基于焓濕圖的空調(diào)冷凝水生成量計(jì)算與分析

劉俊紅田宇良張文科劉鳳珍羅南春

(山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院,山東濟(jì)南250101)

0 引言

水資源是人類生存和社會(huì)發(fā)展必不可缺的重要資源。根據(jù)水利部最新發(fā)布的《2018年中國(guó)水資源公報(bào)》[1],我國(guó)水資源總量為2 7462.5億 m3。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2018年末中國(guó)大陸總?cè)丝跒?3.95億人,因此年人均水資源量為1 968 m3。而全球年人均水資源量為8 870 m3,也就是說(shuō)我國(guó)年人均水資源量只能達(dá)到全球平均水平的22%,是全球人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。自20世紀(jì)80年代開始,由于人口增長(zhǎng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)模式變化等因素,全球用水量每年增長(zhǎng)約1%[2]。隨著需水量不斷增長(zhǎng)以及氣候變化影響的愈加顯著,水資源應(yīng)用面臨的壓力將會(huì)持續(xù)升高,影響了水資源的可持續(xù)利用。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的不斷推進(jìn),用水需求量也快速增加。與此同時(shí),空調(diào)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人們社會(huì)生活中的使用率也已越來(lái)越高。夏季在空調(diào)室內(nèi)制冷的同時(shí),空氣中的水蒸氣會(huì)在室內(nèi)蒸發(fā)器表面凝結(jié)而產(chǎn)生冷凝水,且濕負(fù)荷越大的環(huán)境所產(chǎn)生的冷凝水量較多。由GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]可知,1 kW冷負(fù)荷每1 h能產(chǎn)生0.4～0.8 kg的冷凝水。對(duì)于一棟10 000 m2的辦公建筑,冷負(fù)荷估算指標(biāo)取110 W/m2,空調(diào)每天開啟時(shí)間為7∶00～18∶00,取1 kW 冷負(fù)荷每1 h產(chǎn)生0.6 kg的冷凝水,則該辦公樓每天就可以產(chǎn)生7 260 kg的冷凝水,具有很大的可用水量,而且產(chǎn)生的冷凝水是空調(diào)工作時(shí)的副產(chǎn)品,不需要再額外消耗其他能源。因此,對(duì)空調(diào)冷凝水的回收利用是對(duì)現(xiàn)有水資源的“開源”,是解決水資源緊缺的有效途徑之一。

根據(jù)GB 50555—2010《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[4],建筑可回收的優(yōu)質(zhì)雜排水包含空調(diào)冷凝水。而GB/T 50378—2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[5]的綠色建筑的評(píng)價(jià)指標(biāo)中明確了節(jié)水和水資源利用的權(quán)重,空調(diào)冷凝水屬于其中的非傳統(tǒng)水源利用。因此,不管空調(diào)冷凝水是用于建筑還是用于緩解當(dāng)?shù)厮Y源緊缺,都具有很大的利用研究?jī)r(jià)值。

目前,對(duì)空調(diào)冷凝水回收利用的研究有很多,如將冷凝水用于飲用[6-8]、冷卻塔補(bǔ)水[9-11]、綠化[12]及衛(wèi)生用水等。由于空調(diào)冷凝水的水溫較低,還可用于對(duì)冷凝器、壓縮機(jī)等的降溫[13-14],以提高空調(diào)系統(tǒng)效率。然而,在空調(diào)冷凝水的相關(guān)研究中,即使對(duì)同一種空調(diào)系統(tǒng),冷凝水生成量的計(jì)算公式也不相同。因此,文章通過(guò)焓濕圖確定不同空調(diào)系統(tǒng)冷凝水生成量的計(jì)算公式,分析其組成,并計(jì)算出我國(guó)各省會(huì)(首府)城市相同辦公建筑每天生成的空調(diào)冷凝水量,為冷凝水收集回收利用提供參考。

1 基于焓濕圖的空調(diào)冷凝水生成量計(jì)算方法

1.1 集中式空調(diào)系統(tǒng)

1.1.1 焓濕圖上夏季過(guò)程的表示

對(duì)于集中式空調(diào)系統(tǒng),應(yīng)用最廣泛的是全空氣的一次回風(fēng)系統(tǒng),其主要采用夏季再熱法和最大溫差送風(fēng)法等兩種送風(fēng)方法。

夏季再熱法和最大溫差送風(fēng)法的夏季過(guò)程在焓濕圖上的表示如圖1所示[15]。其中,夏季再熱法的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O由過(guò)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N的熱濕比線ε與送風(fēng)溫差Δto確定；最大溫差送風(fēng)法的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)L′為過(guò)N的熱濕比線ε與相對(duì)濕度φ=95%的交點(diǎn)。室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)O和室外狀態(tài)點(diǎn)W的空氣混合到C點(diǎn)后,冷卻減濕到露點(diǎn)溫度L(或L′)點(diǎn),再加熱到O點(diǎn),由送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O(或L′)送入房間。

圖1 夏季再熱法和最大溫差送風(fēng)法的夏季過(guò)程焓濕圖

夏季再熱法的處理過(guò)程為

冷凝水生成量W1由式(1)表示為

式中:W1為冷凝水生成量,kg/h；G為風(fēng)量,kg/h；dC和dL分別為C、L點(diǎn)的含濕量,g/kg。

最大溫差送風(fēng)法的處理過(guò)程為

冷凝水生成量W2由式(2)表示為

式中:dL′為L(zhǎng)′點(diǎn)含濕量,g/kg。

1.1.2 冷凝水生成量分析

室內(nèi)濕負(fù)荷Wn由式(3)表示為

式中:dN、dO分別為N、O點(diǎn)的含濕量,g/kg。

新風(fēng)濕負(fù)荷Wx由式(4)表示為

式中:GW為新風(fēng)風(fēng)量,kg/h；dW為W點(diǎn)含濕量,g/kg。

根據(jù)線段與風(fēng)量的比例關(guān)系,可得式(5)為

代入式(4),可得式(6)為

則新風(fēng)濕負(fù)荷與室內(nèi)濕負(fù)荷之和由式(7)表示為

即夏季再熱法冷凝水生成量為室內(nèi)濕負(fù)荷與新風(fēng)濕負(fù)荷之和。

同理可得,最大溫差送風(fēng)法的冷凝水生成量也為室內(nèi)濕負(fù)荷與新風(fēng)濕負(fù)荷之和,即對(duì)于不同送風(fēng)方式的一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),雖然冷凝水產(chǎn)生于各機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)機(jī)組(空氣處理機(jī)組),但冷凝水量都為室內(nèi)濕負(fù)荷與新風(fēng)濕負(fù)荷之和。

1.2 半集中式空調(diào)系統(tǒng)

1.2.1 焓濕圖上夏季過(guò)程的表示

半集中式空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的為風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng),其夏季處理過(guò)程在焓濕圖上的表示如圖2所示。風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)變化負(fù)荷(如圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)冷負(fù)荷),而新風(fēng)處理機(jī)組只承擔(dān)新風(fēng)本身的負(fù)荷,不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷,且不考慮溫升。因此,新風(fēng)經(jīng)處理機(jī)組冷卻減濕后的點(diǎn)L為室內(nèi)空氣焓值線iN與新風(fēng)處理機(jī)組機(jī)器露點(diǎn)的相對(duì)濕度φW的交點(diǎn),室內(nèi)空氣N經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管處理后的點(diǎn)M由送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O和L混合確定。即新風(fēng)W處理到L點(diǎn),室內(nèi)空氣N點(diǎn)處理到M點(diǎn),兩者混合到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O送到房間。

圖2 風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)夏季處理過(guò)程的焓濕圖

其處理過(guò)程為

冷凝水在風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組上生成。風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量GF為總風(fēng)量G和新風(fēng)量GW的差值,風(fēng)機(jī)盤管上生成的冷凝水量由式(8)表示為

式中:GF為風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量,kg/h；dM為M點(diǎn)含濕量,g/kg。

新風(fēng)機(jī)組上生成的冷凝水量由式(9)表示為

即在新風(fēng)機(jī)組上生成的冷凝水為部分新風(fēng)濕負(fù)荷。

1.2.2 冷凝水生成量分析

根據(jù)式(8),風(fēng)機(jī)盤管上生成的冷凝水量WF還可由式(10)表示為

根據(jù)線段與風(fēng)量的比例關(guān)系,可得式(11)為

代入式(10)并整理,最后得式(12)為

即風(fēng)機(jī)盤管上的冷凝水量為室內(nèi)濕負(fù)荷和部分新風(fēng)濕負(fù)荷之和。

同時(shí),Wx可由式(13)表示為

因此,風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)中總的冷凝水生成量,即為風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組上生成的冷凝水量,同時(shí)也為室內(nèi)濕負(fù)荷和新風(fēng)濕負(fù)荷之和。

1.3 分散式空調(diào)系統(tǒng)

目前,對(duì)于分散式空調(diào)系統(tǒng),國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的為適用于建筑面積較大的變制冷劑流量VRV(Varied Refrigerant Volume)空調(diào)系統(tǒng)和適用于建筑面積較小的分體式空調(diào)(主要有壁掛式和柜式)。

1.3.1 VRV空調(diào)系統(tǒng)

VRV空調(diào)系統(tǒng)在使用過(guò)程中分為設(shè)單獨(dú)的新風(fēng)系統(tǒng)和不設(shè)新風(fēng)兩種情況。VRV+新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)類似,冷凝水在室內(nèi)機(jī)和新風(fēng)機(jī)組上生成。其在焓濕圖上的表示、冷凝水生成量的計(jì)算分析與風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)相同。而不設(shè)新風(fēng)的VRV空調(diào)系統(tǒng)與分體式空調(diào)相同。

1.3.2 分體式空調(diào)

分體式空調(diào)不設(shè)專門的新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)通過(guò)門窗縫隙滲入,其與室內(nèi)空氣混合后通過(guò)室內(nèi)機(jī)冷卻除濕,在室內(nèi)循環(huán),冷凝水在室內(nèi)機(jī)上生成。分體式空調(diào)的夏季處理過(guò)程在焓濕圖上的表示如圖3所示。

圖3 分體式空調(diào)夏季處理過(guò)程的焓濕圖

在室內(nèi)機(jī)上生成的冷凝水量由式(14)為

由一次回風(fēng)系統(tǒng)的冷凝水生成量分析可知,分體式空調(diào)所產(chǎn)生的冷凝水量也為室內(nèi)濕負(fù)荷與新風(fēng)濕負(fù)荷之和。

2 濕負(fù)荷的確定

2.1 室內(nèi)濕負(fù)荷

夏季計(jì)算散濕量應(yīng)根據(jù)散濕源的種類,分別選用適宜的人員群集系數(shù)、同時(shí)使用系數(shù)以及通風(fēng)系數(shù)等,并根據(jù)下列各項(xiàng)確定[3]:(1)人體散濕量；(2)滲透空氣帶入的濕量；(3)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的散濕量；(4)非圍護(hù)結(jié)構(gòu)各種潮濕表面、液面或液流的散濕量；(5)食品或氣體物料的散濕量；(6)設(shè)備的散濕量；(7)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散濕量。

設(shè)計(jì)民用建筑的空調(diào)系統(tǒng)時(shí),室內(nèi)濕負(fù)荷一般取人體的散濕量Wr,由式(15)表示為

式中:g為不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)時(shí)成年男子散濕量,kg/h；n為室內(nèi)人數(shù)；n′為群集系數(shù)。不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)時(shí)成年男子散濕量、群集系數(shù)與工作場(chǎng)所有關(guān),或者說(shuō)與空調(diào)房間的使用用途有關(guān),一般可取為定值。而室內(nèi)人數(shù)在空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中是變化的。

2.2 新風(fēng)濕負(fù)荷

新風(fēng)濕負(fù)荷為空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量與室內(nèi)外含濕量差值的乘積。

2.2.1 新風(fēng)量的確定

空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量根據(jù)衛(wèi)生要求、補(bǔ)充局部排風(fēng)和保持空調(diào)房間的“正壓”要求確定。民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量一般按照衛(wèi)生要求確定,為室內(nèi)人數(shù)和新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)的乘積。室內(nèi)人數(shù)、新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)與空調(diào)房間的用途有關(guān),設(shè)計(jì)時(shí)一般取為定值,但在空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中室內(nèi)人數(shù)是變化的。

對(duì)于不專門設(shè)新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng),如分體式空調(diào),新風(fēng)通過(guò)門窗縫隙滲入。不同的研究人員在研究過(guò)程中取不同的新風(fēng)量。丁勇等[13]對(duì)重慶地區(qū)常規(guī)運(yùn)行模式下空調(diào)器冷凝水量進(jìn)行測(cè)試,取新風(fēng)量為總風(fēng)量的10%,測(cè)試結(jié)果為冷凝水量實(shí)際測(cè)量值相較于理論值偏小,其約為27.8%。這說(shuō)明新風(fēng)量取值偏大,實(shí)際沒有那么多新風(fēng)進(jìn)入房間。任晶[16]取新風(fēng)量為外門開啟進(jìn)入的空氣量和通過(guò)門窗縫隙滲入的空氣量(根據(jù)換氣次數(shù)計(jì)算)的總和,計(jì)算了廈門華僑大學(xué)教室空調(diào)冷凝水生成量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算值比實(shí)測(cè)值小很多,說(shuō)明新風(fēng)量取值偏小,低估了測(cè)試過(guò)程中進(jìn)入的新風(fēng)量。

準(zhǔn)確計(jì)算無(wú)組織進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)量是一個(gè)難點(diǎn)。目前,外門窗滲透和侵入的風(fēng)量計(jì)算主要是針對(duì)于冬季而言,而夏季不設(shè)新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)房間室溫比室外低,空氣密度大于室外,在熱壓作用下室內(nèi)空氣向外滲透,而非冬季室外空氣向室內(nèi)滲透。只有在風(fēng)壓作用下低密度的室外空氣才能進(jìn)入室內(nèi)。進(jìn)入的新風(fēng)量與風(fēng)壓、外窗氣密性和外窗縫隙大小有關(guān)。

2.2.2 室內(nèi)外含濕量差值

相同新風(fēng)量時(shí),新風(fēng)濕負(fù)荷的大小取決于室內(nèi)外含濕量的差值。室內(nèi)外含濕量的差值越大,表示可以從新風(fēng)中回收的冷凝水量越多,冷凝水的收集潛力越大。

3 空調(diào)冷凝水生成量的計(jì)算結(jié)果與分析

根據(jù)冷凝水生成量的計(jì)算公式,針對(duì)某一辦公建筑,計(jì)算夏季我國(guó)各省會(huì)和首府城市在相同條件下每天可以生成的空調(diào)冷凝水量,從而分析比較各地冷凝水的收集潛力。

3.1 設(shè)定建筑物的各項(xiàng)取值

取某一辦公建筑,其空調(diào)面積為10 000 m2。室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取26℃,為比較室內(nèi)相對(duì)濕度的影響,室內(nèi)相對(duì)濕度取50%和55%兩種常用情況。

取該辦公建筑的人均占有建筑面積為10 m2/人[17],則建筑物內(nèi)人數(shù)為1 000。群集系數(shù)取0.96,成年男子散濕量按極輕勞動(dòng)性質(zhì)取值為109 g/h。取室內(nèi)濕負(fù)荷為人體散濕量,不考慮辦公室內(nèi)花草、茶水等的散濕,該室內(nèi)濕負(fù)荷值為最小室內(nèi)濕負(fù)荷。人員所需最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)取30 m3/(h·人)。

3.2 冷凝水生成量

根據(jù)式(15)計(jì)算得室內(nèi)濕負(fù)荷為104.64 kg/h。根據(jù)室內(nèi)人數(shù)和新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)確定新風(fēng)量后,查各城市夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度下的空氣密度,結(jié)合室內(nèi)外含濕量差計(jì)算出新風(fēng)濕負(fù)荷,該值為最小新風(fēng)濕負(fù)荷(新風(fēng)量最小)。室內(nèi)濕負(fù)荷與新風(fēng)濕負(fù)荷之和為空調(diào)冷凝水生成量。

用鴻業(yè)暖通軟件計(jì)算室內(nèi)外含濕量差值比天正暖通計(jì)算結(jié)果略大,相差2%,但趨勢(shì)相同。鴻業(yè)暖通計(jì)算結(jié)果見表1,按照冷凝水生成量的計(jì)算值從大到小對(duì)各城市進(jìn)行排序,計(jì)算值為單位時(shí)間的冷凝水生成量。情況1和2分別表示室內(nèi)相對(duì)濕度為50%和55%的情況。

表1 31個(gè)城市冷凝水生成量計(jì)算結(jié)果表

續(xù)表1

3.3 冷凝水生成量的分析

3.3.1 冷凝水生成量總趨勢(shì)

對(duì)于室內(nèi)外含濕量差、新風(fēng)濕負(fù)荷和單位時(shí)間空調(diào)冷凝水生成量,總體來(lái)說(shuō)夏熱冬冷地區(qū)最大,其次是夏熱冬暖地區(qū)、寒冷地區(qū)、溫和地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)。其中,部分夏熱冬暖地區(qū)城市的單位時(shí)間冷凝水量大于夏熱冬冷地區(qū)部分城市的值。對(duì)于同一氣候區(qū),西部的冷凝水生成量小于東部的。而對(duì)于西部的寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū),室內(nèi)外含濕量差、新風(fēng)濕負(fù)荷在兩種室內(nèi)相對(duì)濕度情況下都為負(fù)值,不具有回收價(jià)值。

需要注意的是:日冷凝水生成量為單位時(shí)間冷凝水量與每日工作時(shí)間的乘積,而年冷凝水生成量為單位時(shí)間冷凝水量與每年總工作時(shí)間的乘積。辦公建筑工作日空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間在7∶00～18∶00內(nèi),夏熱冬冷地區(qū)的日冷凝水生成量可能大于夏熱冬暖地區(qū),而對(duì)于年冷凝水生成量,夏熱冬暖地區(qū)的要大于夏熱冬冷地區(qū)。

因此,冷凝水生成量總趨勢(shì)為夏熱地區(qū)可產(chǎn)生的量最大,然后是寒冷地區(qū)和溫和地區(qū),嚴(yán)寒地區(qū)無(wú)收集價(jià)值。從空間分布上來(lái)看,冷凝水生成量總趨勢(shì)是南方地區(qū)大于北方地區(qū),東部地區(qū)大于西部地區(qū)。

3.3.2 室內(nèi)相對(duì)濕度的影響

對(duì)于相同室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度,當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度由50%增加到55%時(shí),室內(nèi)空氣含濕量增大,新風(fēng)濕負(fù)荷和冷凝水生成量減小。也就是說(shuō),隨著室內(nèi)相對(duì)濕度設(shè)定值的增加,室內(nèi)空氣含濕量增大,室內(nèi)外含濕量差值減小,空調(diào)新風(fēng)濕負(fù)荷和冷凝水生成量也相應(yīng)減小。

當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度為50%時(shí),西寧、烏魯木齊和拉薩的室內(nèi)外含濕量差為負(fù)值；而當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度為55%時(shí),室內(nèi)外含濕量差為負(fù)值的城市又增加了一個(gè)(蘭州),而且冷凝水生成量為負(fù)值的城市也由一個(gè)城市(拉薩)增加到兩個(gè)城市(拉薩和烏魯木齊)。室內(nèi)外含濕量差為負(fù)值表示這些地區(qū)夏天空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)不會(huì)有冷凝水產(chǎn)生,反而可能需要對(duì)新風(fēng)加濕處理。只有當(dāng)室內(nèi)濕負(fù)荷大于新風(fēng)濕負(fù)荷的絕對(duì)值時(shí),這些地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)才會(huì)有冷凝水生成?？照{(diào)冷凝水量為負(fù)值表示這些地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生冷凝水,反而需要補(bǔ)水。這也從另外一個(gè)方面說(shuō)明了西部寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)沒有回收空調(diào)冷凝水的價(jià)值。

3.3.3 室外相對(duì)濕度的影響

從表1中還可以看出,雖然成都的室外相對(duì)濕度最大,但由于其溫度低,空調(diào)冷凝水生成量不如其他城市。當(dāng)室外相對(duì)濕度相近時(shí),室外溫度高的城市其空調(diào)冷凝水生成量就大(如相對(duì)濕度60%～61%時(shí),武漢>南京>合肥；相對(duì)濕度61%～62%時(shí),南寧>上海>沈陽(yáng))。當(dāng)室外溫度相近時(shí),室外相對(duì)濕度高的城市其空調(diào)冷凝水生成量就大(如溫度35.0～35.2℃時(shí),武漢>合肥>?？?石家莊>西安)。這說(shuō)明冷凝水生成量與室外空氣的濕熱程度有關(guān),室外溫度高,相對(duì)濕度大的環(huán)境會(huì)生成更多的冷凝水。

烏魯木齊和拉薩室外空氣的相對(duì)濕度小,低于室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)相對(duì)濕度的最小取值(40%)。對(duì)這些地區(qū),當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度取值大時(shí),即使有室內(nèi)濕負(fù)荷,干燥的室外空氣會(huì)使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)需要補(bǔ)水。室內(nèi)相對(duì)濕度取值越大,空調(diào)系統(tǒng)中需要的補(bǔ)水量也越多。因此,對(duì)于室外相對(duì)濕度小的地區(qū),建議室內(nèi)相對(duì)濕度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)取低值,以增加空調(diào)冷凝水的生成量,或減少空調(diào)系統(tǒng)的補(bǔ)水量。同時(shí),降低室內(nèi)相對(duì)濕度設(shè)計(jì)值還可以使室內(nèi)外相對(duì)濕度差值不會(huì)太大,以免引起人的不適。

3.3.4 潛力分析

對(duì)所計(jì)算的辦公建筑,因?yàn)槭覂?nèi)濕負(fù)荷和新風(fēng)濕負(fù)荷都為可能情況下的最小值,所以計(jì)算所得的空調(diào)冷凝水產(chǎn)生量也為最小生成量。當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度取50%時(shí),單位空調(diào)面積產(chǎn)生最小空調(diào)冷凝水量>30 g/h的城市有21個(gè),而>40 g/h的地區(qū)有14個(gè)。而且建筑物的空調(diào)面積越大,空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)間越長(zhǎng),冷凝水產(chǎn)生量就更多。因此空調(diào)冷凝水具有很大的回收潛力,是解決水資源緊缺的有效途徑之一。

4 結(jié)論

文章基于不同空調(diào)系統(tǒng)在焓濕圖上的表示,確定了其冷凝水生成量的計(jì)算公式,針對(duì)相同辦公建筑,計(jì)算了夏季我國(guó)各省會(huì)和首府城市的單位空調(diào)冷凝水量,主要結(jié)論如下:

(1)夏熱地區(qū)可產(chǎn)生的冷凝水量最大,其次是寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)和溫和地區(qū),而西部的寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)無(wú)收集價(jià)值?？傮w來(lái)說(shuō)是南方地區(qū)大于北方地區(qū),東部地區(qū)大于西部地區(qū)。

(2)相同室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度時(shí),室內(nèi)相對(duì)濕度取值越小,空調(diào)冷凝水生成量越多；溫度高、相對(duì)濕度大的室外環(huán)境有利于生成更多的冷凝水。

(3)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中空調(diào)冷凝水量不是固定值。當(dāng)室內(nèi)空氣參數(shù)保持恒定時(shí),空調(diào)冷凝水量隨室外空氣的狀態(tài)參數(shù)、新風(fēng)引入量、室內(nèi)人員數(shù)、室內(nèi)散濕源等的變化而變化。