浅析空调系统节能措施

2023-01-27

1 关于节能的概述

随着经济建设的发展, 人民生活水平的日益提高, 空调系统已在建筑中广泛应用, 从而使建筑物的总能量逐年增长。节能对于我国现代化建筑来说, 具有重大意义。因此, 在空调设计中应注意改善维护结构的热工性能;空调系统方案要节约能源, 充分回收废热, 利用太阳能、地热等自然能量, 采用自控节能等措施。

2 关于空调系统节能措施

2.1 减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据, 制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷, 不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号, 降低空调系统的初投资, 而且这些设备型号减小后, 所需的配电功率也会减少, 这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少, 运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施: (1) 改善建筑的保温保温性能。房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。因此, 应采取合理的建筑平面和体形设计, 减小窗户面积等措施来达到, 采用中空玻璃或镀膜玻璃;墙或屋顶采用保温结构; (2) 合理降低室内温、湿度标准。商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境, 满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册 (ASHRAEHandbook) 的基础篇里, 给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域, 大约是空气温度13℃~23℃, 空气相对湿度20%~8 0%。如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高, 都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下, 要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度, 尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度, 不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干, 冬季室内设计温度过高。 (3) 控制和正确使用室外新风量。由于新风负荷占建筑物总负荷的20%~30%, 控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一, 这里有二件事, 一是控制新风量的大小, 二是合理利用新风。春秋季或冬季, 有些房间仍需供冷, 此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时, 可采用室外新风为室内降温, 可减少冷机的开启量, 节省能耗。减少新风负荷应从以下两方面着手:不要随意提高最小新风量标准, 杜绝非正常渠道引入新风。

2.2 利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响, 在春秋季当室外空气温度较低时, 室内空气温度仍然较高, 仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间, 即使在寒冷的冬季, 由于室内的散热量没有途径散发到室外, 室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷, 不仅由于冷负荷较小, 冷机制冷系数较低、能耗大, 而且极端不合理。比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种, 一种是地下水, 另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在1 8℃左右的温度, 所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量, 而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气, 此时室外空气较低, 可用于空调系统供冷。例如, 北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于1 5℃, 冬季室外空气湿球温度一般低于0℃, 这种温度下的空气是较好的冷源, 可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷, 当室外空气温度较低时, 可以直接将室外低温空气送至室内, 为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷, 空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷, 适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低, 再通过板式换热器冷却冷冻循环水, 被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备, 如风机盘管、空调箱, 将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外, 冬夏季利用全热交换器回收冷热量, 也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜, 满足人们的舒适要求, 空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内, 同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数, 冬季比室外空气热, 夏季比室外空气冷。通过全热交换器, 将排风的冷热量传递给新风, 可以回收排风冷热量的7 0%~8 0%左右, 有明显的节能作用。

2.3 减少输送系统的能耗

空调系统在满足工艺和舒适条件下应尽可能地增大送风温差和供、回水温差, 以便减小风量和水量, 从而降低系统的输送能量, 但冷水温差不宜大于8℃。并且应尽可能用水来代替空气输送能量。根据经济流速来选定风管、水管尺寸, 降低阻力以节约输送能量。水、空气输送系统应注意泄漏问题, 减少系统的漏风量, 应使漏风量控制在3%以下。推广闭式水路循环, 它与开式水路循环相比, 可以减少相当于建筑高度的静压头, 可减少水泵能耗, 延长管道、设备使用寿命, 节省输送能耗。

2.4 对空调系统采用自动控制

建筑设备自动化系统可将建筑物的空调、电气、防火报警等进行集中管理和最佳控制。包括冷、热源的能量控制、空调系统的焓值控制、新风量控制、设备的启、停时间和运行方式控制、温、湿度设定控制、送风温度控制、自动显示、记忆和记录等内容。

2.5 运行上的管理

(1) 定期对空调系统水质处理。水侧污垢、腐蚀及青苔对制冷系统影响极大, 也是空调能耗高的重要原因太气中的尘埃、水分、细菌氧气及某些有害酸性气体不断地由冷却塔进入冷却水系统中, 冷冻系统虽贝较为密闭, 但水中溶解氧对冷冻管材也产生腐蚀作用, 日积月累, 空调设备将产生污垢、锈蚀、锈渣和微生物断繁殖所产生的生物污泥, 使管道堵塞、制冷量下降、浪费电能。根据理论计算, 冷疑器的污垢每增加0.1mm, 热交换效率就降低30%, 耗电量则增加5%~8%。 (2) 集中空调实行计量收费集中空调实行计量收费是建筑节能的一项基本措施.目前在欧美已是成熟的技术。据国外调查资料表明:实行集中空调计量收费后, 其节能率可达8%~1 5%。 (3) 操作培训加强对空调操作人员工的培训, 提高管理人员素质, 实行空调操作人员操作证制度。各项调节和节能措施的实施, 都与操作人员的技术素质直接相关。