一种冰壶场馆热湿环境控制系统及方法与流程

本发明涉及一种暖通空调系统，特别是关于一种冰壶场馆热湿环境控制系统及方法，属于能源技术领域。

背景技术：

在2022北京冬季奥运会申办成功等带动下，冰上运动在我国迎来了前所未有的发展机遇。各类冰上运动场馆建设如火如荼，与之相应的场馆热湿环境营造及控制问题也亟需高效合理的解决方案。目前，我国的室内冰上运动场馆主要以群众娱乐性冰场为主，专业冰上运动场馆，尤其是冰壶场馆较少。多数室内冰上运动场馆对室内温湿度的要求并不严格，空调系统主要任务为防止冰面附近起雾及围护结构内表面结露。冰面附近人员活动区域的温度参数并不严格控制，只需保证基本的热舒适。而专业的冰上运动场馆一般在四周设有观众区，场馆规模大于娱乐性冰场，其空调系统一般也与常规体育场馆类似，赛场区域采用喷口、条缝风口等送风末端，气流组织形式并未针对冰上运动需求进行特殊设计。

与一般的冰上运动场馆不同，冰壶比赛场馆对比赛区的空气参数要求极为严苛，例如国际冰壶联合会对比赛区的热湿环境参数要求主要包括冰面附近的空气温度在10℃、冰面上不允许明显的空气流动(气流流速在0.2m/s以下)、冰面附近区域的空气露点温度在-4℃(约相当于空气含湿量在2.8g/kg)以下。而对于冰壶场馆来说，除比赛区外，观众区域与比赛区有着完全不同的热湿环境营造需求。目前关于冰壶场馆空调系统的研究很少，采用传统的空调形式很难满足设计要求。空调末端形式以上部喷口送风为主，部分场馆设置了比赛区附近的送风末端，如某冰壶比赛场馆中在围挡后设置了布袋风口送风。对于目前在冰壶比赛场馆较多采用的喷口送风方式，通常出口风速较高，到达比赛区后依靠风速衰减来满足比赛区的低风速要求。但这种方式通常带来比赛区与观众区域间的气流掺混，观众区域的产热、产湿将对比赛区产生重要干扰，而且难以对整个场馆不同区域的热湿环境参数实现分别调节和控制。采用这种喷口送风方式时，若要满足比赛区热湿环境参数的严苛要求，通常需要很大的低温、干燥空气送风量，否则将无法满足要求。

从冰壶场馆的热湿环境营造过程来看，比赛区需要保证低湿干燥、无风速的严苛环境，而观众区域的环境参数要求则可相对宽松。对于比赛区，将空调系统的干燥、低温送风尽快送至比赛区，利用其来排除比赛区的产热、产湿负荷(负荷来源为运动员等)是控制比赛区热湿环境参数的有效措施；对于观众区域等非比赛区，如何有效避免该区域产热、产湿对比赛区的影响，是保证比赛区严苛环境参数需求的重要手段。

由此可见，目前尚未有能够有效满足冰壶场馆热湿环境调控需求、实现不同区域不同控制参数的高效空调系统或方法。因此，如何根据冰壶场馆不同区域的热湿环境参数要求，设计合理的空调末端方式和气流组织形式，就成为更好地满足此类场合环境营造需求、实现更优地调控效果亟待解决的难题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种将置换送风末端和集中回风末端的送回风方式有效结合的冰壶比赛场馆热湿环境控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种冰壶场馆热湿环境控制系统，其特征在于，该系统包括在比赛区设置的底部送风装置以及在观众区设置的顶部回风装置；所述底部送风装置包括：两架空腔，两所述架空腔分别布置在所述比赛区两侧；两送风风道，两所述送风风道分别设置在两所述架空腔内；两置换送风口，两所述置换送风口分别设置在两所述架空腔上。

在一个优选的实施例中，所述架空腔顶部高于所述比赛区，其上继续设置围挡；所述置换送风口设置在所述架空腔朝向所述比赛区的一侧，且所述置换送风口的最低出风位置与所述比赛区两侧的高度平齐。

在一个优选的实施例中，所述架空腔顶部设置为与所述比赛区同等高度，所述置换送风口在所述架空腔朝上的一侧。

在一个优选的实施例中，所述置换送风口为沿所述比赛区长度方向设置的连续式送风口，所述回风口为沿所述观众区长度方向设置的连续式回风口。

在一个优选的实施例中，冰壶比赛制冰过程所需的载冷剂管道布置在所述架空腔内。

一种基于上述系统的冰壶场馆热湿环境控制方法，其特征在于，该方法的过程为：利用位于比赛区底部的送风通道将低温干燥空气送入，并通过置换送风口将低温干燥空气送入比赛区，实现对比赛区低湿的控制，并尽量维持比赛区处于微正压状态，避免观众区产热、产湿对比赛区的干扰；同时，利用设置在观众区的顶部回风装置进行回风，将室内产热、产湿统一排出，满足观众区、比赛区的不同热湿环境参数控制需求，实现对冰壶场馆热湿环境的有效调控。

在一个优选的实施例中，采用侧送风形式，即置换送风口在贴附比赛区两侧的高度上侧向送风。

在一个优选的实施例中，采用下送风形式，即置换送风口向上或斜上送风。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过设置在比赛区两侧的底部置换送风口以及设置在高处观众区顶部的回风口，可使得场馆内形成良好的气流组织：干燥空气首先流经比赛区，将比赛区的产热、产湿带走，之后进一步流经观众区域，最终经由回风口4排出，相应的空气含湿量水平逐渐升高，实现对比赛区、观众区含湿量水平(露点温度)的梯级调控，有效利用一股送风来营造出不同含湿量(露点温度)的非均匀热湿环境，并可保证比赛区处于正压状态，有效避免观众区产热产湿对比赛区的影响。2、本发明通过将回风口统一设置在观众区顶部，使得气流在流经观众区后即排出，能够有效避免观众区热湿负荷对比赛区的影响。3、本发明可将低温干燥的空气通过设置在底部的送风口送入比赛区，送风风速很低(仅约为0.5m/s)，到达比赛区的空气流速小于0.2m/s，可以有效满足冰壶比赛区低风速的控制要求。同时干燥空气通过贴附方式送入比赛区，形成置换式送风的效果，将比赛区的产热、产湿有效排除，维持比赛区的低露点(低含湿量)环境。综上所述，本发明根据比赛区、观众区等不同区域的热湿环境参数需求，实现对场馆不同区域室内热湿环境分别进行有效调控的空调系统，适用于冰壶比赛场馆等场合，可更好地满足室内温度、湿度调节需求，实现空调系统的高效运行。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例2的整体结构示意图。

图中附图标记：

1为置换送风口；2为送风风道；3为架空腔；4为回风口；5为比赛区；6为观众区；7为围挡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种侧送风的冰壶比赛场馆热湿环境控制系统，该系统包括在比赛区5设置的置换送风口1、送风风道2和架空腔3，以及在观众区6顶部设置的回风口4。其中，两架空腔3分别布置在比赛区5两侧，且架空腔3顶部高于比赛区5，其上继续设置围挡6；送风风道2设置在架空腔3内，置换送风口1设置在架空腔3朝向比赛区5的一侧，且置换送风口1的最低出风位置与比赛区5两侧的高度平齐。

在上述实施例中，置换送风口1为沿比赛区5长度方向设置的连续式送风口，回风口4为沿观众区6长度方向设置的连续式回风口。

在上述实施例中，冰壶比赛制冰过程所需的载冷剂管道(图中未画出)也可一并布置在架空腔3内。

基于上述实施例提供的冰壶比赛场馆热湿环境控制系统，本发明还提供了一种冰壶比赛场馆热湿环境控制方法，具体过程如下：

低温干燥的空气通过置换送风口1送入比赛区5，置换送风口1在贴附比赛区两侧的高度上侧向送风，送风风速很低(仅约为0.5m/s)，到达比赛区冰面及赛道的空气流速小于0.2m/s，可以有效满足冰壶比赛区5低风速的控制要求；干燥空气通过贴附方式送入比赛区5，形成置换式送风的效果，将比赛区5的产热、产湿有效排除，维持比赛区5的低露点(低含湿量)环境，并尽量维持比赛区5处于微正压状态，避免观众区6产热产湿对比赛区5的干扰；同时，利用设置在观众区6顶部的回风口4进行回风，将室内产热、产湿统一排除，满足观众区6、比赛区5的不同热湿环境参数控制需求，实现对冰壶场馆热湿环境的有效调控。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供了一种下送风的冰壶比赛场馆热湿环境控制系统，其与实施例1提供的侧送风的冰壶比赛场馆热湿环境控制系统的区别在于，本实施例中架空腔3设置为顶部与比赛区5同等高度，相应的置换送风口1在架空腔3朝上的一侧，采用下送风形式，干燥空气由置换送风口1送出，可实现向上或斜上送风。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。