装空调后真的有必要装风扇吗？

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【摘要】：

　　最近接触了许多的客户，包括制造工厂、商业设施以及健身房运动场馆等等。大家都被大风扇简洁大方的外表所吸引，很多人都是第一次见到这种能覆盖上千平米，直径可达7.3m的HVLS风扇，风扇能质保十二年以上更是闻所未闻。当和客户谈起HVLS大风扇的节能效果时，很多客户都认为更多的是宣传噱头，对节能的真实性大多表示怀疑。节能方面可以用数据来说话，但是更大的问题是，很多客户都不能很好的理解风扇与空调的关系，认为有空调就已经足够了。但事实上，大风扇和空调配合，堪称降温的黄金搭档！空调可以制冷，但是它覆盖的范围很局限并且耗电量大，风扇本身不制冷，但可以通过空气循环和热交换的方式带走温度，并且覆盖范围广。所以空调和风扇配合使用，既可以达到给更大范围降温的目的，又能通过提高空调预设温度达到节能30%的目的.

　　其实，有质疑是很正常的，因为无论是厂房也好还是健身房也好夏季都会遇上降温的问题。在夏季，室内温度会上升到令人不舒服的水平，许多建筑依靠空调系统来冷却空气。室外的热气、室内空气循环不畅和设施内有热源，几种情况综合在一起，很容易抵消空调系统的制冷能力，这样很大程度上会影响空调的电力消耗。

　　今天我们就来看一下当空调和大风扇相互配合，会产生怎样的反应呢？

　　在这之前我们介绍一个学术名词——Cooling load即：冷却负荷，它是为一个特定空间达到舒适的制冷效果，所需的空调空气量。同时我们会介绍一个计算冷却负荷的方法，并给一个例子：为一个大型设施计算冷却负荷，以及如何通过使用大风扇来减少冷却负荷。

　　通过冷却负荷的计算，我们会分别计算安装工业大风扇前后的每年的能源消耗。

大型建筑冷却负荷的计算。

确定所需的冷却负荷的最佳方法之一是使用辐射时间序列法（RTS），该方法将一天划分成1小时的增量，并考虑　　热源如何影响结构内每小时的热量增加。热源包括外部（主要是太阳）和内部，如灯、设备和人员。建筑所处的地理位置（纬度和经度），室外和室内设计温度，地面反射率，以及每个表面（墙壁，屋顶和地板）的材料，表面积，方向，倾斜角度，太阳吸收率和外表面导热系数等，在一天中的每一小时都应该被考虑。

　　具体的在RTS方法中用到的方程、技术方法和图表可以在ASHRAE手册18章里找到。使用方程的目的是比用热平衡法等费时费力的方法更简单些。然而，用手解方程就太麻烦了，这种方法很适合电子表格或简单的计算机程序。美国俄克拉荷马州立大学开发了一个电子表格，能执行这些计算。

以X工厂为例

　　为了研究HVLS大直径风扇对于减少冷却负荷及能量消耗的贡献，我们选取了一处地点位于MacroAir加州南部的X工厂为例进行了实地的科学研究。这个建筑占地4,089平方米，空间上体积为37,378立方米。我们选择了该地一年中日长最长的一天（6月21日），.墙壁、窗户和屋顶的散热性能则选用了普通的。室外温度为105华氏度（约40摄氏度），室内温度为72华氏度（22摄氏度）。通过工厂内的灯，障碍物和设备我们计算了标准工作日内X工厂内部产生的热量。使用美国俄克拉荷马州立大学的电子表格我们可以计算出X工厂得热量和它所需要的冷却负荷。

　　对于X工厂来说，最大的热量来自屋顶、墙壁和室外温度。冷却负荷在下午5点时产生，略小于300000 BTU /小时或大约86000 千瓦。这相当于一个具备 24-25tons冷却功率的空调。

用工业大风扇配合空调

　　风扇可以消耗很少的电费来增加空调的制冷效果。它可以通过增加空气流动速度（即：风速）以达到在相对较高温度环境下维持舒适性的目的。

　　在X工厂安装了四台7.3m直径的工业大风扇。通过性能测试、计算机模型计算，在风扇全速运行的情况下，风扇覆盖区域的平均风速可以达到1.27m/s。

　　通过上图，我们发现在保持相同热舒适性的前提下，使用风扇后，空调温度可上调3摄氏度。也就是在开启风扇时，室内空气温度25摄氏度就可以达到与22摄氏度同样的舒适度。把这一温度（25摄氏度）插入RTS电子表格可算出252,300BTU / hr 的新冷却负荷。下表总结了在使用风扇情况下冷负荷的减少的情况。

　　对X工厂来说，当HVLS风扇和HVAC系统配合使用时，会发现空调设备就可以减少约14%。（由于HVLS 大风扇能将冷气均匀地送往它所能覆盖的空间，所以可以通过减少空调通风管道来进一步节省费用。）

　　RTS方法也可以用来计算使用时每年的能源节省量。但和冷负荷计算有些不同，我们没有用最极端一天的温度和阳光的最大值，而是采用了在一年中每天使用的平均温度和日照值。每日总冷却负荷在一年中列出。下面的图4显示22摄氏度/72℉和25摄氏度/78℉设定点的每天的冷却负荷。

　　从图4可以看出，使用风扇的温度为25℃/78℉的情况下全年冷负荷显著减少。冬天的日数较多，根本不需要降温。每年的制冷量可以用SEER数转换为年能源使用量，这是空调的效率值。下表对结果进行了总结。

　　将HVAC系统和风扇结合使用可以大大减少初始成本和运营成本。在X工厂例子中，我们发现总共节省了14%的空调系统设备投入和36%的年度能源使用量。通过减少系统管道还能进一步减少开支。风扇的低能耗、低维护能够满足节能环保的要求，使它成为完美的能够替代并且有助于降低空调费用的设备。

工业大风扇如何解决通风问题