論空調系統(tǒng)節(jié)能的潛力

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

隨著我國國民經濟的進展、人民生活水平的提升，空調技術已在國防、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用，從而使建造物的總能耗逐年增長。目前，全國各地電力非常緊急，但所需能量卻在快速增長。隨著現(xiàn)代化建設的進展，能源供給會越發(fā)緊急，將會影響經濟的持續(xù)進展。普通中央空調能耗約占囫圇建造總能耗的50%左右，對于商場和綜合大樓可能要高達60%以上，因此節(jié)省空調系統(tǒng)能耗是刻不容緩的。

空調系統(tǒng)的節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，要求在能源通過的各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃到運轉的全過程中貫徹節(jié)能的觀點，才可能達到節(jié)能的效果，假如在某個環(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。

下面從空調系統(tǒng)的設計、施工到運行管理等方面談談空調系統(tǒng)節(jié)能的潛力。

二、削減冷熱負荷

冷熱負荷是空調系統(tǒng)最基礎的數(shù)據(jù)，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調箱、風機盤管等規(guī)格型號的挑選都是以冷熱負荷為依據(jù)的。假如能削減建造的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調箱、風機盤管等的型號，降低空調系統(tǒng)的初投資，而且這些設備型號減小后，所需的配電功率也會削減，這會造成變配電設備初投資削減以及上述空調設備日常運行耗電量削減，運行費用降低。所以削減冷熱負荷是商業(yè)建造節(jié)能最根本的措施。削減冷熱負荷有以下一些詳細措施：

改善建造的保溫隔熱性能

房間內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荷。改善建造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.合理設計窗戶遮陽。3.充分通過保溫隔熱性能好的玻璃窗。

挑選合理的室內設計參數(shù)

假設空調室外計算參數(shù)為定值時，夏季空調室內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。利用討論證實，在不降低室內舒服度標準的前提下，合理組合室內空氣設計參數(shù)可以收到顯然的節(jié)能效果。

1.溫濕度變化對熱舒服度的影響。假定人所從事的是極輕勞動，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。在相對濕度為50%的條件下，僅使室內空氣溫度變化時，統(tǒng)計不同室內溫度下的PPD值和不同相對濕度下的PPD值。經分析以上數(shù)據(jù)可以看出，室內空氣溫度轉變對室內熱舒服度的影響十分大，而相對濕度的變化對人的熱舒服感幾乎沒有影響。

2.室內設計參數(shù)的優(yōu)化組合。室內空氣溫度對人的熱舒服感影響很大，但對空調能耗的影響則比較小。而相對濕度對人的熱舒服感影響很小，但是對空調的能耗影響很大。

綜上所述，在確定室內設計參數(shù)時，為了保證較高的熱舒服度，室內設計溫度應取低一點，而在一定溫度范圍內，利用提升室內設計相對濕度的途徑削減空調能耗。

控制和正確使用室外新風量

因為新風負荷占建造物總負荷的20%～30%，控制和正確使用新風量是空調系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。因為新風負荷臨近總負荷的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，還要合理通過新風。春秋季或冬季，有的房間仍需供冷，此時當室外空氣焓值小于室內空氣設計狀態(tài)的焓值時，可采納室外新風為室內降溫，可削減冷機的開啟量，節(jié)約能耗。

削減新風負荷應從以下兩方面著手：1.不要任意提升最小新風量標準；2.杜絕非正常渠道引入新風。

三、提升冷源效率

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)與制冷劑的性質無關，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，產生單位冷量所需消耗的功量多，耗電量高，增強建造的能耗。提升冷源效率可實行以下一些措施：

降低冷卻水溫度

因為冷卻水溫度越低，冷機的制冷系數(shù)越高。冷卻水的供水溫度每升高1℃，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當關閉，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，冷機的制冷系數(shù)就減低了。冷卻塔使用一段時光后，應準時檢修，否則冷卻塔的效率會下降，不能充分地為冷卻水降溫。

提升冷凍水溫度

因為冷凍水溫度越高，冷機的制冷效率越高，冷凍水供水溫度提升1℃，冷機的制冷系數(shù)可提升3%，所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫度。例如，不要設置過低的冷機冷凍水設定溫度；關閉停止運行的冷機的水閥，防止部分冷凍水走旁通管路，經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、通過自然冷源

因為建造室內的人員、照明燈光、電腦的設備的散熱量的影響，在春秋季當室外空氣溫度較低時，室內空氣溫度仍然較高，仍需要供冷。尤其是沒有外墻、外窗的內區(qū)房間，即使在嚴寒的冬季，因為室內的散熱量沒有途徑散發(fā)到室外，室內仍需供冷。此時假如開啟冷機供冷，不僅因為此時冷負荷較小，冷機制冷系數(shù)較低、能耗大，而且極端不合理。

比較常見而且簡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。因為地下水常年保持在18℃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系統(tǒng)提供冷量，而且冬季還可以通過水源熱泵機組為空調系統(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，此時室外空氣較低，可用于空調系統(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。為了保證室內空氣足夠新奇，滿足人們的舒服要求，空調系統(tǒng)需要從室外抽取一定量新奇空氣送入室內，同時將室內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)是室內的空調設計參數(shù)，冬季比室外空氣熱，夏季比室外空氣冷。利用全熱交換器，將排風的冷熱量傳遞給新風，可以回收排風冷熱量的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{水泵的耗電量占建造總耗電量的8%～16%，占空調系統(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。削減空調水泵電耗可從以下幾個方面著手：

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)，制冷機房和冷卻水池設在一層，冷卻塔設在十層屋頂，距地面33米，冷卻水泵揚程為67米，配電功率為180