【关键词】中央空调系统,节能机会,节能措施,节能观念
【摘要】综述了中央空调系统节能的诸多机会与措施,指出节能观念应贯穿于中央空调系统设计、选型和运行的始终,以达到最大限度地节能。
1、中央空调系统的组成
中央空调系统是由一系列驱动流体流动的动件(如水泵、风机及压缩机)、各种型式的热交换器(如风机盘管、蒸发器、冷凝器及中间热交换器等)及连接各种装置的管道(如风管、水管及冷媒管)和阀件所组成。中央空调系统一般可分下列五个循环:(1)室内空气循环;(2)冷水循环;(3)冷媒循环;(4)冷却水循环;(5)室外空气循环。总体说来,构成中央空调系统的元件主要是热交换器和流体机械两种。热交换器是作为高低温两种工作流体能量交换的设备。当任何一组热交换器效果不好时,会增加系统耗电率(kW/RT),不是系统耗电量增加,就是冷冻能力下降。而流体机械则是推动工作流体循环的动力泵,其耗电量W=QHhr/η。耗电量的多少决定于运转时数h,输送的工作流体流量Q,工作流体循环所需要的扬程H以及效率η,减少其中任何一项,都可达到节能的目的。
2、中央空调系统节能的机会与措施
2.1选取合理的设计参数
2.1.1室内温、湿度从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外,室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。在保证生产工艺与人体健康的条件下,夏季室温每提高1℃,约可减少热负荷11.2%[1],其节省的冷、热负荷是极为可观的。同样,在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%,则可节约能量17%左右。据资料测算,仅仅将夏季室温提高1℃,就可使空调工程投资总额降低约6%,运行费用减小8%左右[2]。
2.1.2新风量新风负荷占空调总负荷的20%~40%[2],对其标准值高低的取舍,与节能关系重大,不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载,从而影响空调系统的风机、冷水泵、压缩机、冷却水泵、冷却塔风扇的耗电。
一般设计是以人员最多及活动最激烈的情况来决定新风量,但实际使用时却几乎不需要使用这么大的新风量,从而造成在绝大部分的空调时段都在耗能的状况下运转。较有效的方法是以室内空气中二氧化碳含量来控制新风量。
2.2设计合理的围护结构与照明
2.2.1外围结构增设外墙及屋顶的保温层对冬、夏两季节能有利;减少窗、墙面积比,对减少夏季冷负荷有较好的效果,对南方有利,但对北方建筑减少冬季能耗有可能不利;增加外遮阳对夏季冷负荷或供冷量减少十分有利,但在冬季,由于阳光辐射量减少,有可能导致冬季采暖能耗有较大的增加。对于这些冬夏季节互为矛盾的措施,设计中应特别予以研究和考虑;此外建筑物朝向也是设计时应考虑的问题。
2.2.2窗在建筑节能中,窗的节能是十分重要的,据统计,在全部建筑物散失的热量中,通过窗散失的热量占(25~70)%。在窗的设计中要满足的条件是:(1)室内足够的采光要求;(2)绝热性,即冬天使热量不散失到户外,夏天又不使太多的阳光辐射吸收到屋内;(3)建筑物的美观;(4)通风功能。窗的设计和发展经历了单层窗时期、双层玻璃阶段和镀膜玻璃阶段。目前最先进的节能窗是超级节能窗,虽然超级节能窗比普通窗的价格高(20~50)%,但以节能计算,它的回收期只有2~4年[3]。
2.2.3照明在我国,照明用电量已占总用量的10%以上[4],照明用电往往直接转化为空调冷负荷。对于空调面积大、照明容量大的地方,应采用照明与空调的组合系统。采用空调组合灯具,不仅能够改善照明装置的工作条件,而且可以减少空调负荷。
2.3选择合适的空调方式
2.3.1变风量方式选取切合实际的空调方式是节能的必要途径。为了达到节能的目的,对于不同性质和用途的建筑物,必须采用不同的空调方式,同时还应讲究系统的小型化,使用灵活,便于管理,有利于节能。特别要注意建筑物朝向、位置的不同,其冷、热负荷变化差别很大,应采用不同的空调方式与系统,在诸多空

