風管系統密封節能量計算分析

介紹

當組合式空調機組供風流量與建築內冷熱量和通風量完全不平衡時,說明存在管道洩漏,造成能量流失。

在寫字樓、商超的天花板上方經常出現送風管漏風,並且直接被迴風口吸走,造成了通風短路。

洩漏的氣流不會直接到達所需的空間,為了滿足所需空間的風量和冷熱量,就需要增加風機風量、冷量以補償末端的洩漏。

建築體因管道氣密性不足,漏風等造成三種能量負荷:

1. 額外的風機功率消耗;

2. 來自風扇電機熱增量的額外冷卻負荷(當風扇電機處於空調氣流中時);

3. 額外的外部空氣冷卻負荷。

採用AES氣溶膠管道密封后預估的節能量計算

風扇風機功率:

當增加風扇流量以克服管道洩漏造成的漏風時,風機功率(HP)也會增加。風機能耗增加與風機流量的關係,一般用以下公式關係表示為:

風管系統密封節能量計算分析

在實際應用中,彎頭、散流口和其他元件的影響等,以上公式的基本引數有些問題。

據勞倫斯伯克利國家實驗室的模擬表明,20%的管道洩漏對能源的影響相當於風機總能耗的60%至70%。

隨後在勞倫斯伯克利國家實驗室進行的現場測試證實,管道洩漏增加15%會導致空氣處理機組的風扇功率增加約37%。

因此,克服供氣風管洩漏而增加的風機能耗與風機流量之間的關係為:

風管系統密封節能量計算分析

風扇電機熱增量:

在空氣處理機組中,風扇電機通常是在其內部。

因此,風扇電機產生的熱量是必須冷卻的熱負荷。

對於風扇電機和風扇都在空氣處理機組時,ASHRAE將風扇電機產生的熱負荷定義為:

風管系統密封節能量計算分析

風扇電機標準效率的值一般約為89%。

在實踐中,可以使用一般近似值來確定作為風扇流量函式的風扇電機熱負荷。

通常,由於風扇效率低,HVAC風扇電機輸入的35%會轉換為氣流中的熱量(Guyer, Introduction to Air Conditioning Systems, 2009)。

因此,風扇電機、風機流量和熱量之間的關係為:

風管系統密封節能量計算分析

最後,從減少風扇風機熱增量到經調節的空氣流產生的節餘模型為:

透過減少風扇電機熱增量而節省的成本=節省的風機功率×每度電費/(冷卻裝置EER/3.41)

室外空氣冷負荷:

空氣通風標準參照ASHRAE Standard 62。1-200,“Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality”。

通常空氣處理機組的設計是處理固定比例的新鮮空氣和迴風空氣。

在這樣的建築中,為了克服管道洩漏造成的“短路”迴圈,而增加了風扇風機的風量,從而產生了額外的新風冷卻負荷。

在沒有能量回收裝置(ERVs或HRVs)的系統中,需額外冷卻多餘的外部空氣,其能量成本模型如下:

室外空氣每年冷卻成本 = 冷卻能源成本×每年因密封而減少的 OA 空氣冷卻負荷

所以:

風管系統密封節能量計算分析

其中:

OACS——每年室外空氣冷卻節省量

FOA ——新風佔比

t——執行時間(小時)

△h——

風管系統密封節能量計算分析

所以:

OADS =( OA到IA年最高峰值Δh x 60 x 0。075 x OA 的百分比)x [((風機開始流量 - 風機結束流量)/冷卻裝置 EER)/1000] x /kW

其中:

OADS——減少無效OA 冷卻帶來的節省費用。

然而在現場實測能耗的損耗量往往比理論上更嚴重。

風管系統密封節能量計算分析

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