論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力

Word版本，下載可自由編輯論空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的潛力一、前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展、人民生活水平的提升，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、住所等建造中廣泛應(yīng)用，從而使建造物的總能耗逐年增長(zhǎng)。目前，全國(guó)各地電力非常緊急，但所需能量卻在快速增長(zhǎng)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)展，能源供給會(huì)越發(fā)緊急，將會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)展。普通中央空調(diào)能耗約占囫圇建造總能耗的50%左右，對(duì)于商場(chǎng)和綜合大樓可能要高達(dá)60%以上，因此節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)能耗是刻不容緩的。

空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，要求在能源通過的各個(gè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃到運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程中貫徹節(jié)能的觀點(diǎn)，才可能達(dá)到節(jié)能的效果，假如在某個(gè)環(huán)節(jié)上造成了能源的鋪張，囫圇系統(tǒng)也不能說是節(jié)能的。

下面從空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(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、削減冷熱負(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)盤管等規(guī)格型號(hào)的挑選都是以冷熱負(fù)荷為依據(jù)的。假如能削減建造的冷熱負(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)削減，這會(huì)造成變配電設(shè)備初投資削減以及上述空調(diào)設(shè)備日常運(yùn)行耗電量削減，運(yùn)行費(fèi)用降低。所以削減冷熱負(fù)荷是商業(yè)建造節(jié)能最根本的措施。削減冷熱負(fù)荷有以下一些詳細(xì)措施：

改善建造的保溫隔熱性能

房間內(nèi)冷熱量的損失是利用房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建造的保溫隔熱性能可以直接有效地削減建造物的冷熱負(fù)荷。改善建造的保溫隔熱性能可以從以下幾個(gè)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(jì)窗戶遮陽。3.充分通過保溫隔熱性能好的玻璃窗。

挑選合理的室內(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。利用討論證實(shí)，在不降低室內(nèi)舒服度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理組合室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)可以收到顯然的節(jié)能效果。

1.溫濕度變化對(duì)熱舒服度的影響。假定人所從事的是極輕勞動(dòng)，穿著普通的夏季服裝，空氣流淌速度取0.25m/s，壁面溫度和空氣溫度相同。在相對(duì)濕度為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PPD值和不同相對(duì)濕度下的PPD值。經(jīng)分析以上數(shù)據(jù)可以看出，室內(nèi)空氣溫度轉(zhuǎn)變對(duì)室內(nèi)熱舒服度的影響十分大，而相對(duì)濕度的變化對(duì)人的熱舒服感幾乎沒有影響。

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)人的熱舒服感影響很大，但對(duì)空調(diào)能耗的影響則比較小。而相對(duì)濕度對(duì)人的熱舒服感影響很小，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服度，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)，利用提升室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度的途徑削減空調(diào)能耗。

控制和正確使用室外新風(fēng)量

因?yàn)樾嘛L(fēng)負(fù)荷占建造物總負(fù)荷的20%～30%，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。因?yàn)樾嘛L(fēng)負(fù)荷臨近總負(fù)荷的1/3，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，還要合理通過新風(fēng)。春秋季或冬季，有的房間仍需供冷，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)，可采納室外新風(fēng)為室內(nèi)降溫，可削減冷機(jī)的開啟量，節(jié)約能耗。

削減新風(fēng)負(fù)荷應(yīng)從以下兩方面著手：1.不要任意提升最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)；2.杜絕非正常渠道引入新風(fēng)。

三、提升冷源效率

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)無關(guān)，僅取決于被冷卻物的溫度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(jī)的實(shí)際運(yùn)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(huì)較低，產(chǎn)生單位冷量所需消耗的功量多，耗電量高，增強(qiáng)建造的能耗。提升冷源效率可實(shí)行以下一些措施：

降低冷卻水溫度

因?yàn)槔鋮s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升高1℃，冷機(jī)的COP下降近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)出水管的閥門應(yīng)當(dāng)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升，冷機(jī)的制冷系數(shù)就減低了。冷卻塔使用一段時(shí)光后，應(yīng)準(zhǔn)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。

提升冷凍水溫度

因?yàn)槔鋬鏊疁囟仍礁?，冷機(jī)的制冷效率越高，冷凍水供水溫度提升1℃，冷機(jī)的制冷系數(shù)可提升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)降低到過低的水平。

四、通過自然冷源

因?yàn)榻ㄔ焓覂?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。尤其是沒有外墻、外窗的內(nèi)區(qū)房間，即使在嚴(yán)寒的冬季，因?yàn)槭覂?nèi)的散熱量沒有途徑散發(fā)到室外，室內(nèi)仍需供冷。此時(shí)假如開啟冷機(jī)供冷，不僅因?yàn)榇藭r(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。

比較常見而且簡(jiǎn)單通過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。因?yàn)榈叵滤Ｄ瓯３衷?8℃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，而且冬季還可以通過水源熱泵機(jī)組為空調(diào)系統(tǒng)提供熱量。其次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普通低于15℃，冬季室外空氣濕球溫度普通低于0℃，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，冬夏季通過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)空氣足夠新奇，滿足人們的舒服要求，空調(diào)系統(tǒng)需要從室外抽取一定量新奇空氣送入室內(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。利用全熱交換器，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70%～80%左右，有顯然的節(jié)能作用。

五、削減水泵電耗

空調(diào)系統(tǒng)中的水泵不僅起著十分重要的作用，而且耗電量也十分大?？照{(diào)水泵的耗電量占建造總耗電量的8%～16%，占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的15%～30%，所以水泵節(jié)能十分重要，節(jié)能潛力也比較大。削減空調(diào)水泵電耗可從以下幾個(gè)方面著手：

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(yáng)程除了要克服冷卻水在管道中的流淌阻力外，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。假如取消冷卻水池，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(jī)提高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淌的阻力，所以所需要的水泵揚(yáng)程要比開式冷卻水系統(tǒng)小得多，因此水泵的能耗也就小無數(shù)。例如北京某飯店冷卻水系統(tǒng)為開式系統(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33米，冷卻水泵揚(yáng)程為67米，配電功率為180