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淺談中央空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能
淺談中央空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能 1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面,諸如墻體和屋面一般建筑物中已經(jīng)比較注意。以下從就門窗節(jié)能方面進(jìn)行闡述:
1.1控制窗墻比通過外窗的耗熱量占地筑物總耗熱拉的35%~45%在保證室內(nèi)采光的前提下;合理確定窗墻比十分重要。一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字:北向25%;東、面向30%;南向35%.
1.2提高門窗氣密性房間換氣次數(shù)由0.8h-1降到0.5h-1,建筑物的耗冷可降低8%左右,因此設(shè)計(jì)中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。密閉條應(yīng)采用彈性良好、鑲接牢固嚴(yán)密、經(jīng)久耐用的產(chǎn)品。根據(jù)門窗的具體情況,分別采用不同的密封條。如橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合的密封條,其形狀可為條形或沖形。可用粘貼、擠緊或釘結(jié)方法固定。
2、空調(diào)冷熱源
中央空調(diào)能耗一般包括三部分,即1.空調(diào)冷熱源;2.空調(diào)機(jī)組及末端設(shè)備;3.水或空氣輸送系統(tǒng)。這三部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的一半左右,是空調(diào)節(jié)能的主要內(nèi)容。以下就冰蓄能系統(tǒng)談?wù)勚鳈C(jī)的節(jié)能。冰蓄能系統(tǒng)即:建筑物空調(diào)時(shí)所需冷負(fù)荷的全部或者一部分在非使用空調(diào)時(shí)間制備好,將其能量蓄存起來供空調(diào)時(shí)使用。該系統(tǒng)主機(jī)所耗的總能量變化不大,但是可以在用電低峰時(shí)用電,而在高峰時(shí)少用或不用電能—平衡電網(wǎng)峰谷荷,減緩電廠和供配電設(shè)施的建設(shè),是一種值得推薦的節(jié)能方法。采用蓄冷系統(tǒng)時(shí),有兩種負(fù)荷管理策略可考慮。當(dāng)電費(fèi)價(jià)格在不同時(shí)間里有差別時(shí),我們可以將全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到廉價(jià)電費(fèi)的時(shí)間里運(yùn)行�？蛇x用一臺(tái)能蓄存足夠能量的傳統(tǒng)冷水機(jī)組,將整個(gè)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到高峰以外的時(shí)間去,這稱之為“全部蓄能系統(tǒng)”。
這種方式常常用于改建工程中利用原有的冷水機(jī)組,只需加設(shè)蓄冷設(shè)備和有關(guān)的輔助裝置,但需注意原有冷水機(jī)組是否適用于冰蓄冷系統(tǒng)。這種方式也適用于特殊建筑物,需要瞬時(shí)大量釋冷,如體育館建筑物。在新建的建筑中,部分蓄能系統(tǒng)是最實(shí)用的,也是一種投資有效的負(fù)荷管理策略。在這種負(fù)荷均衡的方法中,冷水機(jī)組連續(xù)運(yùn)行,它在夜間用來制冷蓄存,在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。將運(yùn)行時(shí)數(shù)從14小時(shí)擴(kuò)展到24小時(shí),可以得到最低的平均負(fù)荷。需電量費(fèi)用大大地減少,而冷水機(jī)組的制冷能力也可減少50-60%或者更多一些。通過杭州市幾個(gè)工程如:建行杭州分行辦公大樓、杭州市新景福百貨大樓的實(shí)踐表明該系統(tǒng)節(jié)能(經(jīng)濟(jì)指標(biāo))可在25-35%之間。
3、空調(diào)機(jī)組和末端設(shè)備
國產(chǎn)風(fēng)機(jī)盤管從總體水平看與國外同類產(chǎn)品相比差不多,但與國外先進(jìn)水平比較,主要差距是耗電量、盤管重量和噪聲方面。因此設(shè)計(jì)中一定往意選用重量輕,單位風(fēng)機(jī)功率供冷(熱)量大的機(jī)組�？照{(diào)機(jī)組應(yīng)該選用機(jī)組風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓匹配合理,漏風(fēng)量少,空氣輸送系數(shù)大的機(jī)組。以下就空調(diào)機(jī)組的變風(fēng)量系統(tǒng)的節(jié)能:全空氣空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求,是要決定向波空調(diào)房間輸送足夠數(shù)量的、經(jīng)過一定處理了的空氣,用以吸收室內(nèi)的余熱和余濕,從而維持室內(nèi)所需要的溫度和濕度。
它的基本計(jì)算公式是:
式中L——送風(fēng)量,m3/h;
Qq、Qx——空調(diào)送風(fēng)所要吸收的全熱余熱和顯熱余熱,W;
ρ——空氣密度,kg/m3,可取1.2;
C——空氣定壓比熱,kj/kg.℃,可取C=1.01;
in、is——室內(nèi)空氣焓值和送風(fēng)狀態(tài)空氣焓值,kj/kg,
tn、ts,——室內(nèi)空氣溫度和送風(fēng)溫度,℃。
從公式中可以看出,當(dāng)室內(nèi)余熱Qx值發(fā)生變化而又需要使室內(nèi)溫度tn保持不變時(shí),可將送風(fēng)量L固定,而改變送風(fēng)溫度,也可將送風(fēng)濕度人固定,而改變進(jìn)風(fēng)量,那種固定送風(fēng)量而改變送風(fēng)溫度的空調(diào)系統(tǒng),一般便稱其為定風(fēng)量系統(tǒng),而固定進(jìn)風(fēng)溫度,改變送風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng),則稱其為變風(fēng)量系統(tǒng)。對于服務(wù)于多個(gè)房間(或區(qū)域)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)來說,由于經(jīng)過空調(diào)設(shè)備處理過的空氣其送風(fēng)溫度一定,為了適應(yīng)某個(gè)房問(或區(qū)域)的負(fù)荷變化,往往需要設(shè)立再熱裝置,才能維持該房間(或區(qū)域)的溫濕度在所要求的范圍內(nèi),否則,因?yàn)樗偷礁鞣块g(或區(qū)域)去的風(fēng)量是按它們的最大負(fù)荷求得的風(fēng)量,且送風(fēng)溫度相同,在這些房間(或區(qū)域)出現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí),勢必產(chǎn)生過冷現(xiàn)象。迫使經(jīng)過冷卻去濕處理過的空氣又需進(jìn)行再熱處理,這種冷熱抵消的處理過程,顯然是一種能量的浪費(fèi)。
對于多數(shù)舒適性空調(diào)要求來說,并不需要十分嚴(yán)格的溫度和濕度的控制。變風(fēng)量系統(tǒng)則可以克服上述缺點(diǎn),它可以通過改變送到房間(或區(qū)域)里去的風(fēng)量的辦法,來滿足這些地方負(fù)荷變化的需要。當(dāng)然,整個(gè)系統(tǒng)的總送風(fēng)量也在發(fā)生變化。因此,變風(fēng)量系統(tǒng)在運(yùn)行中是一種節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。在一幢大型民用建筑中,各個(gè)朝向的房間一天中最大負(fù)荷并不出現(xiàn)在同一時(shí)刻。對于定風(fēng)量系統(tǒng)來說,由于它送到房間去的風(fēng)縣和系統(tǒng)總風(fēng)景都是固定的,因而只能按各房間的最大負(fù)荷來設(shè)計(jì)送風(fēng)量。而變風(fēng)量系統(tǒng)則可以適應(yīng)一天中同一時(shí)間各朝向房間的負(fù)荷并不都處于最大值的需要,空調(diào)系統(tǒng)輸送的風(fēng)量(實(shí)際上輸送的是能量)可以在建筑物由各個(gè)朝向的房間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移,從而系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)風(fēng)量可以減少。這樣,空調(diào)設(shè)備的容量也可以減小,既可節(jié)省設(shè)備費(fèi)的投資,也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。
4、冷凍水系統(tǒng)
一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電,在冬季供暖期間約占整個(gè)建筑動(dòng)力用電的20%-25%;夏季供冷期間約占12%-24%,因此水系統(tǒng)節(jié)能也具有重要意義。目前,空調(diào)水系統(tǒng)存在著許多問題,如1.選擇水泵是按設(shè)計(jì)值查找水泵樣本的銘牌參數(shù)確定,而不是按水泵的特性曲線選定水泵號(hào);2.本對每個(gè)水環(huán)路進(jìn)行水力平衡計(jì)算。
對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施,因此水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重;大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在,設(shè)計(jì)中供、回水溫差一般均取5℃,但經(jīng)實(shí)測夏季冷凍水系統(tǒng)供回水溫差較好的為4℃,較差的只有2-2.5℃,造成實(shí)際水流量比設(shè)計(jì)水量大1.5倍以上,使水系電耗大大增加。水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)從如下方面著手:設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視水系統(tǒng)設(shè)計(jì),認(rèn)真進(jìn)行水系統(tǒng)各環(huán)路的設(shè)計(jì)計(jì)算,并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡。認(rèn)真核對和計(jì)算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù),切實(shí)落實(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求值,積極推廣變頻調(diào)速水泵,冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施。
5、積極利用土壤熱源
目前我國南方地區(qū)空調(diào)系統(tǒng)主要用空氣源熱泵作為冷熱源,由于其"室外機(jī)"受環(huán)境空氣季節(jié)性溫度變化規(guī)律的制約,夏季供冷負(fù)荷越大時(shí)對應(yīng)的冷凝溫度越高;眾所周知,制冷系統(tǒng)冷卻水進(jìn)水溫度的高低對主機(jī)耗電量有著重要影響;一般推算,在水量一定情況下,進(jìn)水溫度提高1℃,壓縮機(jī)主機(jī)電耗約增加為2%,溴化鋰主機(jī)能耗提高約6%.為此若能尋找到更理想的新熱源形式取代或部分取代目前多采用的空氣熱源,無疑將有廣泛的應(yīng)用前景和明顯的節(jié)能效果。與地面上環(huán)境空氣相比,地下5米以下全年土壤溫度穩(wěn)定且約等于年平均溫度,可以分別在夏冬兩季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發(fā)溫度。所以從原理上講,土壤是一種比環(huán)境空氣更好的熱泵系統(tǒng)的冷熱源。
已有的研究表明土壤熱源熱泵主要優(yōu)點(diǎn)有:節(jié)能效果明顯,可比空氣源熱泵系統(tǒng)節(jié)能約20%;埋地?fù)Q熱器不需要除霜,減少了冬季除霜的能耗;由于土壤具有較好的蓄熱性能,可與太陽能聯(lián)用改善冬季運(yùn)行條件;埋地?fù)Q熱器在地下靜態(tài)的吸放熱,減小了空調(diào)系統(tǒng)對地面空氣的熱及噪音的污染。所以若能用土壤熱源熱泵部分取代空氣源熱泵,則必然節(jié)約能源并有可能形成新的空調(diào)產(chǎn)品系列。
6、加強(qiáng)中央空調(diào)的管理采用一定的計(jì)量方法
加強(qiáng)對空調(diào)操作人員的培訓(xùn),提高管理人員素質(zhì),實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度。各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施,都與操作人員的技術(shù)匯質(zhì)直接相關(guān);具備必要的制冷空調(diào)知識(shí);要懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié);要懂得怎樣調(diào)節(jié)才會(huì)節(jié)能。集中空調(diào)實(shí)行計(jì)量收費(fèi),是建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施。目前在歐美等國熱量計(jì)量已是成熟的技術(shù),據(jù)國外調(diào)查資料表明:實(shí)行集中空調(diào)計(jì)量收費(fèi)后,其節(jié)能率在8%-15%.
我國也在計(jì)量方面取得一定得成就。節(jié)能是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展得關(guān)鍵。我們應(yīng)該將目光重點(diǎn)放在占總能耗20%左右的空調(diào)能耗上來。作為一個(gè)暖通專業(yè)的工作者,應(yīng)該積極地爭取所有可能挽回的能量。
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