李二強(qiáng)

（身份證號(hào)：130230197601301512）

從設(shè)計(jì)的角度淺析暖通空調(diào)的節(jié)能

李二強(qiáng)

（身份證號(hào)：130230197601301512）

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用。我們可以利用多種方法實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

暖通空調(diào)；節(jié)能；設(shè)計(jì)

隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。在發(fā)達(dá)國家中，建筑能耗占社會(huì)總能耗的40%左右，而我國盡管社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，但是建筑能耗已占總能耗的近30%，且還有上升的趨勢(shì)。因此，不論在西方發(fā)達(dá)國家還是我國，建筑能耗狀況都是牽動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的大問題。因此，對(duì)暖通專業(yè)提出更高的節(jié)能要求是必然的，也是大勢(shì)所趨。

1　中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能原理

1.1設(shè)計(jì)余量問題

設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，是按室外最不利的氣象參數(shù)、最大室內(nèi)人員負(fù)荷和最大設(shè)備負(fù)荷計(jì)算，并且在實(shí)際計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上選取一定的安全系數(shù)。而實(shí)際上空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時(shí)間都在部分負(fù)荷下運(yùn)行。

1.2季節(jié)、天氣變化

全年最熱及最冷的天氣只有幾天，絕大部分天氣溫度達(dá)不到空調(diào)和水泵滿負(fù)荷運(yùn)行的要求；每天氣溫也不一樣，早上氣溫較適宜，中午和下午較熱，夜里較涼快，空調(diào)負(fù)荷也在變化。

中央空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間都運(yùn)行在滿負(fù)荷的70%以下。

1.3建筑物使用率不足

除了天氣原因以外，建筑物的用途也是產(chǎn)生節(jié)能空間的一大因素。

2　工程中存在的節(jié)能空間

2.1客觀存在的節(jié)能空間

隨著天氣、使用率等的變化，中央空調(diào)負(fù)荷在60～90%之間變化。這部分節(jié)能空間是隨著時(shí)間的變化而變化的。

2.2冷負(fù)荷余量

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)都要選取5～15%之間的設(shè)計(jì)余量，以滿足極端天氣下空調(diào)的正常運(yùn)行。

3　能耗分析

辦公樓夏季主機(jī)一般開啟9h以上，循環(huán)水泵要運(yùn)行10h；冬季主機(jī)一般運(yùn)行9h以上，循環(huán)水泵要運(yùn)行20h。

節(jié)能計(jì)算：

3.1主機(jī)節(jié)電計(jì)算

中央空調(diào)主機(jī)長期運(yùn)行在非標(biāo)準(zhǔn)工況，工作狀態(tài)偏離高效區(qū)，導(dǎo)致主機(jī)運(yùn)行在高能耗狀態(tài)；通過水流量以及供回水溫度進(jìn)行調(diào)控，使主機(jī)機(jī)組性能與運(yùn)行工況相匹配從而提高主機(jī)部分符合下的COP值，使主機(jī)維持高效的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到節(jié)能的目的。

COP值（制冷效率）就是主機(jī)機(jī)組所能實(shí)現(xiàn)的制冷量（制熱量）和輸入功率的比值，在相同的工況下，其比值越大說明這個(gè)冷水機(jī)組的效率越高越節(jié)能。影響機(jī)組的COP的因素有以下幾點(diǎn)：

（1）壓縮機(jī)的性能系數(shù)。

（2）主機(jī)機(jī)組的系統(tǒng)匹配性：所謂系統(tǒng)匹配是指：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和自控系統(tǒng)的匹配性能。

主機(jī)的運(yùn)行工況不同，性能提高也就不同其節(jié)電效果也有很大差別，通過合理的控制主機(jī)部分負(fù)荷下的COP值能提高0.25～ 0.75個(gè)百分點(diǎn)，在相同負(fù)荷的情況下就能節(jié)省5～15%的能耗。

通過對(duì)主機(jī)運(yùn)行工況的優(yōu)化和合理控制開啟臺(tái)數(shù)，提高部分負(fù)荷下的能效比，使主機(jī)能夠節(jié)省大約8～12%左右的能耗。

3.2水泵節(jié)電原理

空調(diào)水泵供水系統(tǒng)具有管網(wǎng)特性曲線，即通道管網(wǎng)的流量與所消耗的能量之間的關(guān)系曲線，它同時(shí)表明水泵的能量用來克服系統(tǒng)的沿程阻力和局部阻力。

圖1　

（1）夏季空調(diào)側(cè)冷水泵節(jié)電計(jì)算

空調(diào)年運(yùn)行負(fù)荷按設(shè)計(jì)負(fù)荷70%計(jì)算（水泵流量為設(shè)計(jì)流量的70%），根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節(jié)電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計(jì)算節(jié)電率50%；在控制主機(jī)個(gè)數(shù)的同時(shí)也減少了冷水泵的使用數(shù)量。

綜合這兩部分，我們保守估計(jì)水泵節(jié)電率30%。

（2）夏季冷卻水泵節(jié)電計(jì)算

蒸發(fā)器和冷凝器存在著嚴(yán)格的配比關(guān)系，當(dāng)平均冷負(fù)荷為70%時(shí)，流過蒸發(fā)器的冷水流量為額定流量的70%，此時(shí)流過冷凝器的冷卻水流量也應(yīng)在額定流量的70%。

根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節(jié)電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計(jì)算節(jié)電率50%；另外，在控制主機(jī)個(gè)數(shù)的同時(shí)也減少了冷卻泵的使用數(shù)量。

綜合這兩部分，我們保守估計(jì)水泵節(jié)電率30%。

（3）冬季水泵節(jié)電計(jì)算

熱水泵的節(jié)電原理與冷水泵相同，另外由于有值班模式，所以熱水泵節(jié)能效果要遠(yuǎn)大于夏季。

空調(diào)年運(yùn)行負(fù)荷按設(shè)計(jì)負(fù)荷80%計(jì)算（水泵流量為設(shè)計(jì)流量的80%），根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.5則節(jié)電率=（1-0.5）×100%=50%。

理論計(jì)算節(jié)電率50%，熱水泵夜間值班運(yùn)行時(shí)，所以我們保守估計(jì)水泵節(jié)電率30%。

4　結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在整個(gè)建筑節(jié)能中占有很重要的位置，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)的高角度出發(fā)全面考慮，嚴(yán)格遵守節(jié)能規(guī)范，將節(jié)能的思想貫穿于建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面。節(jié)能技術(shù)的開發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門的支持，并大力推廣。并且設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、市政管理等部門應(yīng)密切配合，抓緊實(shí)施按冷、熱計(jì)量裝置收費(fèi)，使老百姓真正從節(jié)能建筑中得到實(shí)惠，節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑不能實(shí)行同樣的采暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要提高公眾的節(jié)能意識(shí)，大力開發(fā)推廣新的節(jié)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ14-037-2006）.

[2]《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ14-036-2006）.

[3]《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）.

TU83

A

1673-0038（2015）28-0006-02

2015-6-25