關(guān)鍵詞:通風(fēng)降溫、廠房降溫水簾、水冷空調(diào)、負(fù)壓風(fēng)機(jī) 時(shí)間表:20101.27 來源:m.agilenetworker.com
中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的機(jī)會(huì)和措施是多方面的。如果能將節(jié)能思想貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選型與運(yùn)行的始終，將會(huì)收到明顯的節(jié)能效果，從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵字：節(jié)能 設(shè)計(jì) 選型 效益
一、引言
進(jìn)入90年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，空調(diào)開始進(jìn)入許多城市的商場(chǎng)、辦公室、會(huì)議室、旅館、飯店、車站、影劇院等公共建筑以及居民住宅。
這些空調(diào)消耗大量的電能，造成城市的非工業(yè)用電急劇增加。制冷空調(diào)在社會(huì)中應(yīng)用的規(guī)模,僅以北京為例，2002年7月電網(wǎng)瞬間負(fù)荷已上升到782萬千瓦，其中空調(diào)等降溫用電占北京地區(qū)電力總負(fù)荷的38％左右。廈門在2003年8月空調(diào)制冷用電占總負(fù)荷的32％。
許多城市空調(diào)用電量已占城市總用電量的30-40%。在幾乎所有的工業(yè)化國家中，空調(diào)和制冷設(shè)備的年耗電量都是第一大戶。
我國是一個(gè)人口眾多、資源相對(duì)不足的國家。目前，我國人均資源占有量不到世界平均水平的一半，人均能源消費(fèi)量為世界平均水平的55％。
中國人均用電量只有1000千瓦時(shí)左右，只相當(dāng)于世界平均用電水平的一半，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家人均用電2萬千瓦時(shí)的水平。
但在另一方面，每萬美元國民生產(chǎn)總值能耗方面則為世界各國之首，為印度的二點(diǎn)二倍，為發(fā)達(dá)國家的四至六倍；使用能源的設(shè)備效率偏低，又造成能源的浪費(fèi)，能源利用效率不高。
冬夏兩季，空調(diào)建筑的空調(diào)耗能占整個(gè)建筑耗能的50%以上。采取必要的建筑節(jié)能措施，可使空調(diào)建筑降低空調(diào)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗的25%以上，因此積極采取合適的節(jié)能措施，意義重大。
例如，一般酒店能耗以電為主，其中空調(diào)耗能占到總能耗的一半，其次就是熱水。一個(gè)酒店的能耗當(dāng)中，這兩項(xiàng)占的比例最大，僅次于人力成本。
關(guān)于能源的幾個(gè)數(shù)據(jù)：
我國人均能源資源僅為世界平均水平的40%-50%。
我國能源消費(fèi)量?jī)H次于美國，居世界第二位。大量的能源消費(fèi)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因?yàn)槲覈芎闹忻杭s占3/4。
燃燒1噸煤平均排放CO2 490公斤，粉塵13.6公斤，SO2 14.8公斤。
因此，節(jié)能不僅功在當(dāng)代，而且保護(hù)環(huán)境，利在千秋。
二、中央空調(diào)系統(tǒng)組成
中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
中央空調(diào)系統(tǒng)是處理和分配冷量的空調(diào)系統(tǒng)，通常有三種方式對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行降溫和升溫處理：
1. 水管路送至各個(gè)房間的末端（風(fēng)機(jī)盤管）
2.風(fēng)管道送至各個(gè)房間的風(fēng)口
3.制冷劑直接進(jìn)入每個(gè)房間的末端
水管路送至各個(gè)房間的末端（風(fēng)機(jī)盤管）半集中式系統(tǒng)
大樓中央空調(diào)常見形式
室內(nèi)回風(fēng)和室外新風(fēng)混合后經(jīng)過處理再通過送風(fēng)管道送到每個(gè)空調(diào)房間是一種常見的方式。
送風(fēng)進(jìn)入每個(gè)房間之前必須通過集中的空氣處理裝置（組合式空調(diào)箱）進(jìn)行降溫/升溫、加濕/去濕處理.
再通過主風(fēng)道和各個(gè)支管風(fēng)道送入每個(gè)空調(diào)房間
中央空調(diào)系統(tǒng)的組成
中央空調(diào)系統(tǒng)是由一系列驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備(如水泵、風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī))、各種型式的熱交換器(如風(fēng)機(jī)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(fēng)管、水管及冷媒管)和閥件所組成。系統(tǒng)一般可分下列五個(gè)循環(huán) ：
（1）室內(nèi)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(gòu)成中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和機(jī)械主要是熱交換器和流體機(jī)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(shè)備。當(dāng)任何一組熱交換器效果不好時(shí)，會(huì)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。
流體機(jī)械則是推動(dòng)工作流體循環(huán)的動(dòng)力裝置，其耗電量W=QHh/η。耗電量的多少?zèng)Q定于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)h，輸送的工作流體流量Q，工作流體循環(huán)所需要的揚(yáng)程H以及效率η，減少其中任何一項(xiàng)，都可達(dá)到節(jié)能的目的。
三、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能
要實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，首先應(yīng)設(shè)計(jì)合理。中央空調(diào)系統(tǒng)是為空調(diào)建筑服務(wù)的，因此，節(jié)能設(shè)計(jì)可以分為兩方面，一方面是減少空調(diào)建筑的熱負(fù)荷，另一方面是提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率。
空調(diào)建筑在夏季依靠制冷機(jī)將室內(nèi)的熱負(fù)荷移到室外。顯然，減少了室內(nèi)的熱負(fù)荷，制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間就減少，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗就減少。
室內(nèi)的熱負(fù)荷來自兩方面，一是由室內(nèi)外溫差而引起的熱量交換，另一方面是室內(nèi)照明和設(shè)備產(chǎn)生的熱負(fù)荷。因此，可以采取遮陽、氣密、絕熱等措施，以減少室內(nèi)的熱負(fù)荷達(dá)到節(jié)能。
1、減少室內(nèi)的熱負(fù)荷
（1）遮陽
減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，可采用挑檐、遮陽板(篷)、鍍膜玻璃等；減輕外墻、屋面吸收陽光幅射熱，可采用淺色外墻飾面，將絕熱層設(shè)在外墻外側(cè)和屋頂屋面，或架空屋面。
增加外遮陽對(duì)夏季冷負(fù)荷(或供冷量)減少十分明顯。據(jù)中國建筑科學(xué)研究院測(cè)定，在水泥屋面刷上石灰水，夏季屋面的表面溫度可降低16-19℃。
（2）氣密
提高門窗氣密性，防止縫隙進(jìn)風(fēng)。采用塑鋼門窗不僅氣密性好，而且熱阻大，并可降低噪音，減少灰塵?；虿捎瞄T窗密封條，提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由 8 降到5次，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。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。
（3）絕熱
采用絕熱材料對(duì)墻、屋頂、門窗等進(jìn)行絕熱，如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等，以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。采用空心砌塊、二層窗等，利用空氣隔熱，也可起到絕熱作用。增設(shè)外墻及屋頂?shù)谋貙訉?duì)冬、夏兩季節(jié)能有利.
（4）控制窗墻比
窗墻比是窗洞口與墻的面積比值，增大這個(gè)比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%～45%。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、 西面向30%；南向35%。
l減少窗、墻面積比，對(duì)減少夏季冷負(fù)荷有較好的效果。窗的設(shè)計(jì)和發(fā)展經(jīng)歷了單層窗時(shí)期、雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。目前最先進(jìn)的節(jié)能窗是超級(jí)節(jié)能窗，雖然超級(jí)節(jié)能窗比普通窗的價(jià)格高(20～50)%，但以節(jié)能計(jì)算，它的回收期只有2～4年。
（5）照明
l 在我國，照明用電量已占總用量的10%以上，照明用電往往直接轉(zhuǎn)化為空調(diào)冷負(fù)荷。
對(duì)于空調(diào)面積大、照明容量大的地方，應(yīng)采用照明與空調(diào)的組合系統(tǒng)。注意采用節(jié)能燈，節(jié)能燈發(fā)光效率高，是白熾燈的5倍左右。即同樣亮度時(shí)，節(jié)能燈耗電只有白熾燈的1/5。
采用節(jié)能燈不僅減少照明電耗 ，而且可以減少空調(diào)負(fù)荷。
2、提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率
（1）.合理選擇制冷裝置（冷源）
配置多臺(tái)壓縮機(jī)的冷水機(jī)組具有明顯節(jié)能效果。因?yàn)檫@樣的機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率，而且，機(jī)組起動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)順序起動(dòng)各臺(tái)壓縮機(jī)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，能量損失小。
此外，可以任意改變各臺(tái)壓縮機(jī)的起動(dòng)順序， 使各臺(tái)壓縮機(jī)的磨損均衡，延長(zhǎng)使用壽命。但臺(tái)數(shù)不宜過多，冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)宜選用2～3臺(tái)，制冷量較大時(shí)亦不應(yīng)超過4臺(tái)，單機(jī)制冷量的大小應(yīng)合理搭配。
（2）合理選擇主機(jī)容量
為了安全起見，絕大部分的冷水主機(jī)容量要比實(shí)際尖峰熱負(fù)載大20%以上。但是，實(shí)際尖峰熱負(fù)載在全年出現(xiàn)的頻率相當(dāng)?shù)?，全年平均的熱?fù)載大約是尖峰熱負(fù)載的(60～70)%，使得全年平均的熱負(fù)載只有冷水主機(jī)容量的(50～60)%。
由此，造成冷水主機(jī)大部分時(shí)間都在低負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。冷水主機(jī)負(fù)載率在60%以下運(yùn)轉(zhuǎn)效率不佳。因此，主機(jī)容量不應(yīng)選擇過大。
（3）合理選擇制冷方式
有余熱(如蒸汽、熱水和窯爐排放熱等)可供利用的地方，應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。
（4） 配置優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備
由于設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提高，近年來新上市的冷水主機(jī)的耗電率比20年前所生產(chǎn)的冷水主機(jī)降低約35%左右。因此在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑴f主機(jī)換成高效率的冷水主機(jī)是非?？尚械?。
根據(jù)實(shí)例，某用戶為了解決CFC冷媒的問題，將一臺(tái)已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)約15年的350RT的冷水主機(jī)，換成可滿足尖峰需求的300RT的冷水主機(jī)，設(shè)備投資約可在4年左右回收。
四、運(yùn)行調(diào)節(jié)和維護(hù)中的節(jié)能
1、空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和技術(shù)管理
（1）定期檢查和改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、水和空氣輸送系統(tǒng)的保溫性能，參照GB4272執(zhí)行。
（2）在滿足生產(chǎn)工藝和舒適性的條件下，合理降低建筑物空調(diào)的溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)增大送回風(fēng)溫差和供回水溫差。
（3）在保證最小新風(fēng)量的前提下，合理控制和正確利用室外新風(fēng)量。
（4）定期檢查和維修水、空氣輸送系統(tǒng)，減少系統(tǒng)的泄漏。
（5）定期維修、校核自動(dòng)控制裝置及監(jiān)測(cè)計(jì)旱儀表。
（6）加強(qiáng)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的水質(zhì)管理。
（7）建立運(yùn)行管理、維護(hù)、檢修等規(guī)章制度。
（8）建立運(yùn)行日志和設(shè)備的技術(shù)檔案。
（9）管理和操作人員要經(jīng)過培訓(xùn)，考核合格后才能上崗。
（10）主管部門定期派專人檢查有關(guān)規(guī)章制度的執(zhí)行情況。
2、控制合理的運(yùn)行參數(shù)
（1）室內(nèi)溫、濕度
從節(jié)能角度出發(fā)來確定室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素。在保證生產(chǎn)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(fù)荷11.2%。在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。
據(jù)資料測(cè)算，僅僅將夏季室溫提高1℃，就可使空調(diào)工程投資總額降低約6%，運(yùn)行費(fèi)用減小8%左右。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)為將夏季室溫從24℃提高26.7℃，可節(jié)能15%。
（2）新風(fēng)量
新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20%～40%，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍，與節(jié)能關(guān)系重大，不可忽視。引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的負(fù)載，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、冷水泵、壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇的耗電。
一般設(shè)計(jì)是以人員最多及活動(dòng)最激烈的情況來決定新風(fēng)量。但實(shí)際使用時(shí)卻幾乎不需要使用這么大的新風(fēng)量，從而造成在絕大部分的空調(diào)時(shí)段都在耗能的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
較有效的方法是以室內(nèi)空氣中二氧化碳含量來控制新風(fēng)量。
大型酒店、賓館的公共場(chǎng)所，商場(chǎng)、餐廳、多功能廳及大型會(huì)議廳等，需要送入的新風(fēng)量較大。在整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中室外空氣溫、濕度隨季節(jié)而變化。因此，及時(shí)調(diào)節(jié)好新風(fēng)與回風(fēng)的比例就可以節(jié)能。例如，日本某商場(chǎng)在周一到周五將新風(fēng)減少50%，總冷負(fù)荷減少了30%。
（3）冷凍水的供、回水溫差
一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在夏季供冷期間約占整個(gè)建筑動(dòng)力用電的12％－24％，因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。目前，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℃。
調(diào)查測(cè)試一些高層賓館、飯店空調(diào)水系統(tǒng)的資料數(shù)據(jù)表明，夏季冷凍水系統(tǒng)供回水溫差較好的為3-4℃，較差的只有 1－1.5℃，造成實(shí)際水流量比需要的水量大，使水系統(tǒng)電耗大大增加。
（4）冷卻水入口溫度
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冷卻水入口溫度每降低1℃可節(jié)電1.5～2.0%。冷卻水入口溫度應(yīng)在符合冷水主機(jī)特性及室外氣溫、濕球溫度的限制下盡可能地降低，以節(jié)約冷水主機(jī)的耗電。
在較低的冷卻水溫時(shí)冷水主機(jī)耗電降低，但冷卻水塔耗電升高，兩者耗電之和存在一最佳運(yùn)轉(zhuǎn)效率點(diǎn)。
冷卻水塔應(yīng)與冷水主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)一起考慮，才能使系統(tǒng)整個(gè)效率提高。要達(dá)到最佳化控制，冷卻水設(shè)定溫度應(yīng)隨室外氣溫、濕球溫度而變。
（5）冷卻水循環(huán)量
減少冷卻水循環(huán)量，可以降低冷卻水泵耗電量。若能配合冷水主機(jī)與冷卻水塔選擇較大溫差的設(shè)計(jì)時(shí)，水流量即可降低，從而減少冷卻水泵的初裝費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
（6）冷卻塔風(fēng)機(jī)控制
在大多數(shù)的設(shè)計(jì)中，一臺(tái)冷水主機(jī)會(huì)搭配一臺(tái)冷卻水塔，且水塔的起停與冷水主機(jī)聯(lián)動(dòng)。由于中、大系統(tǒng)冷水主機(jī)臺(tái)數(shù)偏多，使得冷卻水塔臺(tái)數(shù)也多，不易管理及維護(hù)，且無法隨著空調(diào)負(fù)載及室外氣溫條件變動(dòng)而調(diào)整風(fēng)扇耗電量。
當(dāng)水處理量大于300 m3/h以上時(shí)，方形冷卻塔可實(shí)現(xiàn)多風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)的數(shù)量可隨著處理水量的增大而增加。方形多風(fēng)機(jī)型冷卻塔，可隨著夏季室外濕球溫度的變化隨意增減風(fēng)機(jī)數(shù)量，用于晝夜溫差較大的地區(qū)更有利于節(jié)能。
（7）運(yùn)行時(shí)間的調(diào)節(jié)
歌舞廳、酒吧等消夏娛樂場(chǎng)所的經(jīng)營時(shí)間通常僅為晚場(chǎng)營業(yè)，時(shí)間約19～22時(shí)。營業(yè)前2～4h將空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)轉(zhuǎn)，利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄冷能力使廳內(nèi)的溫度慢慢下降至設(shè)計(jì)溫度的下限值或略低于該值。
這樣當(dāng)營業(yè)后室內(nèi)熱負(fù)荷逐漸增加形成峰值時(shí)，空調(diào)設(shè)備仍能在低于峰值負(fù)荷下正常運(yùn)行，達(dá)到了“預(yù)冷”降低空調(diào)設(shè)備容量的目的，大約相當(dāng)于減少了設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的25%。
（8）適當(dāng)?shù)卣{(diào)整冷水主機(jī)的設(shè)定溫度
在夏季中央空調(diào)主機(jī)用電量可達(dá)酒店用電總量55%以上。適當(dāng)?shù)卣{(diào)整冷水主機(jī)的設(shè)定溫度可收到較好的節(jié)能效果。冷水溫度越高，則主機(jī)耗電率越低。每提高1℃，節(jié)電約3%。
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