中央空调节能分析论文

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1、空调冷热源

中央空调能耗一般包括三部分，即1.空调冷热源；2.空调机组及末端设备；3.水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容。以下就冰蓄能系统谈谈主机的节能。冰蓄能系统即：建筑物空调时所需冷负荷的全部或者一部分在非使用空调时间制备好，将其能量蓄存起来供空调时使用。该系统主机所耗的总能量变化不大，但是可以在用电低峰时用电，而在高峰时少用或不用电能—平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，是一种值得推荐的节能方法。采用蓄冷系统时，有两种负荷管理策略可考虑。当电费价格在不同时间里有差别时，我们可以将全部负荷转移到廉价电费的时间里运行。可选用一台能蓄存足够能量的传统冷水机组，将整个负荷转移到高峰以外的时间去，这称之为“全部蓄能系统”。

这种方式常常用于改建工程中利用原有的冷水机组，只需加设蓄冷设备和有关的辅助装置，但需注意原有冷水机组是否适用于冰蓄冷系统。这种方式也适用于特殊建筑物，需要瞬时大量释冷，如体育馆建筑物。在新建的建筑中，部分蓄能系统是最实用的，也是一种投资有效的负荷管理策略。在这种负荷均衡的方法中，冷水机组连续运行，它在夜间用来制冷蓄存，在白天利用蓄存的制冷量为建筑物提供制冷。将运行时数从14小时扩展到24小时，可以得到最低的平均负荷。需电量费用大大地减少，而冷水机组的制冷能力也可减少50-60%或者更多一些。通过杭州市几个工程如：建行杭州分行办公大楼、杭州市新景福百货大楼的实践表明该系统节能（经济指标）可在25-35%之间。

2、围护结构

围护结构方面，诸如墙体和屋面一般建筑物中已经比较注意。以下从就门窗节能方面进行阐述：

1.1控制窗墙比通过外窗的耗热量占地筑物总耗热拉的35%～45%在保证室内采光的前提下；合理确定窗墙比十分重要。一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字：北向25%；东、面向30%；南向35%.

1.2提高门窗气密性房间换气次数由0.8h-1降到0.5h-1，建筑物的耗冷可降低8％左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段。密闭条应采用弹性良好、镶接牢固严密、经久耐用的产品。根据门窗的具体情况，分别采用不同的密封条。如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条，其形状可为条形或冲形。可用粘贴、挤紧或钉结方法固定。

3、空调机组和末端设备

国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比较，主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定往意选用重量轻，单位风机功率供冷（热）量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。以下就空调机组的变风量系统的节能：全空气空调系统设计的基本要求，是要决定向波空调房间输送足够数量的、经过一定处理了的空气，用以吸收室内的余热和余湿，从而维持室内所需要的温度和湿度。

它的基本计算公式是：

式中L——送风量，m3/h；

Qq、Qx——空调送风所要吸收的全热余热和显热余热，W；

ρ——空气密度，kg／m3，可取1.2；

C——空气定压比热，kj/kg.℃，可取C=1.01；

in、is——室内空气焓值和送风状态空气焓值，kj/kg，

tn、ts，——室内空气温度和送风温度，℃。

从公式中可以看出，当室内余热Qx值发生变化而又需要使室内温度tn保持不变时，可将送风量L固定，而改变送风温度，也可将送风湿度人固定，而改变进风量，那种固定送风量而改变送风温度的空调系统，一般便称其为定风量系统，而固定进风温度，改变送风量的空调系统，则称其为变风量系统。对于服务于多个房间（或区域）的定风量空调系统来说，由于经过空调设备处理过的空气其送风温度一定，为了适应某个房问（或区域）的负荷变化，往往需要设立再热装置，才能维持该房间（或区域）的温湿度在所要求的范围内，否则，因为送到各房间（或区域）去的风量是按它们的最大负荷求得的风量，且送风温度相同，在这些房间（或区域）出现部分负荷时，势必产生过冷现象。迫使经过冷却去湿处理过的空气又需进行再热处理，这种冷热抵消的处理过程，显然是一种能量的浪费。

对于多数舒适性空调要求来说，并不需要十分严格的温度和湿度的控制。变风量系统则可以克服上述缺点，它可以通过改变送到房间（或区域）里去的风量的办法，来满足这些地方负荷变化的需要。当然，整个系统的总送风量也在发生变化。因此，变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。在一幢大型民用建筑中，各个朝向的房间一天中最大负荷并不出现在同一时刻。对于定风量系统来说，由于它送到房间去的风县和系统总风景都是固定的，因而只能按各房间的最大负荷来设计送风量。而变风量系统则可以适应一天中同一时间各朝向房间的负荷并不都处于最大值的需要，空调系统输送的风量（实际上输送的是能量）可以在建筑物由各个朝向的房间之间进行转移，从而系统的总设计风量可以减少。这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。

4、冷冻水系统

一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力用电的20％－25％；夏季供冷期间约占12％－24％，因此水系统节能也具有重要意义。目前，空调水系统存在着许多问题，如1.选择水泵是按设计值查找水泵样本的铭牌参数确定，而不是按水泵的特性曲线选定水泵号；2.本对每个水环路进行水力平衡计算。

对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施，因此水力、热力失调现象严重；大流量、小温差现象普遍存在，设计中供、回水温差一般均取5℃，但经实测夏季冷冻水系统供回水温差较好的为4℃，较差的只有2－2.5℃，造成实际水流量比设计水量大1.5倍以上，使水系电耗大大增加。水系统节能应从如下方面着手：设计人员应重视水系统设计，认真进行水系统各环路的设计计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡。认真核对和计算空调水系统相关系数，切实落实节能设计标准的要求值，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施。

5、积极利用土壤热源

目前我国南方地区空调系统主要用空气源热泵作为冷热源，由于其"室外机"受环境空气季节性温度变化规律的制约，夏季供冷负荷越大时对应的冷凝温度越高；众所周知，制冷系统冷却水进水温度的高低对主机耗电量有着重要影响；一般推算，在水量一定情况下，进水温度提高1℃，压缩机主机电耗约增加为2%，溴化锂主机能耗提高约6%.为此若能寻找到更理想的新热源形式取代或部分取代目前多采用的空气热源，无疑将有广泛的应用前景和明显的节能效果。与地面上环境空气相比，地下5米以下全年土壤温度稳定且约等于年平均温度，可以分别在夏冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从原理上讲，土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。

已有的研究表明土壤热源热泵主要优点有：节能效果明显，可比空气源热泵系统节能约20%；埋地换热器不需要除霜，减少了冬季除霜的能耗；由于土壤具有较好的蓄热性能，可与太阳能联用改善冬季运行条件；埋地换热器在地下静态的吸放热，减小了空调系统对地面空气的热及噪音的污染。所以若能用土壤热源热泵部分取代空气源热泵，则必然节约能源并有可能形成新的空调产品系列。

6、加强中央空调的管理采用一定的计量方法

加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。各项调节和节能措施的实施，都与操作人员的技术汇质直接相关；具备必要的制冷空调知识；要懂得根据室外参数的变化进行调节；要懂得怎样调节才会节能。集中空调实行计量收费，是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术，据国外调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率在8%－15%.

我国也在计量方面取得一定得成就。节能是实现可持续发展得关键。我们应该将目光重点放在占总能耗20%左右的空调能耗上来。作为一个暖通专业的工作者，应该积极地争取所有可能挽回的能量。