽然空调的调节能力很强但是依然无法满足在大温差环境下室内温度的调节[3?5]，特别是在高温的环境下，由于温差较大同时送风功率的极限值是一个定值，因此需要对空调的送风系统进行有效的优化，这样才能满足在大温差环境下的室内温度的调节[6?8]。针对上述问题，提出一种大温差环境下空调送风系统优化方案，为了验证本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的有效性，设计了对比仿真试验，通过实验数据有效的证明了本文设计的优化方案有效性。
1 空调送风系统优化设计
1.1 硬件系统的选择
本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的硬件设备包含风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器、制冷机组。这些硬件系统根据不同型号的空调设备会有所调整，但是整体的框架结构是不变的。其硬件框架结构图如图1所示。
1.2 露点机组的优化
本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案，需要对露点机组进行有效优化，保证露点机组能够对大温差环境下温度、湿度保持较高的灵敏度，特别是在高温的环境下。大温差环境下的露点机组的内设与外设之间的存在很大的设置差值，想要协调内设与外设的平衡关系，需要进行相应的内差适用性计算，计算过程如下：
通过函数关系进行有效的设定，能够保证在大温差的环境下有一个良好的温差灵敏度。
1.3 焓湿和室内送风量的重新设定
焓湿和室内送风系统的设定是非常重要的环节。房间内的温度、湿度都是通过焓湿和室内送风系统所决定的，因此在大温差的环境下需要进行重新的设定。假设房间内的空调冷热负荷为[Q]以及湿负荷为[y]，根据大温差的房间湿热比可以得到公式为：
1.4 确定风机和风道温升系数
在对露点机组以及焓湿和室内送风量进行重新设定以后，需要对风机和风道温升系数进行估算。针对不同的风机使用的风道温升系数也是不同的，但是由于大温差的环境因此可以针对大温差进行系统的调整。大温差系统风机和管道温升计算方法与常规空调系统相同，通下列步骤可以进行确定。首先进行系统输送方程比：
通过上述计算过程可以对大温差环境下的空调送风系统进行有效的优化。
2 仿真实验分析
2.1 评价指标
评价空调送风系统的指标主要有鲁棒性和温度调配差系数两种。
鲁棒性：
2.2 结果分析
在实验过程中，对传统送风系统与本文设计的方案的试验结果进行记录，如表1所示。
分析表1结果得知：本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，其温度调配差系数明显高于传统的送风系统，说明本文设计的方案能够进行更加准确的温度调控；鲁棒性是衡量系统稳定性的指数，本文设计系统明显高于传统的方法，说明本设计系统更加稳定。
分析图2结果得知，本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，对温度的调控能力更加精准，同时温度的调控能力更加强。
3 结 语
本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，改变了传统露点机组对湿度以及温度的敏感程度，把内耗的温度差降到了最低，对焓湿和室内送风量从新进行设定，能够针对不同环境的温差进行自我重新设定。希望通过本的设计能够促进空调在大温差环境下的使用。
参考文献
[1] 张恺，张小松，李舒宏，等.地板送风数据机房空调系统气流组织的优化[J].东南大学学报（自然科学版），2016，46（1）：62?69.
[2] 唐江明，谷正气，莫志姣，等.汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2016，39（3）：309?313.
[3] 贾学斌，张雷，陈敬文.高铁站房大空间空调送风的气流组织分析与研究[J].铁道科学与工程学报，2015（4）：762?768.
[4] 刘前龙，傅允准.毛细管吊顶联合独立新风空调系统供暖室内热环境的试验研究[J].流体机械，2015，43（10）：67?72.
[5] 程远达，张兴惠，景胜蓝，等.风口布置对分层空调系统节能潜力及头脚温差的影响[J].暖通空调，2016，46（6）：116?121.
[6] 李思成，李昌厚，陈汪海涛.熱压及室外风压对高层建筑楼梯间加压送风系统影响的网络模拟分析[J].暖通空调，2015（5）：86?92.
[7] 钟克承，夏春华，潘庆瑶，等.严寒地区数据中心冷却塔供冷空调系统不同模式下的节能分析[J].暖通空调，2016，46（10）：5?8.
[8] 胡张保，张志伟，李改莲，等.采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究[J].流体机械，2015，43（11）：68?71.
摘 要： 针对传统的空调送风系统在大温差环境下不能很好地进行送风的问题，提出一种大温差环境下空调送风系统优化设计方案。对机器露点机组进行有效的优化，改变了传统露点机组对湿度以及温度的敏感程度，把内耗的温度差降到了最低，对焓湿和室内送风量从新进行设定，针对大温差环境利用敏感芯片进行了有效的控制计算，方便针对不同环境的温差进行自我重新设定。对风机和风道温升系统进行了优化，保证在大温差环境下的调节能力，同时保持较低的耗电功率。为了验证设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的有效性，设计了对比仿真试验，实验数据表明，设计的优化方案能够进行有效的对大温差进行调节。
关键词： 大温差环境； 送风系统； 露点机组； 焓湿； 敏感芯片
中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）20?0150?03
Abstract： Since the traditional air supply system of air conditioner can't supply the air better in large temperature difference environment， a new optimization design scheme of air supply system for air conditioner in large temperature difference environment is put forward. The dew point unit of the machine is effectively optimized to change the sensitivity of the traditional dew point unit for humidity and temperature， and reduce the temperature difference of the internal friction to the minimum. The enthalpy and indoor air supply are reset， and effectively controlled and calculated by means of the sensitive chip in large temperature difference environment， which is convenient for self?reset according to temperature difference in different environments. The temperature rising systems of draught fan and air duct are optimized to maintain the low power consumption while ensuring the regulation ability in large temperature difference environment. In order to verify the validity of the optimization scheme for the air conditioner′s air supply system in large temperature difference environment， the contract simulation experiment was designed. The experimental data shows that the optimization scheme can adjust the large temperature difference effectively.
Keywords： large temperature difference environment； air supply system； dew point unit； enthalpy； sensitive chip
0 引 言
随着气候的变化，温室效应、厄尔尼诺效应等效应突发的概率越来越多，加上现代城市中的绿植面积的减少，城市的温差变得越来越大[1?2]。室内外的温差较大造成普通的空调设备出现超负荷的工作环境，虽然空调的调节能力很强但是依然无法满足在大温差环境下室内温度的调节[3?5]，特别是在高温的环境下，由于温差较大同时送风功率的极限值是一个定值，因此需要对空调的送风系统进行有效的优化，这样才能满足在大温差环境下的室内温度的调节[6?8]。针对上述问题，提出一种大温差环境下空调送风系统优化方案，为了验证本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的有效性，设计了对比仿真试验，通过实验数据有效的证明了本文设计的优化方案有效性。
1 空调送风系统优化设计
1.1 硬件系统的选择
本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案的硬件设备包含风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器、制冷机组。这些硬件系统根据不同型号的空调设备会有所调整，但是整体的框架结构是不变的。其硬件框架结构图如图1所示。
1.2 露点机组的优化
本文设计的大温差环境下空调送风系统优化方案，需要对露点机组进行有效优化，保证露点机组能够对大温差环境下温度、湿度保持较高的灵敏度，特别是在高温的环境下。大温差环境下的露点机组的内设与外设之间的存在很大的设置差值，想要协调内设与外设的平衡关系，需要进行相应的内差适用性计算，计算过程如下：
通过函数关系进行有效的设定，能够保证在大温差的环境下有一个良好的温差灵敏度。
1.3 焓湿和室内送风量的重新设定
焓湿和室内送风系统的设定是非常重要的环节。房间内的温度、湿度都是通过焓湿和室内送风系统所决定的，因此在大温差的环境下需要进行重新的设定。假设房间内的空调冷热负荷为[Q]以及湿负荷为[y]，根据大温差的房间湿热比可以得到公式为：
1.4 确定风机和风道温升系数
在对露点机组以及焓湿和室内送风量进行重新设定以后，需要对风机和风道温升系数进行估算。针对不同的风机使用的风道温升系数也是不同的，但是由于大温差的环境因此可以针对大温差进行系统的调整。大温差系统风机和管道温升计算方法与常规空调系统相同，通下列步骤可以进行确定。首先进行系统输送方程比：
通过上述计算过程可以对大温差环境下的空调送风系统进行有效的优化。
2 仿真实验分析
2.1 评价指标
评价空调送风系统的指标主要有鲁棒性和温度调配差系数两种。
鲁棒性：
2.2 结果分析
在实验过程中，对传统送风系统与本文设计的方案的试验结果进行记录，如表1所示。
分析表1结果得知：本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，其温度调配差系数明显高于传统的送风系统，说明本文设计的方案能够进行更加准确的温度调控；鲁棒性是衡量系统稳定性的指数，本文设计系统明显高于传统的方法，说明本设计系统更加稳定。
分析图2结果得知，本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，对温度的调控能力更加精准，同时温度的调控能力更加强。
3 结 语
本文设计的大温差环境下的空调送风系统的优化方案，改变了传统露点机组对湿度以及温度的敏感程度，把内耗的温度差降到了最低，对焓湿和室内送风量从新进行设定，能够针对不同环境的温差进行自我重新设定。希望通过本的设计能够促进空调在大温差环境下的使用。
参考文献
[1] 张恺，张小松，李舒宏，等.地板送风数据机房空调系统气流组织的优化[J].东南大学学报（自然科学版），2016，46（1）：62?69.
[2] 唐江明，谷正气，莫志姣，等.汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2016，39（3）：309?313.
[3] 贾学斌，张雷，陈敬文.高铁站房大空间空调送风的气流组织分析与研究[J].铁道科学与工程学报，2015（4）：762?768.
[4] 刘前龙，傅允准.毛细管吊顶联合独立新风空调系统供暖室内热环境的试验研究[J].流体机械，2015，43（10）：67?72.
[5] 程远达，张兴惠，景胜蓝，等.风口布置对分层空调系统节能潜力及头脚温差的影响[J].暖通空调，2016，46（6）：116?121.
[6] 李思成，李昌厚，陈汪海涛.熱压及室外风压对高层建筑楼梯间加压送风系统影响的网络模拟分析[J].暖通空调，2015（5）：86?92.
[7] 钟克承，夏春华，潘庆瑶，等.严寒地区数据中心冷却塔供冷空调系统不同模式下的节能分析[J].暖通空调，2016，46（10）：5?8.
[8] 胡张保，张志伟，李改莲，等.采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究[J].流体机械，2015，43（11）：68?71.
