【正文】 的發(fā)展，中央空調(diào)在商業(yè)和民用建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，中央空調(diào)是現(xiàn)代建筑中不可缺少的能耗運(yùn)行系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)在給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境的同時(shí)，又消耗掉了大量的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建筑物能耗約占能源總消耗量的 30%。 關(guān)鍵詞 : 中央空調(diào) 能耗 節(jié)能運(yùn)行 效率 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 ABSTRACT With the development of economy and society, central air conditioning in mercial and civil construction are more and more widely used in modern building, central air conditioning is an indispensable energy consumption system. The central airconditioning system to provide people with fortable living and working environment at the same time, but also consume a lot of energy. With the power of the equipment and increase the quantity of, its energy consumption is increasing constantly. According to statistics, China39。同前幾年建筑業(yè)的發(fā)展相比，目前的發(fā)展商將眼光放得更遠(yuǎn)，他們追求如何將開發(fā)成本降得越低越好，更多得考慮以人為本，開發(fā)真正舒適度高、建筑質(zhì)量高的居住及商用建筑。 商業(yè)建筑不斷的增多，以及人們對(duì)室內(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質(zhì)問題越來越重視。因此迫切需要為商業(yè)建筑物安裝配置節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)來滿足人們對(duì)高生活水平的追求。從另一個(gè)角度而言 ,也能說明空調(diào)系統(tǒng)改造和節(jié)能優(yōu)化方面還存在較大的潛力及發(fā)展空間。這項(xiàng)研究可以幫助和促進(jìn)現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的性能優(yōu)化改造和節(jié)能運(yùn)行 ,降低運(yùn)行成本和能量消耗；同時(shí) ,也可以為相關(guān)的設(shè)計(jì)和管理人員提供一些依據(jù) ,使其在工 程設(shè)計(jì)中結(jié)合實(shí)際 ,盡可能地做到系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化節(jié)能和運(yùn)行維護(hù)上的方便易行。 80 年代初 ,我國制定了開發(fā)與節(jié)約并重 ,近期把節(jié)約放在首要位置的能源發(fā)展方針 。90 年代 ,進(jìn)一步將各項(xiàng)方針細(xì)化具體化 ,如 1992 年國務(wù)院批轉(zhuǎn)建設(shè)部等部門《關(guān)于解決我國城市生活垃圾問題的幾點(diǎn)意見》 ,內(nèi)稱 :強(qiáng)城 市垃圾管理 ,大力開展城市垃圾的回收綜合利用 ,提高回收利用率 ,到 2020年 ,大眾城市生活垃圾中和利用率要達(dá)到 40%以上。在這樣的節(jié)能減排大環(huán)境背景下 ,國內(nèi)諸多專家學(xué)者積極開展了建筑能耗調(diào)查研究。眾所周知 ,空調(diào)系統(tǒng) 各組成設(shè)備的正常運(yùn)行與控制是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的必要條件 ,只有通過空調(diào)系統(tǒng)組成設(shè)備的性能檢測 ,從而進(jìn)行節(jié)能診斷分析 ,才可以發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)中存在的能量浪費(fèi)、設(shè)備運(yùn)行效率不高、空氣調(diào)節(jié)效果不佳、控制調(diào)節(jié)不合理等問題 ,從而才能進(jìn)行相關(guān)的節(jié)能改造工作。中央空調(diào)系統(tǒng)在給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境的同時(shí)，又消耗掉了大量的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建筑物能耗約占能源總消耗量的 30%。因此，研究中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)意義重大。現(xiàn)在我們國家從各個(gè)方面在提倡節(jié)能，創(chuàng)造一個(gè)節(jié)約型社會(huì)，在商業(yè)、服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，中央空調(diào)是主要耗能設(shè)備，當(dāng)前節(jié)能和環(huán)保是個(gè)熱門的話題，中央空調(diào)的能效問題也越來越受到重視。 中央空調(diào)的節(jié)能對(duì)于我國創(chuàng)建一個(gè)節(jié)能性和諧社會(huì)具有重大的意義。但是 ,經(jīng)過查閱大量的節(jié)能改造方面的研究與實(shí)踐文獻(xiàn) ,作者發(fā)現(xiàn)在這一領(lǐng)域仍然存在以下幾個(gè)方面的問題與不足 : 大部分節(jié)能診斷分析 ,均是通過從空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立的診斷 ,而沒有對(duì)這些子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行同時(shí)分析 ,即缺乏整個(gè)節(jié)能診斷的從源頭到末端的順序診斷體系。 不可操作性 有些節(jié)能診斷研究中 ,理論分析很詳細(xì)很透徹 ,充分考慮了空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)影響因素 ,然后給出了含有很多空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算公式。比如 ,冷機(jī)換熱器內(nèi)壁傳熱系數(shù)、風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速與溫度都不是可以隨時(shí)獲取的參數(shù)。 相當(dāng)一部分節(jié)能改造的工程實(shí)例 ,在將節(jié)能改造方案落實(shí)后 ,未對(duì)系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行跟蹤測試與調(diào)查分析 因此 ,造成了改造前與改造后的對(duì)比數(shù)據(jù)的缺失 ,改造方案的實(shí)際節(jié)能效果無法準(zhǔn)確得到評(píng)估 很對(duì)學(xué)者在對(duì)建筑空調(diào)節(jié)能改造時(shí) ,只注重研究占能耗比例較高的冷熱源系統(tǒng)、水系統(tǒng) ,沒有結(jié)合末端空調(diào)效果的實(shí)際情況進(jìn)行分析。因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的龐大的系統(tǒng) ,各個(gè)子系統(tǒng)是有序而互相影響的 ,因此 ,在做節(jié)能改造之前應(yīng)先對(duì)末端效果有足夠的了解與重視。所以必須加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的審核，立下規(guī)定，報(bào)審的中央空調(diào)工程設(shè)計(jì)必須附有負(fù)荷計(jì)算說明書，嚴(yán)格把關(guān)；另外，必須把節(jié)能思想意識(shí)逐漸引人到土木建筑類等各專業(yè)中，使建筑物在規(guī)劃、布局、形狀、色彩、方位及材料等方面為空調(diào)節(jié)能創(chuàng)造條件。 、對(duì)外墻及屋頂?shù)膶?dǎo)熱系數(shù)等提出具體要求 通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的 35%45%。對(duì)于供冷負(fù)荷較大的建筑物，其表面顏色以淺色為好。窗的構(gòu)造應(yīng)能起控制日光照射的作用并要限制窗戶墻體的面積比，對(duì)于窗 戶面積比較大的建筑物，應(yīng)考慮采用吸熱玻璃、熱反射玻璃或遮陽措施，如遮陽板、屋檐、挑檐、挑陽臺(tái)、百葉板、窗簾等。有資料表明，房間換氣次數(shù)由 降到 ，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。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 、節(jié)能型建筑材料 使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料，可有效減少通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱這一主要的空調(diào)負(fù)荷，從而各主要設(shè)備的容量，達(dá)到顯著 的節(jié)能效果。 “冷屋頂”節(jié)能 “冷屋頂” （ cool roofs） 指具有高日射反射率的屋頂，通過在普通屋頂表面涂上淺色的、高反射率的屋頂，通過在普通屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?，減少太陽熱量的吸收，從而達(dá)到減少空調(diào)冷負(fù)荷、節(jié)約空調(diào)能耗的目的。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 第三章 運(yùn)行節(jié)能 [1] ，采用一定的計(jì)量方法 在空調(diào)能耗中，有很大一 部分是由于管理不善而引起的。故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)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。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%。 隨著用能計(jì)量收費(fèi)體制的改革，室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)裝配溫控閥后整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)如何正確配備控制設(shè)備是非常重要的。在控制模式上需根據(jù)建筑物的具體功能、氣候條件、使用狀況等靈活處理，無統(tǒng)一的模式可循。建筑預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的選擇將直接影響冷熱設(shè)備的大又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能或節(jié)約投資，預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的合理選擇是關(guān)鍵。當(dāng)供冷期間出現(xiàn)室外熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時(shí)（過渡季節(jié)），應(yīng)該采用全新風(fēng)運(yùn)行 ，這不僅可縮短制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間 ，減少新風(fēng)耗能量 ，同時(shí)可以改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。提高節(jié)能意識(shí)，減少無效冷（熱）量損失，便于用冷（熱）量 收費(fèi)和管理。冬季內(nèi)區(qū)的消除余熱，可采用室外免費(fèi)能源 — 新風(fēng)，減少能源的浪費(fèi)。如夏季回收拍到空氣中的冷量，再把室外的熱空氣預(yù)冷后送到室內(nèi)；冬季回收排除空氣的熱量，再把和室外的熱空氣預(yù)熱后排到室內(nèi)，從而減少能量的損失，降低了空調(diào)制冷制熱的空氣的能耗。使用費(fèi)是多數(shù)人普遍關(guān)心的問題，也是制約空調(diào)發(fā)展的主要原因，特別像中央空調(diào)這種超大功率的電器，一年下來電費(fèi)有時(shí)候高的嚇人，很多人只能望而卻步，但空調(diào)在我國市場巨大，每年夏季全國溫度普遍接近 40 度，幾乎每個(gè)地區(qū)都需要空調(diào)，因此，發(fā)展中 央空調(diào)節(jié)能技術(shù)勢在必行。隨著自控技術(shù)的發(fā)展以及自控設(shè)備價(jià)格的降低 ，自動(dòng)控制將更廣泛地應(yīng)用于空調(diào)行業(yè)。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 第四章 技術(shù)節(jié)能 變頻技術(shù) [4] 大部分建筑物一年中只有幾十天時(shí)間中央空調(diào)處于最大負(fù)荷。一般 , 冷負(fù)荷在 5～ 60%范圍內(nèi)波動(dòng) , 大多數(shù)建筑物每年至少 70%是處于這種情況。這樣 , 造成實(shí)際需要冷負(fù)荷與最大功率輸出之間的矛盾 , 造成了巨大的能源浪費(fèi)。 從原理上變頻器結(jié)構(gòu)比較簡單，變頻器先將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后用逆變橋?qū)⑵湓俎D(zhuǎn)換為變頻、變壓的交流電源。最有效的節(jié)能措施就是采用變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)流量，由于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí)，消耗的功率也大大下降。 減少大型馬達(dá)能耗 在中央空調(diào)系統(tǒng)中 ,使用了許多大型馬達(dá) ,如冷凍、冷卻 循環(huán)水泵 ,大型送回風(fēng)馬達(dá)等。電力部門所供給的商業(yè)電力的輸入電壓總比額定值高 3%一 5%,目的是防止在用電高峰時(shí)電壓降到額定電壓以下。交流感應(yīng)電機(jī)的輸出功率尸釘了 UI。我們在幾個(gè)大的交流感應(yīng)電機(jī)上加裝賽普節(jié)能器 ,該節(jié)能器根據(jù)探測到 加在電機(jī)上的電壓和電流 ,而獲得電動(dòng)機(jī)的視在功率和有功功率 ,由此計(jì)算出電機(jī)的功率因數(shù) ,從而調(diào)整節(jié)能器的輸出電壓和頻率 ,以保持功率因數(shù)在一個(gè)最佳值上 ,使被控電機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)能運(yùn)行。該節(jié)能器還具有逆變功能 ,將電機(jī)停車時(shí)產(chǎn)生的慣性轉(zhuǎn)為電能回送電網(wǎng)。 風(fēng) 機(jī)水泵類變頻控制 [5] 因?yàn)檫^去交流電機(jī)本身不調(diào)速 , 中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)空氣和水流量的控制不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié) ,許多電能被白白浪費(fèi)在擋板和閥門上。對(duì)于風(fēng)機(jī)水泵來說 , 根據(jù)流體力學(xué)原理 , 在相似工況下運(yùn)行時(shí)的參數(shù)存在以下關(guān)系 :(1) 其中 : Q H N n1: 分別為轉(zhuǎn)速改變前的流量、揚(yáng)程、功率、轉(zhuǎn)速 。 由公式 (1) 可知 , 流 量與轉(zhuǎn)速成正比 , 壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比 , 消耗的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。以風(fēng)機(jī)為例 , 如所需風(fēng)量為額定風(fēng)量的 80%,則轉(zhuǎn)速也下降為額定轉(zhuǎn)速的 80%, 而軸功率降 %。這種節(jié)電效果也非?？捎^。 冷水機(jī)組變頻 控制 [6] 由于壓縮機(jī)不排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行的可能性 , 所以 , 只能按最大需求來決定電動(dòng)機(jī)的容量 , 故設(shè)計(jì)裕量一般偏大。采用變頻控制對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié) , 實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷量的控制 , 讓冷凍機(jī)組始終處于最佳 (最合理 )的運(yùn)行狀態(tài)。變頻壓縮機(jī)的原理是通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣量 , 從而達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。有些調(diào)節(jié)方式 ( 如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片角度 ), 即使在需求量較小的情況下 , 也不能減少電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。實(shí)際證明 , 冷水機(jī)組變頻控制可節(jié)能 20%～ 30%。隨著分時(shí)計(jì)費(fèi)電價(jià)結(jié)構(gòu)的推廣和峰谷電價(jià)差的擴(kuò)大 ,蓄冷 技術(shù)在我國的應(yīng)用將會(huì)越來越普及。 水蓄冷是利用水的顯熱來儲(chǔ)存冷量的。為實(shí)現(xiàn)冷量的儲(chǔ)存 ,滿足冷負(fù)荷的需要 ,設(shè)計(jì)合理的水蓄冷罐應(yīng)能通過維持一個(gè)盡可能大的蓄水溫差并防比冷水與熱水的混合來獲得最大的蓄冷效率。 大空間采暖 輻射傳熱的房間里，各個(gè)表面（僅僅是表面）相互進(jìn)行輻射傳熱。人作為熱源向冷頂、墻壁和所有低于人體表面溫度的表面發(fā)射熱量，各表面吸收的熱量最后都被輻射板吸收，傳遞給輻射板的流動(dòng)冷媒。輻射傳熱具有追蹤能力而且具有極快的傳遞速度。另一方面當(dāng)室內(nèi)各表面溫度接近輻射板溫度時(shí)，輻射傳熱負(fù)荷急劇減少，供回 水溫差下降，主機(jī)能耗非常低，而此時(shí)人員的舒適度是最好的。 采用地板輻射采暖加周邊散熱器采暖，增加人員活動(dòng)區(qū)的熱舒適，減少頂部空間的耗能。采用 CFD 的方法，對(duì)大空間的空調(diào)氣流組織進(jìn)行了分析，得到了很好的驗(yàn)證。室內(nèi)的溫度分層非常明顯，屋頂最高點(diǎn)溫度卻達(dá)到了 40℃ 以上。不同性質(zhì)的空調(diào)對(duì)象在不同季節(jié)、不同時(shí)段有著不同的空調(diào)要求 ,如冬季地處南方的客房及寫字樓基本上不需要送冷凍水 ,而餐廳卻需要。為了實(shí)現(xiàn)分區(qū)時(shí)段控制 ,對(duì)不同性質(zhì)區(qū)域的冷水管加裝電磁閥 ,并在冷凍機(jī)房實(shí)現(xiàn)集中控制 ,有效地減輕冷凍機(jī)負(fù)荷。總之 ,通過各種行之有效的節(jié)能措施 ,大地減少中央空調(diào)系統(tǒng)中的電能消耗和空調(diào)設(shè)備散發(fā)的空調(diào)空間的熱量，冷氣空調(diào)不必再使用更多的電力來維護(hù)涼爽的室溫，反而可以節(jié)省電能。由此可見中央空調(diào)系統(tǒng)中實(shí)施節(jié)能可謂意義重大?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能條件需要具體分析 ,針對(duì)不同類型的建筑和不同的空調(diào)方式 ,其室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的影響不同 ,空調(diào)過程設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能具有重要影響。與其提高室內(nèi)空氣干球溫度 ,不如降低房間內(nèi)空氣的相對(duì)濕度 ,在節(jié)能的同時(shí) ,還能獲得更佳的人體舒適感和室內(nèi)空氣質(zhì)量 ,同時(shí)也順應(yīng)當(dāng)前國際空調(diào)界降低室內(nèi)相對(duì)濕度的大潮，響應(yīng)全球節(jié)能組織的號(hào)召。系統(tǒng)耗能也越大。兩種方法都合理地考慮了顯熱得熱中輻射成分轉(zhuǎn)化為冷負(fù)荷時(shí)的幅度衰減和時(shí)間延遲作用，這對(duì)于正確計(jì)算空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷，從而節(jié)能降耗具有重要意義。設(shè)計(jì)時(shí)最好應(yīng)充分考慮并合理采用相近數(shù)據(jù)。另外，目前我國的現(xiàn)狀造成很多設(shè)計(jì)都依靠估算。因此，建筑物冷負(fù)荷的最大值應(yīng)為每個(gè)房間逐時(shí)負(fù)荷疊加的最大值，而不是簡單地將每個(gè)房間的最大冷負(fù)荷進(jìn)行益加，還應(yīng)考慮