論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力

1、論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力一、前言隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高，空調(diào)技術(shù)已在國防、 科研、工廠、醫(yī)院、賓館、旅館、商店、辦公樓、影劇院、住宅等建 筑中廣泛應用，從而使建筑物的總能耗逐年增長。目前，全國各地電 力十分緊張，但所需能量卻在迅速增長。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，能 源供應會更加緊張，將會影響經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。一般中央空調(diào)能耗約占整個建筑總能耗的50%左右，對于商場和綜合大樓可能要高達 60% 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)能是一個系統(tǒng)工程，要求在能源利用的各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃到運轉(zhuǎn)的全過程中貫徹節(jié)能的觀點，才可能達到節(jié)能的效果， 如果在某個環(huán)節(jié)上造成了能源的浪費

2、，整個系統(tǒng)也不能說是節(jié)能的。下面從空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、施工到運行管理等方面談談空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的 潛力。二、減少冷熱負荷冷熱負荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，制冷機、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、風機盤管等規(guī)格型號的選擇都是 以冷熱負荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制 冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風機盤管等的型號，降低 空調(diào)系統(tǒng)的初投資，而且這些設(shè)備型號減小后，所需的配電功率也會 減少，這會造成變配電設(shè)備初投資減少以及上述空調(diào)設(shè)備日常運行耗電量減少，運行費用降低。所以減少冷熱負荷是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。減少冷熱負荷有以下一些具體措施：（一）改善建筑的保

3、溫隔熱性能房間內(nèi)冷熱量的損失是通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。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荷。改善建筑 的保溫隔熱性能可以從以下幾個方面著手：1.確定合適的窗墻面積比例, 不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。2.合理設(shè)計窗戶遮陽。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)計參數(shù)假設(shè)空調(diào)室外計算參數(shù)為定值時，夏季空調(diào)室內(nèi)空氣計算溫度和濕度 越低，房間的計算冷負荷就越大，系統(tǒng)耗能也越大。通過研究證明， 在不降低室內(nèi)舒適度標準的前提下，合理組合室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)可以 收到明顯的節(jié)能效果。.溫濕度變化對熱舒適度的影響。假定人所從事的是極輕勞動（例如賓 館、商場

4、中），穿著一般的夏季服裝，空氣流動速度取0.25m/s,壁面溫度和空氣溫度相同。在相對濕度為50%的條件下，僅使室內(nèi)空氣溫度變化時，統(tǒng)計不同室內(nèi)溫度下的PPD直和不同相又t濕度下的PPDO 經(jīng)分析以上數(shù)據(jù)可以看出，室內(nèi)空氣溫度改變對室內(nèi)熱舒適度的影響 非常大，而相對濕度的變化對人的熱舒適感幾乎沒有影響。.室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化組合。室內(nèi)空氣溫度對人的熱舒適感影響很大， 但對空調(diào)能耗的影響則比較小。 而相對濕度對人的熱舒適感影響很小，但是對空調(diào)的能耗影響很大。綜上所述，在確定室內(nèi)設(shè)計參數(shù)時，為了保證較高的熱舒適度，室內(nèi) 設(shè)計溫度應取低一點，而在一定溫度范圍內(nèi)，通過提高室內(nèi)設(shè)計相對 濕度的途徑減少空調(diào)

5、能耗。（三）控制和正確使用室外新風量由于新風負荷占建筑物總負荷的 20%30%,控制和正確使用新風量是 空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。由于新風負荷接近總負荷的1/3,所 以要嚴格控制新風量的大小。除了嚴格控制新風量的大小之外，還要 合理利用新風。春秋季或冬季，有些房間仍需供冷，此時當室外空氣 始值小于室內(nèi)空氣設(shè)計狀態(tài)的始值時，可采用室外新風為室內(nèi)降溫， 可減少冷機的開啟量，節(jié)省能耗。減少新風負荷應從以下兩方面著手：1.不要隨意提高最小新風量標準；2.杜絕非正常渠道引入新風。三、提高冷源效率評價冷源制冷效率的性能指標是制冷系數(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)無關(guān)，僅取決于被冷卻

6、物的溫度T0和冷卻劑溫度Tk, T0越高，Tk越低，制冷系數(shù)越高。所以空調(diào)系統(tǒng)冷 機的實際運行過程中不要使冷凍水溫度太低、冷卻水溫度太高，否則 制冷系數(shù)就會較低，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，冷機的制冷系數(shù)越高。冷卻水的供水溫度每上升1C,冷機的COP下降近4%。降低冷卻水溫度需要加強運行管理， 停止的冷卻塔的進出水管的閥門應該關(guān)閉，否則，來自停開的冷卻塔 的溫度較高的水使混合后的水溫提高，冷機的制冷系數(shù)就減低了。冷 卻塔使用一段時間后，應及時檢修，否則冷卻塔的效率會下降，不能 充分地為冷卻水降

7、溫。（二）提高冷凍水溫度由于冷凍水溫度越高，冷機的制冷效率越高，冷凍水供水溫度提高1C, 冷機的制冷系數(shù)可提高3%,所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫 度。例如，不要設(shè)置過低的冷機冷凍水設(shè)定溫度；關(guān)閉停止運行的冷 機的水閥，防止部分冷凍水走旁通管路，經(jīng)過運行中的冷機的水量較 少，冷凍水溫度被冷機降低到過低的水平。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 秋季當室外空氣溫度較低時，室內(nèi)空氣溫度仍然較高，仍需要供冷。 尤其是沒有外墻、外窗的內(nèi)區(qū)房間，即使在寒冷的冬季，由于室內(nèi)的 散熱量沒有途徑散發(fā)到室外，室內(nèi)仍需供冷。此時如果開啟冷機供冷， 不僅由于此時冷負荷

8、較小，冷機制冷系數(shù)較低、能耗大，而且極端不 合理。比較常見而且容易利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18c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 15C , 冬季室外空氣濕球溫度一般低于 0c ,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

9、氣足夠新鮮，滿足人們的舒適要求，空調(diào)系統(tǒng)需要從 室外抽取一定量新鮮空氣送入室內(nèi)，同時將室內(nèi)污染物濃度較高的空 氣排至室外。而這部分排風的溫度、濕度參數(shù)是室內(nèi)的空調(diào)設(shè)計參數(shù)， 冬季比室外空氣熱，夏季比室外空氣冷。通過全熱交換器，將排風的 冷熱量傳遞給新風，可以回收排風冷熱量的70%80%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?？照{(diào)水泵的耗電量占建筑總耗電量的 8%16%,占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的 15%30%,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方面著手：（一）冷卻水開式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng)開式冷卻水系統(tǒng)中冷卻水泵的揚程除了要克服冷卻水在管道中的流動 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的阻力，所以所需要的水泵揚 程要比開式冷卻水系統(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)為開式系統(tǒng)，制冷機房和冷卻水池設(shè)在一層，冷 卻塔設(shè)在十層屋頂，距地面 33米，冷卻水泵揚程為67米，配電功率 為1