湿热地区住宅夏季空调冷凝水产生量实测与估算模型研究

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我国南方夏季气候湿热,住宅空调产生的空调冷凝水量巨大。空调冷凝水的回收利用对于节约水资源和缓解用水压力意义重大。空调冷凝水回收利用首要问题是如何确定其产生量。本文以湿热地区住宅空调冷凝水产生量为研究对象,主要针对单机处理系统冷媒处理功能的空调机。探讨各种因素对住宅空调间歇运行冷凝水产生量的影响,目的在于建立住宅空调冷凝水产生量估算模型,为住宅空调冷凝水回收利用提供设计依据。主要研究工作和结论如下:首先,针对湿热地区住宅户型、房间面积、室内人数、空调类型、使用时段与习惯、室内家具情况等,设计发放电子问卷进行问卷调查,并对调查结果进行统计分析。调查与分析结果主要表明:(1)不同功能型房间的空调在开启时节分布上较为一致,但不同功能型房间空调的高频使用时段差异较大;(2)大部分使用者选择门窗关闭使用空调,只有极少数样本存在空调运行期间门窗预留缝隙的情况。其次,为了实现住宅空调冷凝水的准确和方便测试,利用重力不平衡原理和冷凝水低温特性,设计制作了一种感温式空调冷凝水自动检测与记录装置。装置性能测试结果表明:(1)在相同的流速下,水温与空气温度差别越大,装置灵敏度增大;(2)在相同的水温下,流速减小,装置灵敏度增大;(3)将冷凝水计量装置用于集装箱房空调冷凝水量实测,自制计量装置与电子秤称量相对误差未超过5%。再次,在厦门夏季典型气候条件下,利用上述装置,测试了住宅多种户型不同房间空调冷凝水产生量。测试与分析结果表明:(1)影响空调冷凝水产量的因素主要有室外空气含湿量,室内新风渗透量。(2)空调冷凝水的产生可分为两个阶段,非稳定阶段空调冷凝水生成量随时间呈指数变化,稳定阶段空调冷凝水生成量随时间呈线性变化。(3)门窗预留缝隙工况下运行空调,空调冷凝水生成速率是门窗关闭工况下的2-3倍。最后,运用现有理论计算公式与实测结果对比。对比结果表明:门窗关闭工况下运行空调,对于面积10m~2及以下的房间,现有理论公式计算空调冷凝水量与实测结果相对误差在30%以内;对于面积10m~2以上的房间,空调冷凝水量累计实测值约为理论计算值的1.1-5倍不等。基于上述多因素分析及计算实测对比结果,分别从新风量修正及空调有功电能角度出发提出了以单一房间大小为基础的的住宅房间空调冷凝水估算模型。结合问卷结果,提出以住宅面积为基础的户型空调冷凝水估算模型;更进一步,基于整栋建筑或小区空调冷凝水回收利用考虑,提出了以居住人数为基础的空调冷凝水估算模型。
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