1、黃岡職業技術學院畢業論文課題名稱： 中央空調節能運行方法探討 系 別： 機電學院 專 業： 制冷與冷藏技術 班 級： 制冷02班 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc341286314 摘要 PAGEREF _Toc341286314 h - 1 -ABSTRACT HYPERLINK l _Toc341286315 PAGEREF _Toc341286315 h - 2 - HYPERLINK l _Toc341286316 第一章 空調系統節能的研究現狀 PAGEREF _Toc341286316 h - 4 - HYPERLINK l _Toc34128

2、6317 1.1國內研究現狀 PAGEREF _Toc341286317 h - 4 - HYPERLINK l _Toc341286318 1.2存在的問題與缺乏 PAGEREF _Toc341286318 h - 5 - HYPERLINK l _Toc341286319 第二章 建筑構造節能 PAGEREF _Toc341286319 h - 6 - HYPERLINK l _Toc341286320 2.1利用建筑構造實現節能 PAGEREF _Toc341286320 h - 6 - HYPERLINK l _Toc341286321 2.2合理控制窗墻比、對外墻及屋頂的導熱系數等提

3、出具體要求 PAGEREF _Toc341286321 h - 6 - HYPERLINK l _Toc341286322 2.3提高門窗的氣密性 PAGEREF _Toc341286322 h - 6 - HYPERLINK l _Toc341286323 2.4使用環保、節能型建筑材料 PAGEREF _Toc341286323 h - 7 - HYPERLINK l _Toc341286324 2.5“冷屋頂節能 PAGEREF _Toc341286324 h - 7 - HYPERLINK l _Toc341286325 第三章 運行節能1 PAGEREF _Toc341286325

4、h - 8 - HYPERLINK l _Toc341286326 3.1加強中央空調的運行管理，采用一定的計量方法 PAGEREF _Toc341286326 h - 8 - HYPERLINK l _Toc341286327 3.2通過控制設備進行調節控制 PAGEREF _Toc341286327 h - 8 - HYPERLINK l _Toc341286328 3.3過渡季節取用室外空氣作為自然冷源2 PAGEREF _Toc341286328 h - 8 - HYPERLINK l _Toc341286329 3.4冷熱計量和新風熱回收技術 PAGEREF _Toc34128632

5、9 h - 9 - HYPERLINK l _Toc341286330 3.5空調系統自控3 PAGEREF _Toc341286330 h - 9 - HYPERLINK l _Toc341286331 第四章 技術節能 PAGEREF _Toc341286331 h - 10 - HYPERLINK l _Toc341286332 4.1 變頻技術4 PAGEREF _Toc341286332 h - 10 - HYPERLINK l _Toc341286333 4.1.1減少大型馬達能耗 PAGEREF _Toc341286333 h - 10 - HYPERLINK l _Toc341

6、286334 4.1.2風機水泵類變頻控制5 PAGEREF _Toc341286334 h - 11 - HYPERLINK l _Toc341286335 4.1.3冷水機組變頻控制6 PAGEREF _Toc341286335 h - 11 - HYPERLINK l _Toc341286336 4.2 水蓄冷技術 PAGEREF _Toc341286336 h - 12 - HYPERLINK l _Toc341286337 4.3 大空間采暖 PAGEREF _Toc341286337 h - 12 - HYPERLINK l _Toc341286338 4.4實行分層分區控制,減少

7、管道冷t損失 PAGEREF _Toc341286338 h - 13 - HYPERLINK l _Toc341286339 第五章 系統方案節能 PAGEREF _Toc341286339 h - 14 - HYPERLINK l _Toc341286340 5.1合理設定參數 PAGEREF _Toc341286340 h - 14 - HYPERLINK l _Toc341286341 5.1.1參數選擇 PAGEREF _Toc341286341 h - 14 - HYPERLINK l _Toc341286342 5.1.2空調冷負荷的計算 PAGEREF _Toc34128634

8、2 h - 14 - HYPERLINK l _Toc341286343 5.2冷熱源耗能節能措施7 PAGEREF _Toc341286343 h - 15 - HYPERLINK l _Toc341286344 5.2.1 溫濕度控制 PAGEREF _Toc341286344 h - 15 - HYPERLINK l _Toc341286345 5.2.2冷源效率控制 PAGEREF _Toc341286345 h - 16 - HYPERLINK l _Toc341286346 5.2.2.1降低冷卻水溫度 PAGEREF _Toc341286346 h - 16 - HYPERLIN

9、K l _Toc341286347 5.2.2.2提高冷凍水溫度 PAGEREF _Toc341286347 h - 16 - HYPERLINK l _Toc341286348 5.3系統的選擇 PAGEREF _Toc341286348 h - 17 - HYPERLINK l _Toc341286349 5.3.1水或空氣輸送系統節能8 PAGEREF _Toc341286349 h - 17 - HYPERLINK l _Toc341286350 5.3.2采用冰蓄能系統9 PAGEREF _Toc341286350 h - 17 - HYPERLINK l _Toc341286351

10、 5.3.3采用變風量系統，以減少空氣輸送系統的能耗10 PAGEREF _Toc341286351 h - 18 - HYPERLINK l _Toc341286352 5.3.4利用能量回收系統節能 PAGEREF _Toc341286352 h - 19 - HYPERLINK l _Toc341286353 5.3.5能耗指標和當地能源條件合理選擇冷源 PAGEREF _Toc341286353 h - 19 - HYPERLINK l _Toc341286354 5.3.6熱電冷三聯供CCHP)系統11 PAGEREF _Toc341286354 h - 20 - HYPERLINK

11、 l _Toc341286355 5.4動力節能 PAGEREF _Toc341286355 h - 20 - HYPERLINK l _Toc341286356 5.4.1采用大溫差系統 PAGEREF _Toc341286356 h - 20 - HYPERLINK l _Toc341286357 5.4.2選用低流速 PAGEREF _Toc341286357 h - 21 - HYPERLINK l _Toc341286358 第六章 設備選配節能 12 PAGEREF _Toc341286358 h - 22 - HYPERLINK l _Toc341286359 6.1制冷主機的節

12、能運行 PAGEREF _Toc341286359 h - 23 - HYPERLINK l _Toc341286360 6.1.1離心式冷水機組的選擇 PAGEREF _Toc341286360 h - 23 - HYPERLINK l _Toc341286361 6.1.2末端設備 PAGEREF _Toc341286361 h - 24 - HYPERLINK l _Toc341286362 6.2水泵的節能運行 PAGEREF _Toc341286362 h - 24 - HYPERLINK l _Toc341286363 6.2.1冷凍水泵 PAGEREF _Toc341286363

13、 h - 24 - HYPERLINK l _Toc341286364 6.3冷卻塔的節能運行13 PAGEREF _Toc341286364 h - 24 - HYPERLINK l _Toc341286365 6.4降低水系統的隱性能耗14 PAGEREF _Toc341286365 h - 25 - HYPERLINK l _Toc341286366 6.5降低輔助設備的運行能耗15 PAGEREF _Toc341286366 h - 26 - HYPERLINK l _Toc341286367 6.6新興設備的應用 PAGEREF _Toc341286367 h - 26 - HYPE

14、RLINK l _Toc341286368 結論與展望 PAGEREF _Toc341286368 h - 28 - HYPERLINK l _Toc341286369 致 謝 PAGEREF _Toc341286369 h - 29 - HYPERLINK l _Toc341286370 參考文獻 PAGEREF _Toc341286370 h - 30 -摘要隨著經濟和社會的開展，中央空調在商業和民用建筑中的應用越來越廣泛，中央空調是現代建筑中不可缺少的能耗運行系統。中央空調系統在給人們提供舒適的生活和工作環境的同時，又消耗掉了大量的能源。隨著設備功率和數量的增加，其能耗也不斷增大。據統計

15、，我國建筑物能耗約占能源總消耗量的30%。在有中央空調的建筑物中，中央空調的能耗約占總能耗的 70%，而且呈逐年增長的趨勢，因此，研究中央空調系統節能技術意義重大，除了強調使用功能完善外，還應重視節能因素，降低投資、運行費用。關鍵詞: 中央空調 能耗 節能運行 效率ABSTRACT With the development of economy and society, central air conditioning in commercial and civil construction are more and more widely used in modern building, c

16、entral air conditioning is an indispensable energy consumption system. The central air-conditioning system to provide people with comfortable 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 co

17、nsumption is increasing constantly. According to statistics, Chinas building energy consumption accounts for about 30% of total energy consumption. In the central air conditioning building, central air conditioning energy consumption accounted for about 70% of the total energy consumption, and is in

18、creasing year by year, therefore, study the central air-conditioning system energy-saving technology is of great significance, in addition to emphasize the use of perfect function, attention should also be paid to energy saving factors, reduce investment, operation cost.Key words: central air condit

19、ioning energy consumption energy saving efficiency前言隨著我國國民經濟水平的不斷提高，建筑業也在持續穩定地向前開展。同前幾年建筑業的開展相比，目前的開展商將眼光放得更遠，他們追求如何將開發本錢降得越低越好，更多得考慮以人為本，開發真正舒適度高、建筑質量高的居住及商用建筑。同時人們對生活、工作環境的要求也越來越高。商業建筑不斷的增多，以及人們對室內空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質問題越來越重視。由于能源的緊缺，節能問題越來越引起人們的重視。因此迫切需要為商業建筑物安裝配置節能、健康、舒適的中央空調系統來滿足人們對高生活水平的追求。現有的大中型公共建

20、筑中央空調系統是能源消耗大戶，由于規模較大、設備類型和型號較多、運行工況復雜多變,再加上運行上存在的缺陷和缺乏,使得某些公共建筑的空調系統存在著很多問題,無法有效調節室內環境,甚至造成系統能耗的無謂增加和能源的不合理消耗。從另一個角度而言,也能說明空調系統改造和節能優化方面還存在較大的潛力及開展空間。因此,對空調系統性能的節能診斷以及優化運行模式的研究,有極大的研究和應用價值。這項研究可以幫助和促進現有空調系統的性能優化改造和節能運行,降低運行本錢和能量消耗；同時,也可以為相關的設計和管理人員提供一些依據,使其在工程設計中結合實際,盡可能地做到系統設計上的優化節能和運行維護上的方便易行。第一章

21、 空調系統節能的研究現狀1.1國內研究現狀我國是能源資源嚴重短缺的國家,改革開放30余年,我國的節能減排工作取得了巨大成效。80年代初,我國制定了開發與節約并重,近期把節約放在首要位置的能源開展方針;80年代中期,提出以效益為核心的能源開發利用戰略和以電力為中心的能源消費結構調整戰略;90年代,進一步將各項方針細化具體化,如1992年國務院批轉建設部等部門?關于解決我國城市生活垃圾問題的幾點意見?,內稱:強城市垃圾管理,大力開展城市垃圾的回收綜合利用,提高回收利用率,到2000年,群眾城市生活垃圾中和利用率要到達40%以上。進入新世紀以來,節能減排工作大范圍展開,新?節約能源法?規定節約資源為

22、我國根本國策,節能減排工作已成為全民參與的國事、大事。在這樣的節能減排大環境背景下,國內諸多專家學者積極開展了建筑能耗調查研究。研究結果說明,我國建筑能耗在能源總消費中所占的比例己從20世紀70年代末的10%上升到近年的27.4%,而目前建筑能耗中,空調能耗占到65%,由此建筑空調節能的重要性可見一般。眾所周知,空調系統各組成設備的正常運行與控制是空調系統節能運行的必要條件,只有通過空調系統組成設備的性能檢測,從而進行節能診斷分析,才可以發現空調系統中存在的能量浪費、設備運行效率不高、空氣調節效果不佳、控制調節不合理等問題,從而才能進行相關的節能改造工作。隨著經濟和社會的開展，中央空調在商業和

23、民用建筑中的應用越來越廣泛，中央空調是現代建筑中不可缺少的能耗運行系統。中央空調系統在給人們提供舒適的生活和工作環境的同時，又消耗掉了大量的能源。隨著設備功率和數量的增加，其能耗也不斷增大。據統計，我國建筑物能耗約占能源總消耗量的30%。在有中央空調的建筑物中，中央空調的能耗約占總能耗的 70%，而且呈逐年增長的趨勢。因此，研究中央空調系統節能技術意義重大。我國作為一個開展中國家，情況較為特殊。現在我們國家從各個方面在提倡節能，創造一個節約型社會，在商業、效勞業領域，中央空調是主要耗能設備，當前節能和環保是個熱門的話題，中央空調的能效問題也越來越受到重視。在這方面也有許多新技術的開發，比方說變

24、頻中央空調，還有許多設備的改造和創新。中央空調的節能對于我國創立一個節能性和諧社會具有重大的意義。1.2存在的問題與缺乏目前國內外關于空調系統節能診斷的研究,在空調能耗構成方面以及維護結構節能方面的研究比擬透徹,所得到的大量的實驗和研究成果具有重要的參考和實用價值。但是,經過查閱大量的節能改造方面的研究與實踐文獻,作者發現在這一領域仍然存在以下幾個方面的問題與缺乏:1.未形成節能診斷的完整流程大局部節能診斷分析,均是通過從空調系統的各個子系統進行獨立的診斷,而沒有對這些子系統的關聯性進行同時分析,即缺乏整個節能診斷的從源頭到末端的順序診斷體系。實際工程中,任何一個子系統的運行參數進行調節之后均

25、會對其他子系統造成影響。2.節能診斷方案的不可操作性有些節能診斷研究中,理論分析很詳細很透徹,充分考慮了空調系統的各個影響因素,然后給出了含有很多空調系統運行參數的計算公式。在理論上,通過這些計算公式,可以用來評價某子系統或整個系統的能效,但是實際上存在很多不可操作性。比方,冷機換熱器內壁傳熱系數、風管內的風速與溫度都不是可以隨時獲取的參數。這些導致節能診斷方案實際上難以操作和實施。3.診斷后改造效果的不可確定性相當一局部節能改造的工程實例,在將節能改造方案落實后,未對系統繼續進行跟蹤測試與調查分析因此,造成了改造前與改造后的比照數據的缺失,改造方案的實際節能效果無法準確得到評估4.缺乏對末端

26、效果的研究很對學者在對建筑空調節能改造時,只注重研究占能耗比例較高的冷熱源系統、水系統,沒有結合末端空調效果的實際情況進行分析。因此,存在節能改造之后,設備運行效率得到了提高、能源消耗水平也得到了降低,但是,末端效果又出現了新的問題。因為空調系統是一個復雜的龐大的系統,各個子系統是有序而互相影響的,因此,在做節能改造之前應先對末端效果有足夠的了解與重視。第二章 建筑構造節能中央空調工程設計，應給出較詳細的冷、熱負荷計算說明和節能技術措施說明，目前的中央空調設計大多是用概算指標估算，且在估算過程中再加大冷、熱負荷，使冷、熱源主機長期在低負荷、低效率下運行，大馬拉小車現象嚴重。所以必須加強工程設計

27、的審核，立下規定，報審的中央空調工程設計必須附有負荷計算說明書，嚴格把關；另外，必須把節能思想意識逐漸引人到土木建筑類等各專業中，使建筑物在規劃、布局、形狀、色彩、方位及材料等方面為空調節能創造條件。2.1利用建筑構造實現節能如有條件，可在制定建筑方案階段就有暖通專業人員參與，保證在不對建筑方案造成較大影響的前提下在建筑構造方面充分表達節能的要求、滿足節能的需要，比方墻體的保溫隔熱材料。2.2合理控制窗墻比、對外墻及屋頂的導熱系數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%。故在進行前期建筑設計時，在保證室內采光的前提下，合理確定窗墻比將十分重要。對于供冷負荷較大的建筑物，其

28、外表顏色以淺色為好。建筑物的外圍護結構設計時，要把熱容量大的材料放在外圍護層的室內側，而把熱容量小的保溫材料放在外側以減少圍護結構的蓄熱負荷2.3提高門窗的氣密性合理設計窗的構造。窗的構造應能起控制日光照射的作用并要限制窗戶墻體的面積比，對于窗戶面積比擬大的建筑物，應考慮采用吸熱玻璃、熱反射玻璃或遮陽措施，如遮陽板、屋檐、挑檐、挑陽臺、百葉板、窗簾等。在室外溫度較低的時候可以直接利用自然空氣作為能源，所以窗的構造應能開啟或在其上設置可以開啟的自然通風口。有資料說明，房間換氣次數由0.8h-1降到0.5h-1，建筑物的耗冷可降低8%左右，因此設計中應采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密

29、性的重要手段之一。2.4使用環保、節能型建筑材料使用環保、節能型建筑材料，可有效減少通過圍護結構的傳熱這一主要的空調負荷，從而各主要設備的容量，到達顯著的節能效果。當然，這可能會在一定程度上增大初期投資，這可通過合理的技術經濟比擬后確定。2.5“冷屋頂節能“冷屋頂cool roofs指具有高日射反射率的屋頂，通過在普通屋頂外表涂上淺色的、高反射率的屋頂，通過在普通屋頂的日射反射率，減少太陽熱量的吸收，從而到達減少空調冷負荷、節約空調能耗的目的。采用“冷屋頂節能可使空調負荷減少約10%-50%。第三章 運行節能13.1加強中央空調的運行管理，采用一定的計量方法在空調能耗中，有很大一局部是由于管理

30、不善而引起的。各項調節和節能措施的實施，亦與操作人員的技術素質直接相關。故應加強對空調操作人員的培訓，提高管理人員素質，實行空調操作人員操作證制度。另外，集中空調實行計量收費，是建筑節能的一項根本措施。目前在歐美等國熱量計量已是成熟的技術，據國外調查資料說明：實行集中空調計量收費后，其節能率在8%-15%。我國在計量方面也已取得了一定的成就。3.2通過控制設備進行調節控制隨著用能計量收費體制的改革，室內空調系統裝配溫控閥后整個空調系統如何正確配備控制設備是非常重要的。每一個有效節能的空調系統都應配置相應的調節控制設備，如自力式流量控制閥、壓差控制閥、溫度控制閥等等。在控制模式上需根據建筑物的具

31、體功能、氣候條件、使用狀況等靈活處理，無統一的模式可循。如：年運行管理問題，主要應考慮過渡季節的運行：室外新風的利用、新風量確實定等；日運行管理問題，主要應考慮隨室外溫度的變化采取不同的日節能運行模式，這可采用合理的自控系統及一定的手動調節裝置來實現；建筑預冷預熱時間的合理選擇。建筑預冷預熱時間的選擇將直接影響冷熱設備的大又能實現節能或節約投資，預冷預熱時間的合理選擇是關鍵。3.3過渡季節取用室外空氣作為自然冷源2在空調運行時間內保證衛生條件的根底上 ，只有在夏季室外空氣熱焓大于室內空氣熱焓時 ，或冬季室外空氣熱焓小于室內空氣熱焓時 ，適當減少新風量有節能意義。當供冷期間出現室外熱焓小于室內空

32、氣熱焓時過渡季節，應該采用全新風運行 ，這不僅可縮短制冷機的運行時間 ，減少新風耗能量 ，同時可以改善室內環境的空氣質量。3.4冷熱計量和新風熱回收技術我們可以用最根本的數學和物理知識對中央空調用戶側和總用冷熱量，進行冷熱量計量。提高節能意識，減少無效冷熱量損失，便于用冷熱量收費和管理。過渡季節盡量利用新風，可進行全新風運行，減少空調的運行。冬季內區的消除余熱，可采用室外免費能源新風，減少能源的浪費。控制方面采用熱回收技術，利用排風對新風進行預熱或預冷，節約空調能耗。如夏季回收拍到空氣中的冷量，再把室外的熱空氣預冷后送到室內；冬季回收排除空氣的熱量，再把和室外的熱空氣預熱后排到室內，從而減少能

33、量的損失，降低了空調制冷制熱的空氣的能耗。 3.5空調系統自控3所有空調設備采用系統采用先進的計算機技術、模糊控制技術、系統集成技術和變頻調速技術，實現了中央空調冷媒流量系統運行的智能模糊控制，科學地解決了中央空調能量供給按末端負荷需要提供，在保障空調效果舒適性的前提下，最大限度地減少了空調系統的能源浪費，根據設定的溫度控制、濕度控制、壓差控制、流量控制來使設備到達最正確的匹配運行效果，使設備在最高效區域運行，以利于能源的綜合利用，最大化地實現節能。使用費是多數人普遍關心的問題，也是制約空調開展的主要原因，特別像中央空調這種超大功率的電器，一年下來電費有時候高的嚇人，很多人只能望而卻步，但空調

34、在我國市場巨大，每年夏季全國溫度普遍接近 40 度，幾乎每個地區都需要空調，因此，開展中央空調節能技術勢在必行。空調自動控制能較大程度地提高建筑環境的舒適度 ，最大限度地節約能源。隨著自控技術的開展以及自控設備價格的降低 ，自動控制將更廣泛地應用于空調行業。具體可以從 4 個方面考慮 ：1考慮過渡季全新風的可能及新風量變化的要求 ，采用雙風機系統 ；2送、回風機采用變頻調速風機 ；3水系統設電動二通閥 ，水流量自動調節 ；4新、回風閥為電動調節閥 ，調節新回風比。第四章 技術節能4.1 變頻技術4大局部建筑物一年中只有幾十天時間中央空調處于最大負荷。中央空調冷負荷始終處于動態變化之中, 如每天

35、早晚、氣候情況、客流量、活動內容等各種因素的變化, 實時影響中央空調冷負荷。一般, 冷負荷在 560%范圍內波動, 大多數建筑物每年至少 70%是處于這種情況。而大多數中央空調, 因系統設計多數以最大冷負荷為最大功率驅動。這樣, 造成實際需要冷負荷與最大功率輸出之間的矛盾, 造成了巨大的能源浪費。采用變頻控制的方式, 可解決此矛盾。從原理上變頻器結構比擬簡單，變頻器先將交流電轉換為直流電，然后用逆變橋將其再轉換為變頻、變壓的交流電源。風機、水泵等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸入功率大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。最有效的節能措施就是采用

36、變頻調速器來調節流量，由于風機、水泵類負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當風機、水泵轉速下降時，消耗的功率也大大下降。能源中心的冷凍水系統采用二次泵形式，二次泵為變流量，根據二次側末端負荷的變化，在滿足某一最不利水環路所需使用壓力的條件下，通過改變二次水泵電機的運轉頻率或水泵的運行臺數，以到達節能目的。4.1.1減少大型馬達能耗在中央空調系統中,使用了許多大型馬達,如冷凍、冷卻循環水泵,大型送回風馬達等。這些馬達是主要耗電設備。電力部門所供給的商業電力的輸入電壓總比額定值高3%一5%,目的是防止在用電頂峰時電壓降到額定電壓以下。另一方面,用戶的電力設備在設計選型時為保證在用電最頂峰時也能到達設

37、計要求,采用了較大的電機,所以在空調系統中有許多“大馬拉小車現象,過多的電力損耗導致了以熱和振蕩形式造成的能量損失。交流感應電機的輸出功率尸釘了UI。os小,由此可見通過改變交流感應電機的輸入電壓及頻率,即可改變電機的輸出功率。我們在幾個大的交流感應電機上加裝賽普節能器,該節能器根據探測到加在電機上的電壓和電流,而獲得電動機的視在功率和有功功率,由此計算出電機的功率因數,從而調整節能器的輸出電壓和頻率,以保持功率因數在一個最正確值上,使被控電機實現最正確的節能運行。如電網電壓變化或電動機的負荷改變,那么功率因數隨即發生變化,節能器調整輸出電壓或頻率,維持功率因數在預定的設定值上。該節能器還具有

38、逆變功能,將電機停車時產生的慣性轉為電能回送電網。另外,在電動機起動時,節能器的輸出電壓和頻率是逐漸增加的,從而實現了軟起動,極大地減小了電動機的起動電流,減少了對電網電壓的沖擊,節能效果顯著。4.1.2風機水泵類變頻控制5因為過去交流電機本身不調速, 中央空調系統對空氣和水流量的控制不得不依賴擋板和閥門來調節,許多電能被白白浪費在擋板和閥門上。如果對風機水泵進行變頻調速, 把浪費在擋板和閥門上的能量節省下來, 每臺水泵平均節能效果就很可觀。對于風機水泵來說, 根據流體力學原理, 在相似工況下運行時的參數存在以下關系:(1)其中: Q1、H1、N1、n1: 分別為轉速改變前的流量、揚程、功率、

39、轉速;Q2、H2、N2、n2: 分別為轉速改變后的流量、揚程、功率、轉速。由公式(1) 可知, 流量與轉速成正比, 壓力與轉速的平方成正比, 消耗的功率與轉速的三次方成正比。對于變頻調速來說, 轉速 n 根本上與電源頻率 f 成正比, 當電源頻率 f 降低時, 電機轉速也降低, 所需的功率就隨轉速的三次方迅速降低, 可見, 節能效果十分顯著。以風機為例, 如所需風量為額定風量的 80%,那么轉速也下降為額定轉速的 80%, 而軸功率降 51.2%;當所需風量為額定風量的 50%時, 而軸功率降 12.5%。這種節電效果也非常可觀。實際證明, 風機水泵類變頻控制節能 40%50%。4.1.3冷水

40、機組變頻控制6由于壓縮機不排除在滿負載狀態下長時間運行的可能性, 所以, 只能按最大需求來決定電動機的容量, 故設計裕量一般偏大。在實際運行中, 輕載運行的時間所占的比例是非常高的。采用變頻控制對壓縮機轉速進行調節, 實現對制冷量的控制, 讓冷凍機組始終處于最正確(最合理)的運行狀態。變頻控制提高了空調器的效率, 改善了冷凍機組的運行效果, 從而實現了節能。變頻壓縮機的原理是通過調節壓縮機的轉速而調節壓縮機的單位時間內的排氣量, 從而到達調節制冷量的目的。制冷量與頻率成正比關系, 所以采用變頻調節可實現對制冷量的控制, 從而可到達節能效果。有些調節方式 ( 如調節閥門開度和改變葉片角度), 即

41、使在需求量較小的情況下, 也不能減少電動機的運行效率。采用了變頻調速后, 在需求量較小時, 可降低電動機的轉速, 減少電動機的運行功率, 從而進一步實現節能。實際證明, 冷水機組變頻控制可節能20%30%。4.2 水蓄冷技術蓄冷技術作為電力供給需求側管理(DSM)的重要手段之一,在國外已得到廣泛的應用.近年來,國內的研究與設計單位也已進行了一些嘗試,并取得了較好的效果。隨著分時計費電價結構的推廣和峰谷電價差的擴大,蓄冷技術在我國的應用將會越來越普及。采用水蓄冷的集中能源中心方式，蓄冷可起到“削峰填谷的作用，緩解用電緊張，提高能源利用效率，減少裝機容量，充分利用峰谷電價，節省運行費用。水蓄冷是利

42、用水的顯熱來儲存冷量的。系統組成是在常規供冷系統中加人了一個或多個蓄水罐。為實現冷量的儲存,滿足冷負荷的需要,設計合理的水蓄冷罐應能通過維持一個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。水蓄冷技術的應用與否取決于薄工程的技術經濟分析,增加蓄冷罐就增加了一局部初投資,假設能在短時間內收回這局部投資,那么便于該技術的推廣.我國目前正推廣實行的峰谷不同電價的政策將為促進蓄冷技術的應用起到了積極的推動作用.隨著經濟的開展和人民生活水平的提高,供電和用電之間的矛盾日益突出.積極推廣應用水蓄冷技術對于在建設社會主義市場經濟的條件下,提高需求側負荷管理的科學性和經濟性,提高能源利用率是十

43、分有益的.水蓄冷技術在食品加工、制藥等行業的工藝用冷,以及體育館、大廈等建筑物的空調方面有著相當廣泛的應用前景。4.3 大空間采暖輻射傳熱的房間里，各個外表僅僅是外表相互進行輻射傳熱。由于維護結構傳熱的速度相對較慢，其外表溫度容易到達相對穩定的狀態，實測顯示此時雖然維護結構由于外表溫度的降低，維護結構的傳熱量由于內外溫差加大有所增加，但增加并不明顯。人作為熱源向冷頂、墻壁和所有低于人體外表溫度的外表發射熱量，各外表吸收的熱量最后都被輻射板吸收，傳遞給輻射板的流動冷媒。人體在室內移動是熱源的移動，人體移去的空間回復到原來的平衡狀態，對應該處的輻射傳熱量也減少到原來的相對穩定狀態。輻射傳熱具有追蹤

44、能力而且具有極快的傳遞速度。人體在輻射房間內與穿著了空調衣相似，具有極高的效率。另一方面當室內各外表溫度接近輻射板溫度時，輻射傳熱負荷急劇減少，供回水溫差下降，主機能耗非常低，而此時人員的舒適度是最好的。這種狀態和對流空調完全相反，實踐證明，RCF舒適度保持較高的水平時，空調能耗沒有顯著的增加。采用地板輻射采暖加周邊散熱器采暖，增加人員活動區的熱舒適，減少頂部空間的耗能。另外在大空間采用分層和置換通風，盡量減少無效空間區域的能量消耗，只滿足有效區域的舒適度。采用 CFD 的方法，對大空間的空調氣流組織進行了分析，得到了很好的驗證。如游泳館空調比賽區空間溫度可以被控制于 28到 29之間。室內的

45、溫度分層非常明顯，屋頂最高點溫度卻到達了 40以上。4.4實行分層分區控制,減少管道冷t損失在中央空調系統中,不同性質的空調對象共用同一冷凍水系統。不同性質的空調對象在不同季節、不同時段有著不同的空調要求,如冬季地處南方的客房及寫字樓根本上不需要送冷凍水,而餐廳卻需要。但在深夜餐廳停止營業后又可將餐廳空調的冷水關掉。為了實現分區時段控制,對不同性質區域的冷水管加裝電磁閥,并在冷凍機房實現集中控制,有效地減輕冷凍機負荷。另外,在室外溫度較低時,增加空調間的新風量,減少空調能耗,這些方法都可降低空調用電。總之,通過各種行之有效的節能措施,大地減少中央空調系統中的電能消耗和空調設備散發的空調空間的熱

46、量，冷氣空調不必再使用更多的電力來維護涼爽的室溫，反而可以節省電能。同時，由于減少能耗也延長了設備的使用壽命。由此可見中央空調系統中實施節能可謂意義重大。第五章 系統方案節能5.1合理設定參數一些專家針對暖通空調系統設計過程中室內空氣參數標準的合理取值對空調能耗的影響,探討了空調負荷、空調能耗和空調系統節能的根本概念,對室內空氣溫度和相對濕度標準對空調系統能耗的影響進行了計算分析,結果說明科學認識室內空氣參數標準的合理取值對空調系統能耗的影響對當前建筑節能意義重大;空調系統節能條件需要具體分析,針對不同類型的建筑和不同的空調方式,其室內空氣設計標準的影響不同,空調過程設計對空調系統節能具有重要

47、影響。室內相對濕度對空調能耗的影響十清楚顯。與其提高室內空氣干球溫度,不如降低房間內空氣的相對濕度,在節能的同時,還能獲得更佳的人體舒適感和室內空氣質量,同時也順應當前國際空調界降低室內相對濕度的大潮，響應全球節能組織的號召。5.1.1參數選擇假設空調室外計算參數為定值時，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。系統耗能也越大。在滿足舒適要求的條件下，要盡量提高夏季的室內設計溫度和相對濕度，盡量降低冬季的室內設計溫度和相對濕度，不要盲目追求夏季室內空氣溫度過低、過干，冬季室內設計溫度過高5.1.2空調冷負荷的計算我國在1982年經評議通過了兩種新的冷負荷計算方法：諧波反響法

48、和冷負荷系數法。兩種方法都合理地考慮了顯熱得熱中輻射成分轉化為冷負荷時的幅度衰減和時間延遲作用，這對于正確計算空調設計負荷，從而節能降耗具有重要意義。但是，該方法提供的數據適用于傳統重型和中型結構，而缺少新型建筑墻體的數據。設計時最好應充分考慮并合理采用相近數據。還可以采用計算軟件使計算更加快速準確。另外，目前我國的現狀造成很多設計都依靠估算。盡管各種估算的方法都有一定的理論或經驗依據，但是估算本身的實質就是將各項冷負荷峰值與圍護結構冷負荷峰值簡單相加，從而使計算結果過于平安。因此，建筑物冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值，而不是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行益加，還應考慮同時使

49、用系數，以減少主機的設計容量，到達減少運行能耗的目的。同時使用系數應按實際情況定，設計者可根據工程規模、用途等特點，參照已建工程經驗確定，一般為0.75-0.85。5.2冷熱源耗能節能措施75.2.1 溫濕度控制從中央空調系統空氣處理過程可以看出, 夏季室內溫度越低、相對濕度愈低, 系統設備耗能愈大; 冬季室內溫度越高、相對濕度愈高, 系統設備耗能愈大, 相應地初投資和運行費用也隨之增大。由于每個人對舒適感的要求標準差異很大, 故對民用中央空調可有一個范圍較寬的舒適區。在該舒適區范圍內, 夏季降溫時, 取較高的溫濕度值; 冬季采暖時, 取較低的溫濕度值, 可獲得一定的節能效果。建筑內溫濕度的變

50、化與建筑節能有著緊密的相關性，根據經驗統計資料說明, 如果在夏季將設定值溫度下調1, 將增加 9%的能耗; 如果在冬季將設定值溫度上調1, 將增加 12%的能耗。因此將建筑內溫濕度控制在設定值精度范圍內是大樓中央空調節能的有效措施。為降低能耗, 空調房間室內溫濕度基數, 在滿足生產需要和人體健康的情況下, 夏季盡可能提高, 冬季應盡可能降低。現在有些業主盲目追求“夠冷境界, 大幅度提高室內溫濕度計標準, 這樣做, 不僅無謂地浪費大量能源, 而且還會產生舒適感的負面效應。空調系統溫度控制精度越高, 舒適性越好, 同時節能效果也越明顯。而空調系統前端所測信號準確性直接影響到中央空調系統的精確控制程

51、度。所以, 所測信號, 尤其是溫濕度這樣的模擬信號, 須盡可能準確。還有, 一定要選用高控制精度的 BAS 對中央空調進行控制。因為, BAS 采用 DDC( 直接數字控制器) 直接控制電動水閥閥門的開度, 而無須中間調節器; 另外, DDC 內含有豐富的計算控制軟件, 如比例積分微分(PID) 算法、模糊控制算法、遺傳算法等, 來保證控制的精確度。5.2.2冷源效率控制8夏季,中央空調空調系統承當著排除室內余熱、余濕,并改善室內空氣品質的重要任務。在常規中央空調系統中,夏季空調熱濕負荷都是由同一個冷源承當的,因受制于系統除濕的需要,其冷源普遍采用了低溫蒸發系統(蒸發溫度05、冷凍水進出口溫度

52、為12/7),因此冷源工作效率普遍較低。針對上述問題,本文主要淺析一下目前實際工程應用中可行的空調系統方案。評價冷源制冷效率的性能指標是制冷系數(COP,Coefficient Of Performance )。制冷系數指單位功耗所能獲得的冷量。制冷系數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, 制冷系數越高。所以空調系統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, 否那么制冷系數就會較低, 產生單位冷量所需消耗的功量多, 耗電量高, 增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下措施:5.2.2.1降低冷卻水溫度由于冷卻水溫度越低，冷

53、機的制冷系數就越高。冷卻水的供水溫度每上升1攝氏度，冷機的COP下降近4%.降低冷卻水溫度就需要加強冷卻塔的運行管理。首先，對于停止運行的冷卻塔，其進出水管的閥門應該關閉。否那么，因為來自停開的冷卻塔的水溫度較高，混合后的冷卻水水溫就會提高，冷機的制冷系數就減低了。其次，冷卻塔使用一段時間后，應及時檢修，否那么冷卻塔的效率會下降，不能充分地為冷卻水降溫。5.2.2.2提高冷凍水溫度由于冷凍水溫度越高，冷機的制冷效率就越高。冷凍水供水溫度提高1攝氏度，冷機的制冷系數可提高3%，所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫度。首先，不要設置過低的冷機冷凍水設定溫度。其次，一定要關閉停止運行的冷機的水閥，防

54、止局部冷凍水走旁通管路，否那么，經過運行中的冷機的水量就會減少，導致冷凍水的溫度被冷機降到過低的水平。5.3系統的選擇首先，在空調系統設計之初選定空調方案系統方式時，即應將節能作為重要依據之一。中央空調能耗一般包括三局部空調冷熱源；空調機組及末端設備；水或空氣輸送系統。這三局部能耗中，冷熱源能耗約占總能耗的一半左右，是空調節能的主要內容。5.3.1水或空氣輸送系統節能9一般空調水系統的輸配用電 ，在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的 20 -25，夏季供冷期間占 12 -24，因此水系統節能非常重要。目前 ，空調水系統在設計上存在著一些問題 ：1選擇水泵是按設計值查找水泵樣本銘牌參數確定 ，而

55、不是按水泵的特性曲線選定水泵型號 ；2未對每個水環路進行水力平衡計算，對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施 ，水力、熱力失調現象嚴重 ；3大流量、小溫差現象普遍存在 ，設計中供、回水溫差一般取 5，但經實測 ，夏季冷凍水回水溫差較好的為 35，較差的只有 1.5 2，造成實際水流比設計水量大 1.5 倍以上 ，使水泵電耗增加。對此 ，可從如下方面考慮水系統節能 ：1重視水系統設計 ，認真進行水系統各環路的計算 ，并采取相應措施保證各環路水力平衡 ；2認真校對和計算空調水系統相關系數 ，切實落實節能設計標準的要求值 ，積極推廣變頻調速水泵 ，冬、夏兩用雙速水泵等節能措施 ；3制冷系統冷卻水進水溫

56、度的上下對主機耗電量有著重要影響，在水量一定情況下，進水溫度高1，溴化鋰冷水機組能耗高 6。5.3.2采用冰蓄能系統10冰蓄冷技術是利用峰谷電價的差異將用電頂峰時的空調負荷轉移到電價較為廉價的夜間，從而節約運行費用。對于傳統的冰蓄能系統，主機所耗的總能量變化不大，因而可節約運行費用但不節能；如采用再冷式冰蓄能系統那么因采用了新型的冰剝離法，而減少了剝離能耗，即可節約運行費用又可節能。采用冰蓄能系統時，具體地有下面幾種方案可供選擇：“全部蓄能系統：當電價在峰、谷時段里有差異時，可將全部負荷轉移到廉價電費的時間里運行。這種方式常用于改建工程，它可利用原有的冷水機組，只需加設蓄冷設備和有關的輔助裝置

57、；這種方式也適用于需要瞬時大量釋冷的特殊建筑物，如體育館建筑物等。“局部蓄能系統：冷水機組連續運行，它在夜間用來制冷蓄能，在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。將運行時數從1h擴展到24h，可以得到最低的平均負荷。需電量費用大大地減少，而冷水機組的制冷能力也可減少50%-60%或者更多一些。在新建的建筑中，這是最實用的、投資有效的負荷管理方案。5.3.3采用變風量系統，以減少空氣輸送系統的能耗11變風量系統就是針對送風系統耗電缺點的節能對策。變風量系統可分為兩種: 一種為 AHU 風管系統中的空調機變風量系統 (AHUVAV 系統); 一種為FCU 系統中的室內風機變風量系統(FCU- VA

58、V 系統)。AHU- VAV 系統是在全風管系統中將送風溫度固定,而以調節送風機送風量的方式來應付室內空調負荷的變動。FCU- VAV 系統那么是將冷水供給量固定, 而在室內 FCU 加裝無段變功率控制器改變送風量, 亦即改變 FCU 的熱交換率來調節室內負荷變動。這兩種方式通過風量的調整來減少送風機的耗電量, 同時也可增加熱源機器的運轉效率而節約熱源耗電, 因此可在送風及熱源兩方面同時獲得節能效果。全空氣空調系統設計的根本要求，是要確定向被空調房間輸送的、經過一定處理的空氣數量，用以吸收室內的余熱和余濕，從而維持室內所需要的溫、濕度。當室內余熱值發生變化而又需要使室內溫度保持不變時，可采用兩

59、種方法：1、定風量：將送風量固定，而改變送風溫度；2、變風量：將送風溫度值固定，而改變進風量。考慮到現代化樓宇的空調要求，正從集中式控制向各個房間進行獨立、個別控制的方面開展。變風量空調VAV控制系統可以克服定風量系統的諸多缺點，它可以根據各個房間溫度要求的不同進行獨立溫度控制，通過改變送風量的方法，來滿足不同房間或區域對負荷變化的需要。同時，采用變風量系統可以使空調系統輸送的風量在建筑物中各個朝向的房間之間進行轉移，解決一天中同一時間各朝向房間的負荷并不都處于最大值的問題，從而減少系統的總設計風量。這樣，空調設備的容量也可以減小，既可節省設備費的投資，也進一步降低了系統的運行能耗。有資料顯示

60、，采用變風量系統可節省能源到達30%，并可同時提高環境的舒適性。該系統最適合應用于樓層空間大而且房間多的建筑。尤其是辦公樓，更能發揮其操作簡單、舒適、節能的效果。因此，變風量系統在運行中是一種節能的空調系統。如果把送風溫度設為常數, 改變送風量L, 也可得到不同的 Q 值, 以維持室溫不變。變風量控制可采用根據室內負荷的變化, 自動調節送風量的送風裝置。當室內負荷減少時, 它可保持送風參數不變( 不需再熱), 通過自動減少風量來保持室內溫度的穩定。這樣, 不僅可節約定風量系統為提高送風溫度所需的再熱量, 而且還由于處理的風量減少, 可降低風機功率電耗及制冷機的冷量。據多種資料介紹, 變風量較之