建筑節(jié)能大勢(shì)所趨 空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化成關(guān)鍵

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

　　我國(guó)建筑總能耗占據(jù)著社會(huì)終端能耗的20.7%，建筑能耗對(duì)國(guó)家、社會(huì)造成了能源負(fù)擔(dān)，也在一定程度上制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)能源界的研究和實(shí)踐，普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最直接、最有效的方式。

　　現(xiàn)代建筑中廣泛采用了空調(diào)、給（排）水、照明、電梯等耗能設(shè)備?？照{(diào)一直是建筑能耗中的大戶，約占整個(gè)建筑能耗的35%以上?？照{(diào)系統(tǒng)的能耗主要有兩個(gè)方面：一方面是為了供給空氣處理設(shè)備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機(jī)耗電，吸收式制冷機(jī)耗蒸汽或燃?xì)猓仩t耗煤、燃油、燃?xì)饣螂姷?；另一方面是為了給房間送風(fēng)和輸送空調(diào)循環(huán)水，風(fēng)機(jī)和水泵所消耗的電能。所以，建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能主要包括降低設(shè)備能耗及運(yùn)行控制能耗兩大方面。

　　減少冷熱源的能耗成關(guān)鍵

　　冷熱源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供熱量決定，建筑物的空調(diào)需冷量和需熱量的影響因素為冷熱負(fù)荷，包括室外氣象參數(shù)（如室外空氣溫度、空氣濕度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等），室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，外墻門窗的傳熱特性，室內(nèi)人員、照明、設(shè)備的散熱、散濕狀況以及新風(fēng)量等方面影響。減少冷熱源的能耗可以通過以下三種形式實(shí)現(xiàn)：

　　第一，降低冷熱負(fù)荷。冷熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)的選擇都是以冷熱負(fù)荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負(fù)荷，不僅可以減小制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等產(chǎn)品的規(guī)格，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，而且這些設(shè)備規(guī)格減小后，所需的配電功率也會(huì)減少，有利于減少變配電設(shè)備初投資以及空調(diào)設(shè)備日常運(yùn)行耗電量，降低運(yùn)行費(fèi)用。減少冷熱負(fù)荷是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。房間內(nèi)冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去，減少建筑物的冷熱負(fù)荷就是要改善建筑的保溫隔熱性能。

　　第二，合理降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷。目前我國(guó)多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)往往采用負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行估算，并且出于安全的考慮往往取值過大，造成了系統(tǒng)的冷熱源、能量輸配、設(shè)備末端換熱設(shè)備的容量都大大超過了實(shí)際需求，形成大馬拉小車的現(xiàn)象，既增加了投資也不節(jié)能。如表1所示，合理降低系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷，可以有效地降低系統(tǒng)能耗。

　　第三，控制新風(fēng)量與降低室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在有些建筑的空調(diào)系統(tǒng)中，需要大量引入新風(fēng)以滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。根據(jù)其新風(fēng)引入方式，還可以通過在過渡季節(jié)和冬季直接引入室外的溫濕度相對(duì)較低的新風(fēng)來(lái)帶走房間內(nèi)所產(chǎn)生的各項(xiàng)熱濕負(fù)荷，無(wú)需使用集中制冷系統(tǒng)達(dá)到“免費(fèi)”供冷的節(jié)能效果。在夏季時(shí)，利用夜間相對(duì)低溫的新風(fēng)，可以在非營(yíng)運(yùn)時(shí)間預(yù)先冷卻室內(nèi)空氣。帶走部分室內(nèi)熱量，減少白天工作時(shí)間的室內(nèi)冷負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)間歇性的免費(fèi)預(yù)冷。

　　從空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程中可以看出，夏季室內(nèi)溫度和相對(duì)濕度越高，冬季室內(nèi)溫度及相對(duì)濕度越低，系統(tǒng)耗能就越大。為了節(jié)約能耗，空調(diào)房間的室內(nèi)溫濕度基數(shù)在滿足生產(chǎn)要求和人體舒適的條件下，可降低室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如：溫度在17℃～28℃、相對(duì)濕度在40%～70%范圍內(nèi)，夏季取高值，冬季取低值。控制和正確使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)有效的節(jié)能措施，在滿足衛(wèi)生、補(bǔ)償排風(fēng)、稀釋有害氣體濃度、保持正壓等要求的前提下，不要盲目增大新風(fēng)量，也可以采用CO2濃度控制器控制新風(fēng)進(jìn)風(fēng)量。

　　空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能關(guān)注兩大方面

　　除了努力減少建筑物的冷熱源的能耗之外，暖通空調(diào)在建筑節(jié)能中最重要的是空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，可以通過采取變流量技術(shù)和增大送風(fēng)溫差和供回水溫差的辦法來(lái)提高系統(tǒng)能效。

　　第一，采用變流量技術(shù)。變風(fēng)量空調(diào)（VAV）系統(tǒng)可以通過改變送風(fēng)量的辦法來(lái)控制不同房間的溫濕度。同時(shí)，當(dāng)各房間的負(fù)荷小于設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，變風(fēng)量系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)輸送的風(fēng)量，從而減小系統(tǒng)的總輸送風(fēng)量。這樣，空調(diào)設(shè)備的容量也可以減小，既可節(jié)省設(shè)備費(fèi)的投資，也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。而風(fēng)量的減小又節(jié)約了處理空氣所需的能量。有資料顯示，采用變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)約能源達(dá)到30%，并可同時(shí)提高環(huán)境的舒適性。該系統(tǒng)最適合應(yīng)用于樓層空間大而且房間多的建筑，尤其是辦公樓，更能發(fā)揮其操作簡(jiǎn)單、舒適、節(jié)能的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)，全年空氣輸送能耗節(jié)約1/3，減小設(shè)備容量20%-30%.

　　第二，增大送風(fēng)溫差和供回水溫差。若系統(tǒng)中輸送冷（熱）量的載冷（熱）介質(zhì)的供回水溫差采用較大值，則當(dāng)它與原溫差的比值為N時(shí)，從流量計(jì)算式可知，采用大溫差時(shí)的流量為原來(lái)流量的1/N，而管路損耗即水泵或風(fēng)機(jī)的功耗則減小為原來(lái)的1/N 2，節(jié)能效果顯著。故應(yīng)在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下，盡可能加大溫差，但供回水溫差一般不宜大于8℃。

　　自動(dòng)控制和變頻技術(shù)應(yīng)用漸廣泛

　　空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)控制，不僅可以保證空調(diào)房間溫濕度精度要求和節(jié)約人力，而且是防止系統(tǒng)多余能量損失及節(jié)約能量的重要環(huán)節(jié)?？照{(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括冷熱源的能量控制、焓值控制、新風(fēng)量控制、設(shè)備的啟停時(shí)間和運(yùn)行方式的控制、溫濕度設(shè)定控制、自動(dòng)顯示、記錄等內(nèi)容，可通過預(yù)測(cè)室內(nèi)外空氣狀態(tài)參數(shù)（溫度、濕度、焓值等）以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件，把最小耗能量作為評(píng)價(jià)函數(shù)，來(lái)判斷和確定需提供的冷熱量、冷熱源和空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)以及工作順序、運(yùn)行時(shí)間和空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作運(yùn)行方式，以達(dá)到最佳節(jié)約運(yùn)行的效果。

　　針對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，隨著電力電子技術(shù)及微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應(yīng)用日益廣泛，空調(diào)控制系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)也不例外。不同類型的機(jī)組都有較完善的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)裝置，能隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，保持高效率運(yùn)行?？照{(diào)機(jī)組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻控制，可以使該部分設(shè)備的能耗減少30%以上。