本章首先使用杭州典型氣象年下8760小時的逐時氣象數據,對書本存放庫房的全年熱濕負荷情況進行了模擬:而后使用獨立控制系統TRNSYS模型,調用典型氣象年參數,得到庫房全年溫濕度變化、能耗情況,通過與傳統系統的對比,分析了獨立控制系統的能耗特點及其節能情況:最后研究了降低庫房設定溫度帶來的節能潛力。
由于氣象環境具有隨機性,根據單獨一年的氣象參數來計算建筑傳熱及進行空調系統模擬,其結果往往有較大的差別,因此要從多年的氣象數據中挑選出代表性的全年逐時氣象數據,建立典型氣象年(TypicalMeteorologicalYear;TMY)以充分反映長期的氣象變化規律。典型氣象年以近30年的月平均值為依據,從近10年的資料中選取接近30年平均值的各月組成一年,主要包括空氣溫度、濕度、太陽輻射強度、地表溫度以及風速風向等。由于選取的月平均值在不同的年份,還需要進行月問平滑處理。圖4 1是杭州(120 1713,30 23N)典型氣象年室外環境參數.包括日平均溫度、含濕量、相對濕度。各月份平均溫度、相對濕度如圖4.2所示。月平均最低溫度為1月5.2℃,月平均最高溫度為8月282℃:而各月的平均相對濕度大多在70.0以上
在設定房間參數(220℃.600%)下,模擬時間步長取0 25 h,得到庫房全年負荷模擬結果如圖4.6所示。
對于冷水機組能耗,仍然采用式(3.5)進行計算,式中冷水機組COP根據廠家提供信息取2.9。風機與水泵功耗為20 5 kW。獨立控制系統及傳統系統各部件逐月能耗所占比例分別如圖411、圖412所示。兩種系統中泵與風機能耗相同,在獨立控制系統中.此二者所占能耗比例平均為315%,在傳統系統中平均為17.8%,可以看到泵與風機能耗在系統中占有相當太的比例。兩種系統中,冬季加熱器能耗都占主要地位,夏季時,冷水機組能耗則較高。由圖4 11還可以看到.獨立控制系統中加濕器能耗所占比例甚小,平均僅為0.4%,而其在傳統系統中平均占到14 9%。這是因為,對于獨立控制系統。當空氣不需除濕時,表冷器水溫較高,不會有除濕發生;當空氣需除濕時,表冷器直接控制空氣濕度到達送風要求,后續不需要加濕補償,因此獨立控制系統完全消除了加濕補償.其總體加濕器能耗隨之大大減小。
對于冬季與春季,室內溫濕度分別由加熱器、加濕器控制,降低室內溫度設定值同樣可以降低系統能耗。同時,圖書等紙質藏品,往往對濕度的要求更為嚴格.對于溫度的稍微調整.并不注重。為此,降低庫房的設定溫度,對系統節能情況做一模擬分析。設定庫房目標溫度為:210℃。為敘述方便,以下稱獨立控制系統設定溫度T喊=22℃為設定值1,而z量=21 00c稱為設定值2。表4.3列出了兩種設定值下加熱器、加濕器以及冷水機組各月能耗情況。對于加熱器,設定值2較設定值i節能區間為2.2~10 2%,節能率較大的情況發生在1~3、11-12月。這些月份中,由于需要為庫房提供熱量,因此送風溫度較高;溫度設定值降低1℃.即減少了相應的加熱器投入量。加濕器能耗減少比例為9.8—46.2%,由于設定相對濕度保持為60%,而設定溫度降低,因此室內空氣的古濕量下降,即在加濕時,需要的加濕量是減少的,因此加濕器的能耗減小輕明顯。而對于冷水機組.在1-3、11~12月中能耗減小比例較明顯。這些月份中,表冷囂基本處于冷凍水流量最小、回水比例最大的“準”不工作狀態。
