論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力(一)_第1頁(yè)
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1、論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力 (一 ) 論文關(guān)鍵詞空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能;潛力 論文摘要在我國(guó),隨著人們生活水平的逐步提高,空調(diào)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用,加上我國(guó)能 源緊張的現(xiàn)狀, 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題備受關(guān)注。 文章從幾個(gè)方面系統(tǒng)介紹空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛 力,并提醒人們注意:要想做到空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能, 只有從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行管理各個(gè)部門(mén)的 通力合作,才能真正地實(shí)現(xiàn)。一、前言 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高,空調(diào)技術(shù)已在國(guó)防、科研、工廠、醫(yī)院、 賓館、旅館、商店、辦公樓、影劇院、住宅等建筑中廣泛應(yīng)用,從而使建筑物的總能耗逐年 增長(zhǎng)。目前,全國(guó)各地電力十分緊張,但所需能量卻在迅速增長(zhǎng)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展, 能源供

2、應(yīng)會(huì)更加緊張, 將會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。 一般中央空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑總能耗的 5050左右,對(duì)于商場(chǎng)和綜合大樓可能要高達(dá)6060以上,因此節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)能耗是刻不容緩的??照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程, 要求在能源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃到運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程 中貫徹節(jié)能的觀點(diǎn), 才可能達(dá)到節(jié)能的效果, 如果在某個(gè)環(huán)節(jié)上造成了能源的浪費(fèi), 整個(gè)系 統(tǒng)也不能說(shuō)是節(jié)能的。 下面從空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行管理等方面談?wù)効照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力。二、減少冷熱負(fù)荷 冷熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù), 制冷機(jī)、 供熱鍋爐、 冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送 熱的空調(diào)箱、 風(fēng)機(jī)盤(pán)管等規(guī)格型號(hào)的選擇都是以冷熱負(fù)荷為依據(jù)的。

3、如果能減少建筑的冷熱 負(fù)荷,不僅可以減小制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等的型號(hào),降低 空調(diào)系統(tǒng)的初投資, 而且這些設(shè)備型號(hào)減小后, 所需的配電功率也會(huì)減少, 這會(huì)造成變配電 設(shè)備初投資減少以及上述空調(diào)設(shè)備日常運(yùn)行耗電量減少, 運(yùn)行費(fèi)用降低。 所以減少冷熱負(fù)荷 是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。減少冷熱負(fù)荷有以下一些具體措施:(一)改善建筑的保溫隔熱性能 房間內(nèi)冷熱量的損失是通過(guò)房間的墻體、 門(mén)窗等傳遞出去的。 改善建筑的保溫隔熱性能可以 直接有效地減少建筑物的冷熱負(fù)荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個(gè)方面著手: 1.1. 確定合適的窗墻面積比例,不要盲目追求大窗戶(hù)、全玻璃幕墻。

4、2合理設(shè)計(jì)窗戶(hù)遮陽(yáng)。 3.3.充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。(二) 選擇合理的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)假設(shè)空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)為定值時(shí), 夏季空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算溫度和濕度越低, 房間的計(jì)算冷負(fù) 荷就越大, 系統(tǒng)耗能也越大。通過(guò)研究證明, 在不降低室內(nèi)舒適度標(biāo)準(zhǔn)的前提下, 合理組合 室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)可以收到明顯的節(jié)能效果。1.1. 溫濕度變化對(duì)熱舒適度的影響。假定人所從事的是極輕勞動(dòng)(例如賓館、商場(chǎng)中),穿著一般的夏季服裝,空氣流動(dòng)速度取0.25m/s0.25m/s,壁面溫度和空氣溫度相同。在相對(duì)濕度為50%50%的條件下,僅使室內(nèi)空氣溫度變化時(shí),統(tǒng)計(jì)不同室內(nèi)溫度下的PPDPPD 值和不同相對(duì)濕度下的PPDPP

5、D值。經(jīng)分析以上數(shù)據(jù)可以看出,室內(nèi)空氣溫度改變對(duì)室內(nèi)熱舒適度的影響非常大,而相 對(duì)濕度的變化對(duì)人的熱舒適感幾乎沒(méi)有影響。2.2. 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化組合。室內(nèi)空氣溫度對(duì)人的熱舒適感影響很大,但對(duì)空調(diào)能耗的影響 則比較小。而相對(duì)濕度對(duì)人的熱舒適感影響很小,但是對(duì)空調(diào)的能耗影響很大。 綜上所述,在確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí),為了保證較高的熱舒適度,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度應(yīng)取低一點(diǎn), 而在一定溫度范圍內(nèi),通過(guò)提高室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度的途徑減少空調(diào)能耗。(三) 控制和正確使用室外新風(fēng)量由于新風(fēng)負(fù)荷占建筑物總負(fù)荷的 2020%3030%,控制和正確使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)最有效的 節(jié)能措施之一。由于新風(fēng)負(fù)荷接近總負(fù)荷的 1/31

6、/3,所以要嚴(yán)格控制新風(fēng)量的大小。除了嚴(yán)格控制新風(fēng)量的大小之外, 還要合理利用新風(fēng)。 春秋季或冬季, 有些房間仍需供冷, 此時(shí)當(dāng)室 外空氣焓值小于室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)狀態(tài)的焓值時(shí), 可采用室外新風(fēng)為室內(nèi)降溫, 可減少冷機(jī)的開(kāi) 啟量,節(jié)省能耗。減少新風(fēng)負(fù)荷應(yīng)從以下兩方面著手:1.1.不要隨意提高最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn); 2.2.杜絕非正常渠道引入新風(fēng)。三、提高冷源效率評(píng)價(jià)冷源制冷效率的性能指標(biāo)是制冷系數(shù), 即單位功耗所能獲得的冷量。 制冷系數(shù)與制冷劑 的性質(zhì)無(wú)關(guān),僅取決于被冷卻物的溫度TOTO和冷卻劑溫度 TkTk; TOTO越高,TkTk越低,制冷系數(shù)越高。 所以空調(diào)系統(tǒng)冷機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不要使冷凍水溫度太

7、低、 冷卻水溫度太高, 否則 制冷系數(shù)就會(huì)較低, 產(chǎn)生單位冷量所需消耗的功量多,耗電量高, 增加建筑的能耗。提高冷 源效率可采取以下一些措施:(一) 降低冷卻水溫度由于冷卻水溫度越低,冷機(jī)的制冷系數(shù)越高。冷卻水的供水溫度每上升1 1C,冷機(jī)的 COPCOP下降近 4%4%。降低冷卻水溫度需要加強(qiáng)運(yùn)行管理,停止的冷卻塔的進(jìn)出水管的閥門(mén)應(yīng)該關(guān)閉,否則,來(lái)自停開(kāi)的冷卻塔的溫度較高的水使混合后的水溫提高,冷機(jī)的制冷系數(shù)就減低了。 冷卻塔使用一段時(shí)間后, 應(yīng)及時(shí)檢修, 否則冷卻塔的效率會(huì)下降, 不能充分地為冷卻水降溫。(二) 提高冷凍水溫度由于冷凍水溫度越高,冷機(jī)的制冷效率越高,冷凍水供水溫度提高1 1

8、C,冷機(jī)的制冷系數(shù)可提高 3 3,所以在日常運(yùn)行中不要盲目降低冷凍水溫度。例如,不要設(shè)置過(guò)低的冷機(jī)冷凍水 設(shè)定溫度; 關(guān)閉停止運(yùn)行的冷機(jī)的水閥, 防止部分冷凍水走旁通管路, 經(jīng)過(guò)運(yùn)行中的冷機(jī)的 水量較少,冷凍水溫度被冷機(jī)降低到過(guò)低的水平。四、 利用自然冷源由于建筑室內(nèi)的人員、 照明燈光、 電腦的設(shè)備的散熱量的影響, 在春秋季當(dāng)室外空氣溫度較 低時(shí),室內(nèi)空氣溫度仍然較高,仍需要供冷。尤其是沒(méi)有外墻、外窗的內(nèi)區(qū)房間,即使在寒 冷的冬季,由于室內(nèi)的散熱量沒(méi)有途徑散發(fā)到室外, 室內(nèi)仍需供冷。 此時(shí)如果開(kāi)啟冷機(jī)供冷, 不僅由于此時(shí)冷負(fù)荷較小,冷機(jī)制冷系數(shù)較低、能耗大,而且極端不合理。 比較常見(jiàn)而且容易利

9、用的自然冷源主要有兩種: 一種是地下水; 另一種是春秋季和冬季的室 外冷空氣。由于地下水常年保持在1818C左右的溫度,所以地下水不僅可以在夏季可作為冷卻水為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量, 而且冬季還可以利用水源熱泵機(jī)組為空調(diào)系統(tǒng)提供熱量。 第二種 較好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空氣,此時(shí)室外空氣較低,可用于空調(diào)系統(tǒng)供冷。例如,北京春秋季的室外空氣濕球溫度一般低于1515 C,冬季室外空氣濕球溫度一般低于0 0 C,這種溫度下的空氣是較好的冷源,可用于空調(diào)系統(tǒng)供冷。此外, 冬夏季利用全熱交換器回收冷熱量, 也可起到很大的節(jié)能作用。 為了保證室內(nèi)空氣足 夠新鮮, 滿(mǎn)足人們的舒適要求, 空調(diào)系統(tǒng)需要從室

10、外抽取一定量新鮮空氣送入室內(nèi), 同時(shí)將 室內(nèi)污染物濃度較高的空氣排至室外。 而這部分排風(fēng)的溫度、 濕度參數(shù)是室內(nèi)的空調(diào)設(shè)計(jì)參 數(shù),冬季比室外空氣熱, 夏季比室外空氣冷。 通過(guò)全熱交換器, 將排風(fēng)的冷熱量傳遞給新風(fēng), 可以回收排風(fēng)冷熱量的 7070%8080%左右,有明顯的節(jié)能作用。五、 減少水泵電耗空調(diào)系統(tǒng)中的水泵不僅起著非常重要的作用, 而且耗電量也非常大。 空調(diào)水泵的耗電量占建 筑總耗電量的 8 8% 1616%, 占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的 1515% 3030%,所以水泵節(jié)能非常重要, 節(jié)能 潛力也比較大。減少空調(diào)水泵電耗可從以下幾個(gè)方面著手:(一)冷卻水開(kāi)式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng) 開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)中

11、冷卻水泵的揚(yáng)程除了要克服冷卻水在管道中的流動(dòng)阻力外,還要提供將冷卻水從冷卻水池送至高位冷卻塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷卻水池, 將從冷卻 塔回來(lái)的水管直接接至冷卻水泵的入口, 這種冷卻水系統(tǒng)成為閉式冷卻水系統(tǒng), 冷卻水泵就 不需提供將冷卻水從制冷機(jī)提升到冷卻塔克服水位高差所需要的能量, 只需提供能量克服冷 卻水在管道中流動(dòng)的阻力, 所以所需要的水泵揚(yáng)程要比開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)小得多, 因此水泵的 能耗也就小很多。例如北京某飯店冷卻水系統(tǒng)為開(kāi)式系統(tǒng),制冷機(jī)房和冷卻水池設(shè)在一層,冷卻塔設(shè)在十層屋頂,距地面 3333米,冷卻水泵揚(yáng)程為 6767米,配電功率為 180kW180kW,而改成 閉式冷卻水系統(tǒng)后,冷卻水泵揚(yáng)程只需 2525米,配電功率僅為 75kW75kW,每年可節(jié)電1818萬(wàn)度, 折合人民幣 10.810.8 萬(wàn)元。(二)減小閥門(mén)、過(guò)濾器阻力 閥門(mén)和過(guò)濾器是

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