基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法与流程

1.本发明属于地下工程节能技术领域，特别涉及一种基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法。


背景技术：

2.地下工程夏季工况室外焓值高于室内计算温、湿度要求，需要进行降温除湿；另一方面壁面温度绝大多数时间低于室内空调计算温度且湿负荷较大；显然，地下工程空调除湿系统及其装备节能运行，一直是业界关注的重要问题。中国大部分主要城市位于中低纬度地区，夏季湿热，地下工程夏季工况必须实施人工制冷降温及减湿。地下工程一般选用调温型除湿机，并采用新风加一次回风的空调系统形式。其调温除湿原理为：新风与回风混合后先经过除湿机蒸发器进行冷凝除湿，再经过风冷冷凝器实现部分升温，其中除湿机制冷剂在水冷冷凝器与风冷冷凝器间比例分配来达到调温目的。此种空调除湿方式的特点是系统计算简单、经验成熟、运行管理方便，缺点在于需要配备水库和水泵以及管网，大大增加了除湿系统的整体能耗。升温除湿机具有无配套水库、最终室内温度较高等优缺点。因此，如何在地下工程中应用升温除湿机，依然属于行业前沿问题。
3.为了提供一个温湿度均适宜的生活环境，艾清林申请了“带等温或升温除湿功能的全热新风交换设备”，通过控制器控制室外冷凝器制冷剂出口温度达到等温或升温的效果。为了解决除湿时效果差且能效低的问题，游斌等申请了“空调系统及其除湿控制方法”，通过将冷媒系统中的冷热热量储存至储热装置中，在进行控制所述空调系统处于降温除湿模式下，同时控制经过储热模式后的所述储热装置进行放热，使得所述空调系统进入等温除湿模式和/或升温除湿模式。为了保证空调器在除湿的同时使室内温度维持在设定温度值附近，刘通等申请了“一种除湿空调器以及除湿方法”。为了满足最终恒温恒湿的要求，洪奇锐等申请了“新风装置及其控制方法”。
4.归纳起来，上述专利及其涉及实质性内容，主要是对除湿空调/除湿机的控制与功能实现方面；因此，亟待形成指导调温除湿机运行模式、地下工程除湿系统而实现节能运行的量化方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，发明提供了一种基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法，能迅速快捷确定出某一时间段内调温除湿系统的节能率。
6.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
7.本发明提供了一种基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法：
8.所述地下工程调温除湿系统包括调温除湿机和配套水泵，确定所述地下工程调温除湿系统某一时间段内的节能率计算公式如下：
[0009][0010]
上式中，p为地下工程调温除湿系统某一时间段内的节能率，单位为％；d
m
为某一时间段内累计天数；d
i
为某一时间段内调温除湿机采用升温工况的天数，n
i
为调温除湿机装机功率，单位为kw；n
s
为调温除湿机配套水泵装机功率，单位为kw；100％为无量纲常数。
[0011]
作为优选，所述地下工程调温除湿系统具有升温工况、等温工况、降温工况。升温工况，此时只开调温除湿机(用电量就是调温除湿机的功率)，非升温工况(等温工况或降温工况)，此时需要开启除湿机+水泵(用电功率就是除湿机+水泵功率)。
[0012]
作为优选，某一时间段内所述调温除湿机采用升温工况天数d
i
的计算方法如下：
[0013]
在某一时间段内，当同时满足和时，即可判定该天调温除湿机可采用升温工况；
[0014]
上式中，t
n1
为室内涉及温度极小值，单位为℃；g
x
为新风质量流量，单位为kg/s；h
x
为新风焓值，单位为kj/kg；k为地下工程壁面传热系数，单位为kw/(m2·
℃)；s为地下工程壁面表面积，单位为m2；t0为室内壁面温度，单位为℃；d
x
为新风含湿量，单位为kg/kg(干空气)；w0为地下工程室内散湿量，单位为kg/s；w为调温除湿机除湿量，单位为kg/s；2490为0℃时水的汽化潜热，单位为kg/(kg
·
℃)；1.01为干空气的平均定压比热，单位为kj/(kg
·
℃)；1.84为水蒸气的平均定压比热，单位为kj/(kg
·
℃)；d
n1
为室内涉及含湿量极小值，单位为kg/kg(干空气)；d
n2
为室内涉及含湿量极大值，单位为kg/kg(干空气)。
[0015]
作为优选，所述新风含湿量即为当天室外平均含湿量。
[0016]
作为优选，所述新风焓值即为当天室外平均焓值。
[0017]
作为优选，所述地下工程调温除湿系统还包括新风管、回风管、送风管和排风管；所述新风管、回风管、送风管均与所述调温除湿机连接；所述调温除湿机设置于空调机房内，所述新风管通向室外，所述回风管、送风管通向室内，所述排风管设置在室内，通向室外；室外新风经新风管和室内回风经回风管送入调温除湿机经处理后，经送风管送至室内，排风经排风管排出；所述调温除湿机通过回水管、供水管与水库连接，所述配套水泵设置于所述回水管上，达到排出冷凝热的作用。
[0018]
本发明具有如下有益效果：
[0019]
本发明所提供的一种基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法，能直接量化地下工程调温除湿系统的节能率，且能依托历史统计数据而能形成节能率事先评估，或能依靠天气预报的逐日温度数据而预测出后续近期的节能率数值，避免逐时调节的繁琐，实现地下工程调温除湿机高效节能运行。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得
其他的附图。
[0021]
图1是本发明实施例的地下工程调温除湿系统结构示意图；
[0022]
图2是本发明实施例的08月1日至20日的温度逐日波动对比曲线图；
[0023]
图3是本发明实施例的08月1日至20日的含湿量逐日波动对比曲线图；
[0024]
图4是本发明实施例的2018年08月1日至20日该地下工程除湿系统调温除湿机单日节能率和平均节能率对比图。
[0025]
附图标记说明：
[0026]
1.调温除湿机；2.配套水泵；3.新风管；4.送风管；5.回风管；6.排风管；7.回水管；8.供水管。
具体实施方式
[0027]
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
[0028]
本实施例还提供了基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法，如图1所示，
[0029]
所述地下工程调温除湿系统包括调温除湿机和配套水泵，确定所述地下工程调温除湿系统某一时间段内的节能率计算公式如下：
[0030][0031]
上式中，p为地下工程调温除湿系统某一时间段内的节能率，单位为％；d
m
为某一时间段内累计天数；d
i
为某一时间段内调温除湿机采用升温工况的天数，n
i
为调温除湿机装机功率，单位为kw；n
s
为调温除湿机配套水泵装机功率，单位为kw；100％为无量纲常数。
[0032]
进一步地，所述地下工程调温除湿系统具有升温工况、等温工况、降温工况。升温工况，此时只开调温除湿机(用电量就是调温除湿机的功率)，非升温工况(等温工况或降温工况)，此时需要开启除湿机+水泵(用电功率就是除湿机+水泵功率)。
[0033]
进一步地，某一时间段内所述调温除湿机采用升温工况天数d
i
的计算方法如下：
[0034]
在某一时间段内，当同时满足和时，即可判定该天调温除湿机可采用升温工况；
[0035]
上式中，t
n1
为室内涉及温度极小值，单位为℃；g
x
为新风质量流量，单位为kg/s；h
x
为新风焓值，单位为kj/kg；k为地下工程壁面传热系数，单位为kw/(m2·
℃)；s为地下工程壁面表面积，单位为m2；t0为室内壁面温度，单位为℃；d
x
为新风含湿量，单位为kg/kg(干空气)；w0为地下工程室内散湿量，单位为kg/s；w为调温除湿机除湿量，单位为kg/s；2490为0℃时水的汽化潜热，单位为kg/(kg
·
℃)；1.01为干空气的平均定压比热，单位为kj/(kg
·
℃)；1.84为水蒸气的平均定压比热，单位为kj/(kg
·
℃)；d
n1
为室内涉及含湿量极小值，单位为kg/kg(干空气)；d
n2
为室内涉及含湿量极大值，单位为kg/kg(干空气)。
[0036]
进一步地，所述新风含湿量即为当天室外平均含湿量。
[0037]
进一步地，所述新风焓值即为当天室外平均焓值。
[0038]
进一步地，所述地下工程调温除湿系统还包括新风管3、回风管5、送风管4和排风管6，所述新风管3、回风管5、送风管4均与所述调温除湿机1连接；所述调温除湿机1设置在空调机房内，所述新风管3通向室外，所述回风管5、送风管4通向室内，所述排风管6设置在室内，通向室外；所述调温除湿机4设置在空调机房内，室外新风经新风管3和室内回风经回风管5送入所述调温除湿机1经处理后，经送风管4送至室内，排风经排风管6排出；所述配套水泵2位于水泵房内，所述调温除湿机1通过回水管7、供水管8与水库连接，所述配套水泵2设置于所述回水管7上，达到排出冷凝热的作用。
[0039]
下面是应用本发明方法的一个工程实施例。
[0040]
以北京地区某地下工程为例，室内散湿量w0＝4.2
×
10
‑
3kg/s；壁面温度t0＝15℃；调温除湿机除湿量w＝13.7
×
10
‑3kg/s；为新风质量流量g
x
＝1.3kg/s；调温除湿机配电功率n＝17kw；地下工程壁面传热系数k＝0.5
×
10
‑3kw/(m2·
℃)；地下工程壁面表面积s＝7400m2；室内设计温度极小值t
n1
＝25℃；室内设计温度极大值t
n2
＝30℃；室内设计含湿量极小值d
n1
＝4
×
10
‑3kg/kg(干空气)；室内设计含湿量极大值d
n2
＝10kg/kg(干空气)；调温除湿机配套水泵装机功率n
s
＝9kw。
[0041]
如图2所示，纵坐标的变量为空气温度及其单位℃，下部横坐标的变量为日期及其单位自然数，数据来自于中国天气网公布的2018年08月1日至20日室外大气环境中平均温度。如图3所示，纵坐标的变量为含湿量及其单位g/kg(干空气)，下部横坐标的变量为日期及其单位自然数，数据来自于中国天气网公布的2018年08月1日至20日室外大气环境中平均相对湿度转换而来。
[0042]
利用式(2)和式(3)，计算出逐日条件下室内计算温度和含湿量，并与设定的室内设计温度极大值、极小值，室内设计含湿量极大值、极小值分别进行对比，如图4所示。图4所示的数据表明，针对该地下工程除湿系统，在2018年08月1日至20日可开启升温工况的天数为13天。
[0043]
参照图4，纵坐标的变量为节能率及其单位％，下部横坐标的变量为日期及其单位自然数，即可算出2018年08月1日至20日该地下工程除湿系统调温除湿系统节能率为p＝22.5％。
[0044]
升温工况的使用与室外温度、室外相对湿度紧密相关，逐日特征显著；利用公开的历史数据，能测算出是否使用升温工况；此外，利用天气预报数据，能直接手动逐日预设是否开启升温工况；因此，本发明实施例是一种具有简单、可靠的基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法。
[0045]
由以上技术方案可以看出，本实施例提供的基于逐日调节的地下工程调温除湿系统节能率的计算方法，能直接量化地下工程调温除湿系统的节能率，且能依托历史统计数据而能形成节能率事先评估，或能依靠天气预报的逐日温度数据而预测出后续近期的节能率数值，避免逐时调节的繁琐，实现地下工程调温除湿机高效节能运行。
[0046]
以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方
案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。