【中國制冷網】【關鍵詞】中央空調系統(tǒng),節(jié)能機會,節(jié)能措施,節(jié)能觀念

    【摘要】綜述了中央空調系統(tǒng)節(jié)能的諸多機會與措施，指出節(jié)能觀念應貫穿于中央空調系統(tǒng)設計、選型和運行的始終，以達到z*大限度地節(jié)能。

    1、中央空調系統(tǒng)的組成

    中央空調系統(tǒng)是由一系列驅動流體流動的動件(如水泵、風機及壓縮機)、各種型式的熱交換器(如風機盤管、蒸發(fā)器、冷凝器及中間熱交換器等)及連接各種裝置的管道(如風管、水管及冷媒管)和閥件所組成。中央空調系統(tǒng)一般可分下列五個循環(huán)：(1)室內空氣循環(huán)；(2)冷水循環(huán)；(3)冷媒循環(huán)；(4)冷卻水循環(huán)；(5)室外空氣循環(huán)。總體說來，構成中央空調系統(tǒng)的元件主要是熱交換器和流體機械兩種。熱交換器是作為高低溫兩種工作流體能量交換的設備。當任何一組熱交換器效果不好時，會增加系統(tǒng)耗電率(kW/RT)，不是系統(tǒng)耗電量增加，就是冷凍能力下降。而流體機械則是推動工作流體循環(huán)的動力泵，其耗電量W=QHhr/η。耗電量的多少決定于運轉時數h，輸送的工作流體流量Q，工作流體循環(huán)所需要的揚程H以及效率η，減少其中任何一項，都可達到節(jié)能的目的。

    2、中央空調系統(tǒng)節(jié)能的機會與措施

    2.1選取合理的設計參數

    2.1.1室內溫、濕度從節(jié)能角度出發(fā)來確定室內溫、濕度標準是節(jié)能的重要因素?？照{系統(tǒng)耗能大小除與當地室外氣象參數、建筑物的外圍護結構及室內發(fā)熱散濕量有關外，室內設計溫、濕度標準也是直接影響負荷大小的重要因素。在保證生產工藝與人體健康的條件下，夏季室溫每提高1℃，約可減少熱負荷11.2%［1］，其節(jié)省的冷、熱負荷是極為可觀的。同樣，在夏季如將室內空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。據資料測算，僅僅將夏季室溫提高1℃，就可使空調工程投資總額降低約6%，運行費用減小8%左右［2］。

    2.1.2新風量新風負荷占空調總負荷的20%～40%［2］，對其標準值高低的取舍，與節(jié)能關系重大，不可忽視。引進新風主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調所需維持的室內外壓差。而新風量的多少直接影響空調的負載，從而影響空調系統(tǒng)的風機、冷水泵、壓縮機、冷卻水泵、冷卻塔風扇的耗電。

    一般設計是以人員z*多及活動z*激烈的情況來決定新風量，但實際使用時卻幾乎不需要使用這么大的新風量，從而造成在絕大部分的空調時段都在耗能的狀況下運轉。較有效的方法是以室內空氣中二氧化碳含量來控制新風量。

    2.2設計合理的圍護結構與照明

    2.2.1外圍結構增設外墻及屋頂的保溫層對冬、夏兩季節(jié)能有利；減少窗、墻面積比，對減少夏季冷負荷有較好的效果，對南方有利，但對北方建筑減少冬季能耗有可能不利；增加外遮陽對夏季冷負荷或供冷量減少十分有利，但在冬季，由于陽光輻射量減少，有可能導致冬季采暖能耗有較大的增加。對于這些冬夏季節(jié)互為矛盾的措施，設計中應特別予以研究和考慮；此外建筑物朝向也是設計時應考慮的問題。

    2.2.2窗在建筑節(jié)能中，窗的節(jié)能是十分重要的，據統(tǒng)計，在全部建筑物散失的熱量中，通過窗散失的熱量占(25～70)%。在窗的設計中要滿足的條件是：(1)室內足夠的采光要求；(2)絕熱性，即冬天使熱量不散失到戶外，夏天又不使太多的陽光輻射吸收到屋內；(3)建筑物的美觀；(4)通風功能。窗的設計和發(fā)展經歷了單層窗時期、雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。目前z*先進的節(jié)能窗是超級節(jié)能窗，雖然超級節(jié)能窗比普通窗的價格高(20～50)%，但以節(jié)能計算，它的回收期只有2～4年［3］。

    2.2.3照明在我國，照明用電量已占總用量的10%以上［4］，照明用電往往直接轉化為空調冷負荷。對于空調面積大、照明容量大的地方，應采用照明與空調的組合系統(tǒng)。采用空調組合燈具，不僅能夠改善照明裝置的工作條件，而且可以減少空調負荷。

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變頻直接地下水熱泵中央空調的設計探討創(chuàng)杰ACT-V6變頻器在中央空調系統(tǒng)的應用中央空調熱泵冷熱源實際工程案例淺析(圖)

    2.3選擇合適的空調方式

    2.3.1變風量方式選取切合實際的空調方式是節(jié)能的必要途徑。為了達到節(jié)能的目的，對于不同性質和用途的建筑物，必須采用不同的空調方式，同時還應講究系統(tǒng)的小型化，使用靈活，便于管理，有利于節(jié)能。特別要注意建筑物朝向、位置的不同，其冷、熱負荷變化差別很大，應采用不同的空調方式與系統(tǒng)，在諸多空調系統(tǒng)中，變風量系統(tǒng)z*為節(jié)能。根據粗略測定，當風量是滿負荷設計風量的50%時，運行電流約減少26.5%［2］，因而全年的送風動力比定風量方式小得多，加上沒有冷、熱抵消，節(jié)能效果明顯。

    2.3.2熱源熱泵空調方式熱回收式閉路水源熱泵空調方式是室內機組、冷卻塔和熱水器等全套裝置，通過一個水系統(tǒng)加以組合，用同一個系統(tǒng)按照不同房間的不同要求分別供冷或供熱。這種以水為熱源的熱泵空調方式有三個優(yōu)點：(1)能進行熱回收，可根據需要開停機組，有利于節(jié)省能源；(2)可單獨控制室溫；(3)機組自帶制冷機和利用熱回收運行，不需集中機房和大型鍋爐裝置，可節(jié)省機房面積和節(jié)約投資。對于南方某些較暖地區(qū)的中等規(guī)模的寫字樓和底層是商場、小餐廳等發(fā)熱量較大的公共場所，而高層是寫字樓、公寓等的建筑物非常適合。廈門汀州大廈采用這種有熱回收裝置的系統(tǒng)收到很好的節(jié)能效果［5］。

    2.3.3噴口側送風方式噴口側送風是體育館的比賽大廳z*廣泛采用的一種送風方式，其特點是射程長，由于送風射流在噴射過程中，將不斷混入周圍空氣，使流量增加了3～5倍，送風溫差可采用8～12℃，同時在氣流流經觀眾席過程中，又與室內空氣混合，使流量增加到送風量的5～6倍，并不斷將室內余熱從座位下的回風口帶走，因此，無論從消除室內余熱量還是保持應有的風速來看，噴口側送的送風量比上送風可減少(25～30)%［5］，因此是較節(jié)能的一種送風方式。

    2.3.4下送上回方式下送上回方式是一種節(jié)能的氣流組織形式，用于體育館空調時，由于每個座椅只送新風，誘導室內空氣與其充分混合，將室內余熱量從建筑物上部排走，避免了燈光和屋頂等空調負荷帶入觀眾區(qū)和比賽區(qū)，使空調負荷大為減小，空氣處理設備亦相應減小，據國外資料介紹，夏季可節(jié)省冷負荷26%以上［5］。

    2.3.5衛(wèi)生間排氣系統(tǒng)從豎井內引出一小管在衛(wèi)生間頂部設置排風口，豎井按分區(qū)用管道連接起來，每分區(qū)用一臺通風機進行分區(qū)排氣。這種方式可節(jié)約設備投資和節(jié)約運行費用，而且運行噪聲低，很有實用價值，且可節(jié)能。

    2.4配置優(yōu)質的節(jié)能設備

    2.4.1主機為了安全起見，絕大部分的冷水主機容量要比實際尖峰熱負載大20%以上，再加上實際尖峰熱負載在全年出現的頻率相當低，全年平均的熱負載大約是尖峰熱負載的(60～70)%，使得全年平均的熱負載只有冷水主機容量的(50～60)%，造成冷水主機大部分時間都在低負載下運轉。冷水主機負載率在60%以下運轉是不佳的。

    由于生產制造技術的提高，近年來新上市的冷水主機的耗電率比20年前所生產的冷水主機降低約35%左右，因此在適當時候將舊主機換成高效率的冷水主機是非?？尚械?。根據實例，某用戶為了解決CFC冷媒的問題將一臺已經運轉約15年的350RT的冷水主機換成可滿足尖峰需求的300RT的冷水主機，設備投資約可在4年左右回收［6］。配置多臺壓縮機的冷水機組具有明顯節(jié)能效果。因為這樣的機組在部分負荷時仍有較高的效率，而且，機組起動時可以實現順序起動各臺壓縮機，每臺壓縮機的功率小，對電網的沖擊小，能量損失小。

    此外，可以任意改變各臺壓縮機的起動順序，使各臺壓縮機的磨損均衡，延長使用壽命。適當地調整冷水主機的設定溫度可收到較好的節(jié)能效果。冷水溫度越高，則主機耗電率越低。每提高1℃，節(jié)電約3%。在調高冷水設定溫度時，需符合負荷端的溫度要求。調高冷水的設定溫度有兩種方法：一是冷水溫度隨室外氣溫設置；二是冷水溫度隨熱負載設置。

    2.4.2泵與風機及其變頻調速變頻調節(jié)技術是泵類和風機普遍采用的一項重要的節(jié)能措施。事實證明，泵類和風機變速運行節(jié)能量是顯著的。

    在二次泵的空調供冷、供暖水系統(tǒng)設計中，一般是通過壓差信號對二次泵進行臺數控制，以實現變流量調節(jié)。但根據實際空調工程來看，由于水泵實際工作點往往不能處于效率z*高點，即使流量減小了，實際用電量減少并不多。而采用變頻調速裝置調節(jié)流量可收到良好的節(jié)能效果。北京某飯店采用變頻調速裝置已獲得顯著的節(jié)電效益，該飯店共選用3臺變頻調速裝置，分別對冷凍水泵、冷卻水泵和供暖水泵進行變流量調節(jié)，投入運行一年就節(jié)電50萬kW.h，而3套變頻調速裝置的投資費是13萬元，投資回收期不足2年［5］。變頻調速可在非峰值負荷時減少送風量，從而可節(jié)省動力消耗。

    據檢測，當運行風量減至設計風量的50%時，運行電流約減少25.5%［5］，因而全年空調運行消耗的電力比定風量方式小得多。如送風面積大或房間多，設計時可將變風量系統(tǒng)分為兩個或數個系統(tǒng)，以使控制更靈活，調節(jié)更方便，節(jié)能效果更顯著。

    2.4.3管件引流三通是利用近環(huán)路過大的余壓能量來引射遠環(huán)路介質而共同前進的一種特殊的管件，適用于一切單管或雙管冷水空調系統(tǒng)、冷卻水閉式循環(huán)系統(tǒng)和熱水采暖系統(tǒng)，安裝在回水管的合流三通處，可克服“老匯流三通”工作的缺陷(具有較大余壓的近環(huán)路支管流束沖入三通后阻礙了遠環(huán)路支管流束進入匯合管。工程設計上為了解決該問題，常常是擴大遠路管徑以減少阻力消耗，加大循環(huán)水泵的場程和流量以強制遠環(huán)路介質匯擾)。

    引流三通的作用不僅保證了閉路循環(huán)系統(tǒng)中各環(huán)路的水力平衡，更重要的是使系統(tǒng)阻力降低，減小了循環(huán)壓頭，從而節(jié)省了運行費用，一般可節(jié)省電量(15～30)%［5］。

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