摘要: 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,民用、公用及商用建筑中央空調(diào)的普及,帶來了一個嚴(yán)重的能耗 問題。本文從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)的冷熱源、空調(diào)的末端、空調(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)的管理幾個方面提出了一些節(jié)能措施和方法。
關(guān)鍵詞: 節(jié)能技術(shù) 能耗 蓄能系統(tǒng) 土壤熱源
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 0.8 h-1降到0.5 h-1,建筑物的耗冷可降低8%左右,因此設(shè)計 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??捎谜?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)時所需冷負(fù)荷的全部或者一部分在非使用空調(diào)時間制 備好,將其能量蓄存起來供空調(diào)時使用。該系統(tǒng)主機(jī)所耗的總能量變化不大,但是可 以在用電低峰時用電,而在高峰時少用或不用電能—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,有兩種負(fù)荷管理 策略可考慮。當(dāng)電費(fèi)價格在不同時間里有差別時,我們可以將全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到廉價電 費(fèi)的時間里運(yùn)行??蛇x用一臺能蓄存足夠能量的傳統(tǒng)冷水機(jī)組,將整個負(fù)荷轉(zhuǎn)移到高峰以外的時間去,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)行時數(shù)從14小時擴(kuò)展到24小時,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,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,因為送到各 房間(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,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,各個朝向的房間一天中最大負(fù)荷并不出現(xiàn)在同一時刻。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)計送風(fēng)量。而變風(fēng)量系統(tǒng)則可以適應(yīng)一天中同一時間各朝向 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(實際上輸送的是能量)可以在建筑物由各個朝向的房間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移,從而系統(tǒng)的總設(shè)計風(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建筑動力用電的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;2.本對每個水環(huán)路進(jìn)行水力平衡計算。
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)計中供、回水溫差一般均取
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
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),實行空調(diào)操作人員操作證制 度。各項調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實施,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;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)才會節(jié)能。集中空調(diào)實行計量收費(fèi),是建筑節(jié)能的一項基本措施。目前在歐美等國熱量計量已是成熟 的技術(shù),據(jù)國外調(diào)查資料表明:實行集中空調(diào)計量收費(fèi)后,其節(jié)能率在8%-15%。
我國也在計量方面取得一定得成就。 節(jié)能是實現(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。
來源:星辰在線








