所屬欄目:機械論文 發布日期:2010-09-02 17:21 熱度:
摘要:分析了影響空調系統能源消耗的關鍵因素,并從系統的選擇、設備的選配及系統的運行管理等方面提出了切實可行的空調節能方案,對空調系統的設計及運行管理中的節能具有一定參考價值。
關鍵詞:節能方案;運行管理;設備選配
一、前言
隨著國民經濟的發展、人民生活水平的提高,空調應用日益廣泛、普及,空調用電占總用電總量的比例在不斷上升,空調能耗已占總能耗20%左右,因而空調節能意義巨大。同時,在空調系統的設計及設備選型中均以最大負荷作為設計工況,市實際運行中空調負荷則隨多種因素而變化,最小時甚至還不到設計負荷的10%,存在很大的能源浪費現象。因此,空調系統如何適應在低負荷下高效節能運行及在系統設計中對設備進行節能選配就成為空調節能的關鍵。
二、空調設計中的關鍵環節控制
1、冷熱負荷設計控制
在中央空調系統施工圖設計階段,必須進行熱負荷和逐項逐時的冷負荷計算。負荷計算應采用動態的計算方法,依據實際負荷情況選擇合適的冷熱源。由于系統冷熱源及設備在部分負荷下的性能對系統節能有重要影響,因此,在設備選型時,一方面要考慮到特定的設計工況,同時還應該強調系統運行工況和部分負荷的系統性能的影響。
設計的空調系統的冷熱負荷設計過大,設備選型沒有充分考慮空調系統的負荷特點和設備性能,空調機組容量、管道直徑、水泵配置、末端設備設計偏大,導致投資、運行費用增大。而很多建筑的空調系統都達不到滿負荷運行,即使在最熱月仍有閑置的空調機組。水泵選型過大或水泵選配電機功率過大,低效率運行,浪費能源。多臺冷凍水泵并聯運行時,沒有根據供冷負荷的變化調整開啟臺數,而是無論冷負荷大小,都是按最大冷負荷開動冷凍水泵,白白浪費了電能。
2、空調水系統的設計控制
水系統大多是定流量,設計水流量按最大冷負荷和5℃的供回水溫差確定。而實際普遍存在大流量小溫差現象,最大負荷出現的時間很少,絕大部分時間在部分負荷下運行,實際溫差小于設計溫差,實際流量比設計流量大1.5倍以上,大大超過設計流量,水泵電耗大大增加。
設計人員應重視水系統設計,對每個水環路進行水力平衡計算,對壓差相差懸殊的回路要采取有效措施,保證各環路水力平衡,避免水力、熱力失調現象,認真校對和計算空調水系統相關參數,切實落實節能設計標準的要求值,利用電動二通閥對經過空調末端的水流進行控制,使流量隨負荷變化而變化,積極推廣變頻調速水泵,冬、夏兩用雙速水泵等節能措施。近年來的研究結果表明,加大供回水溫差使輸送系統減少的能耗大于由此導致的設備傳熱效率下降所增加的能耗,因此對整個空調系統而言具有一定的節能效益,不僅要杜絕大流量、小溫差現象,還要逐步引入小流量、大溫差的設計方法。由于加大供回水溫差,設備的運行參數發生變化,設計方案要經過技術經濟比較后確定。同時還應該關注冷卻水溫度對空調系統能耗的影響。
2.1降低冷卻水溫度
由于冷卻水溫度越低,冷機的制冷系數就越高。冷卻水的供水溫度甸上升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。否則,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,否則冷卻塔的效率會下降,不能充分地為冷卻水降溫。
2.2提高冷凍水溫度
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,防止部分冷凍水走旁通管路,否則,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。
三、空調節能的設計
1、新風系統的節能設計
新風系統的合理使用,也可以有效地控制能耗使用量。在滿足衛生條件的情況下,減少新風量或根據實際需要采用變風量系統進行調節。有排風系統的,利用室內能量對新風進行預熱與預冷處理(即熱回收技術)等都能夠有效減少空調系統的能耗。
2、系統運行過程中的節能
2.1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,有很大一部分是由于管理不善而引起的。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,是建筑節能的一項基本措施。目前在歐美等國熱量計量已是成熟的技術,據國外調查資料表明:實行集中空調計量收費后,其節能率在8%~l5%。我國在計量方面也已取得了一定的成就。
2.2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:①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、新風量的確定等;②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;③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小,從而影響初期投資。特別是對于大空間的體育場館等蓄熱量較大的建筑,如何做到既不影響正常使用,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。
四、加強中央空調的管理
日常管理是中央空調節能是否實際有效的關鍵。一個設計再好的空調系統,如果管理不善,一樣達不到節能的目的。就空調的節能目的來說,日常管理的節能措施包括:
1、加強對空調操作人員的培訓,提高管理人員素質。懂得根據室外參數的變化進行合理而有效的調節。積極推廣水環路熱泵,采用熱回收、變風量、變水量系統等節能技術。
2、加強日常和定期的對設備和系統地維護和清洗。例如空調構件等的維護,冷凝器等換熱設備傳熱表面的定期除垢或除灰,過濾器、除污器等設備定期清洗。
3、常檢查自控設備和儀表,保證其正常工作。對系統的運行參數進行監測,從不正常的運行參數中發現系統的問題,進行合理的改造。經常出現的問題有設備選擇過大,運行能耗高等。盡可能的縮短預冷的時間。
4、當過渡季節中室內有冷負荷時,應盡量采用室外新風的自然冷卻能力,節省人工冷源的冷量。
五、結束語
中央空調的節能涉及的范圍非常廣泛較廣,從空調的設計,空調的安裝以及運行管理等各方面都有值得改進的地方。無論如何提高節能性,都應從提高能量利用效率來采取對策解決問題,這才是科學的空調節能途徑。
參考文獻:
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3郭維鈞。賀智修。施鑒諾。《建筑智能化技術基礎》2001;61—65
文章標題:淺談中央空調系統的節能設計
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