1、 毕业设计 文 献综 述 建筑环境与设备工程 中央空调节能技术探究 关键字： 节能 热泵 回收 风量控制 蓄冷 摘要 中国作为发展中国家，节能减排的压力随着经济发展的增长将加大，在节能减排中 ,电能的消耗随着经济的飞速发展日益巨增，而在电的消耗中，中央空调是占据很大比例。因此，从长远的角度考虑，在发展本国经济的同时，要控制好能源消费 ,，特别需要加强负荷较大能源的 中央空调的节能，把节能减排从口号落实到效率的提升和能源的合理利用。本文主要论述了国内外各种中央空调节能手段和节能的大方向的研究 正文 1 中央空调节能 分类 中央空调节能可分为一下几种，其中有大温差供水的节能方法，即通过提高冷冻水供
2、回水的温差来降低送风温度，从而使冷冻水流量与送风量降低，直接降低风机盘管与冷冻水泵的能耗，当然大温差供水初期投入相对较高，因为需用通过增加风机盘管盘数，降低冷冻水温度，以及安装扰流器强化换热，还有通过改变建筑物维护结构等节能，大致为：提高门窗气密性，墙体围护结构的改造等。也有通过降低室内温、湿度设定值、新风量等的要求来减轻空调系统的能耗，从而达到节能最后一种为，新设备技术节能，即通过安装蓄冷空调、空气，水源，土壤源热泵系统等 1。 2 中央空调非设备节能 2.1 大温差系统的节能措施与效果 大温差是对于国内的标准送风、水温差为 5而产生的，目前大温差节能在国内还属于发展起步阶段。大温差送风系统
3、通过合理调节新风比例，可以使人体的热舒适感有太大的变化，但是空调系统的能耗却又大幅度的变化，加大送风温差减少水路、风路系统的容量 ,降低水泵、风机的功率，从而可节能其风机水泵方面的一次投资费用和运行费用，如果与冰蓄冷系统相结合的话，不论从费用，还是节能减排而言，都会有较大幅度的降低。 2.2 建筑围护结构的节能措施 建筑物冷负荷有很大部分来自的外围 护结构，不论是窗、墙、门、屋顶等。通过改善建筑物的热工性能，也就是增加节能表面，减少热桥节点等。在不对建筑方案造成较大影响的前提下尽量减少建筑能耗。 2.2.1 提高门窗气密性 有数据表明房间换气次数由 0.8 次 /h 降到 0.5 次 /h，建
4、筑物的耗冷可降低 8%左右。因此提高门窗的密闭性将很大程度上的降低房间热负荷 23。 2.2.2 墙体围护结构的改造 屋顶结构的设计必须有良好隔热措施，才能减轻通过屋面对室内的大量传热。常用的隔热效果明显的措施有：通风屋面，夹心隔热保温及生态型建筑屋面隔热技术。生态型隔热技术利 用水的蒸发和植被对太阳能的吸收，转化作用来降温，能将照射到屋顶的太阳辐射热进行自我良性化解，从而降低屋顶表面传热，减少屋面向室内传热。生态型隔热技术符合国家可持续发展战略，是最具发展潜力的建筑隔热技术。 3 中央空调设备节能 3.1 改变室内参数 在设定室内设计温度时，一般的标准都是按照 26来，如果提高室内设计温度，
5、比如说 1，也就是 27，这样对于新风的送风要求就会降低，新风占用的负荷以及就会降低，特定情况下，新风量也会降低，因此从而做到节能，如果系统各参数设计得当，可以使得在夏季中央空调的冷负荷减少 20%，冬季中央空调热负荷可以减少约 2530%4。 3.2 新风量的控制 采用二氧化碳浓度控制装置控制新风量，根据室内人数的变动自动控制新风和回风。这样可以避免在人少时造成的浪费，这样可以使夏季系统冷负荷减少近 25%，冬季系统热负荷减少近 68%5。 3.3 中央空调水系统变流量控制 中央空调冷水机组中有大量水泵类设备，其用电量占整个中央空调系统的 3040%。因此，改善这些设备的性能和使用效果，将节
6、约大量的能源。中央空调系统的负荷由于影响因素的变化而总是处于变化状态，而空调冷冻水系统设计选型时水泵功率通常按 最大工况选定，但系统大部分时间都在低于额定负荷的情况下运转，要适应负荷的变化，必须对空调冷冻水流量作相应调节。空调水系统设计分为定流量系统和变流量系统。在定流量系统中，末端盘管采用三通阀调节，冷源侧循环水泵流量恒定；在变流量系统中，末端盘管采用二通阀调节，整个系统循环流量随负荷变化而成比例变化。但无论一级泵系统或者二级泵系统，冷源侧均为定流量。一级泵变流量系统是靠分，集水器之间的旁通实现，非满负荷时，水泵多余压头被关小管路的阀门消耗，不能实现节能。二级泵变流量系统是通过供回水压差对二
7、次泵进行台数控制。就控制 角度而言，压差信号对水系统中流量变化并不敏感，而且并联水泵越冬，敏感度越低；就流量调节而言，台数控制职能实现有级的流量控制，并不能实现节能的目的。使用变频调速装置，是从不改变管路特性，而靠移动水泵工作点使之沿管路特性曲线移动，保持水泵在最高效率点运行这一方面达到最大节能效果 6。 3.4 空调冷热源节能 单纯从一次能源消耗角度出发，夏季冷水机组的节能，其次序是离心式，螺杆式，活塞式冷水机组，耗能最大的是蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组，因此只有在夏季有可利用的热源，且经济上合理时，才宜选用。冬季一次能源消耗最少 的是风冷热泵热水机组，耗能最大的是电热水机组。设计时应该选用
8、能效比高，耗能指标低，能量调节自动化程度比较高的机组。还应根据当地的具体情况进行综合技术经济比较，从初投资，运行费等方面进行考虑。由于国内供电的原因，推动了直燃型双效溴化锂吸收式冷热水机组的应用，但从一次能源消耗角度考虑其能耗指标高于冷水机组及热泵冷热水机组，因此，直燃机组一般是节电不节能，选择时也要考虑到这一点。 3.5 空调机组和末端设备的节能 目前国内建筑的中央空调，主要是采用风机盘管加新风系统或全空气系统，因此风机盘管和空调机组是不可以缺少的 设备，在设计选型的时候要注意这些设备的质量及能耗指标。空调机组的选用应注意机组风量，风压的匹配，选择最佳状态点运行。选用漏风量及外形尺寸小的机组
9、，国家标准规定在 700pa 压力时的漏风量应大于 3%，但是现在很多产品都不符合这个标准。如果产品工艺做的好的话，那么对节能将有很大的帮助 7。 3.6 热回收节能 采用热回收装置，提高节能效果，目前热回收装置有全热回收和显热回收两种型式，其热回收效率在 6070%以上。在中央空调中可以在新风，排风系统，灯光，以及制冷机组中应用。如果把这些热量收集回收利用的话，可以有效 的提高中央空调的能源利用效率 89。 4 中央空调新设备技术节能 4.1蓄冷空调 蓄冷式空调已取得了很大的发展，其中一个重要原因是由于技术上的发展，这种类型的空调不仅已能做到降低制冷设备的安装功率（移峰）和利用晚上的便宜电价
10、 10，而且现在更能做到比常规空调省电，改变了过去认为蓄冷空调的运行省钱不省电的看法。不少工程实例都表明了这一点。能做到这样是许多因素综合作用的结果 , 其中主要有：晚上风冷机组制冰工况运行时，由于气温下降带来的得益能补偿由于蒸发温度下降带来的损失 0=1。对冰蓄冷系统，因向空调设 备低温供冷和向室内低温送风，不但能缩小风系统和水系统的尺寸，而且能使风机和水泵的安装功率减小，降低它们的运行电耗。在“ 部分蓄冷” 模式下 , 白天可提高制冷系统的蒸发温度：从而提高了制冷效率，由蓄冷设备来弥补温度的不足 11。低温送风的结果使室内空气的含湿量下降，使得在保持相同的热舒适条件下可以适当提高室温，这就
11、减少了空调冷负荷 。 4.2空气，水源，土壤源热泵系统 就拿越南国家会议中心热泵系统举例而言，河内地下有丰富的地热资源，因此，利用当地地热资源供暖是比较节能的方案。经过勘测，河内深层地下水源温度 为 20摄氏度，水质也符合水源采暖的要求，采用水源热泵既节能又环保。具体实施时，采用将地下水引至机房，经过热交换器交换获得二次热源，水温为 18摄氏度， 二次热源为较干净的热水，可作为热泵机组的冷源，再经过热泵机组制热产生 55摄氏度热水供室内采暖使用（见右图）。水源热泵机组可利用的水体温度冬季为 12-22摄氏度，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为 18
12、-35摄氏度 12，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高 。据美国环保署 EPA估计 14，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户 30-40%15的供热制冷空调的运行费用。 总结 随着工业的不断发展，不少高新技术的诞生与应用，带动了空调节能技术的不断更替，也许几年以后热泵这个词不再新鲜，也许几年后许多新的节能名词我们想也想不到，但是我们唯一最值得做的就是抓抓实实学好现在的，迎接未来的。 参考文献 1 谭鸿雁 ,曲卫涛 ,钟淑杰 . 中国当前经济下的节能减排 以中央空调节能为例 J.广西：广西大学学报， 2010， 1： 162
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