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中央空调工程--空调系统中常用的节能技术和措施

2014/1/9 16:33:07  来源:互联网转载  发布者:小A

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中央空调工程--空调系统中常用的节能技术和措施
万月华
空调系统有许多节能技术和措施,以前在只是以某某专业技术方案在月报上说明过。为了让大家能全面了解这些节能技术和措施,下面总结如下:
1.新风量及新风比的确定
(1)人员数量及设计新风量的确定
在空调系统中,新风负荷占的比例较大,故根据需要来确定新风量,一方面可以满足规范要求,另一方面可以节约运行费用。一般情况下,新风人圽新风量的确定应该按照相关规范和要求和规定来确定,以保证必须达到的室内卫生条件。在强调人圽新风量需要符合有关设计标准的前提下,设计人员首先应该注意的是不能盲目选取室内人员的数量。
对于室内人员数量比较稳定的房间,人数应根据实际的需求来选择。
设计新风量可以按照全天室内的小时平圽使用人数来计算(人圽新风量标准不变)。人均新风量为30m3/(P•h);如果全天小时平均使用人数低于50人,则设计新风量为:50×30=1800 m3/h。因此,合理确定设计新风量的关键是通过调研等手段,确定合理的全天小时平均使用人数。
(2)CO2浓度控制
CO2浓度控制强调的是新风量的实时控制。由于设计状态并不是每个使用时刻的实际状态,尤其对于人员数量变化较大的房间来说,在使用过程中,相当多的时间段人员数量并不是很大(甚至无人),如果仍然维持设计的新风量送入房间,显然是一种浪费。根据实时的CO2浓度来确定实时送入室内的新风量,可以保证在满足卫生要求的条件下尽可能减少新风的送入,有利于节省新风的运行处理能耗。
2.空调系统划分
  (1)按照房间功能和房间朝向的分区
不同功能的房间在负荷性质、使用时间、使用方式、参数控制等都存在比较大的区别,在可能的情况下,空调系统宜进行分区或分环路设置。即使同样功能的房间,在不同朝向情况下,负荷的性质也不相同,尤其是大设计负荷出现的时刻不同,需要进行详细的综合分析。
  (2)高大空间的分区空调
高大空间,在民用建筑中通常是指由因为建筑室内景观或者其他特殊需求而设计的中庭、大厅等空间;在工业建筑中,由于工艺的要求,也会形成高大厂房的情况。
1) 分层空调技术
分层空调技术的核心是:通过技术手段,形成上下两个参数存在相对明显区别的空气层,其中底部的空气参数满足设计的要求。当空间较高时,一般的做法是:在空间上部一定高度的位置设置水平射流,同时上部排风,依靠水平射流层阻挡空气的上下“串通”,如图3.11-2所示。

分层空调技术

2) 分区空调技术
分区空调技术包括:地板送风技术、底层送风技术和置换通风技术。这一技术的主要使用范围是:房间空间高度相对较低、无法采用前述的分层空调技术来进行明确空间参数控制的空间。
   (3)内、外分区
内、外区采用同一个风系统,在冬季必然存在内、外区温度的失控情况。空调内、外区分区通常有以下两种方法:
1)负荷平衡法:此方法适用于进深和室内冷负荷都比较大、且通常不再进行二次分隔的房间,典型情况如商场等。
2)房间分隔法:多适用于办公室,是一个重要的因素,设计中需要灵活处理。
在空调风系统考虑内、外分区的同时,空调水系统和冷、热源也应适应分区的要求。
3.变风量空调技术
变风量空调系统,可以根据使用的需求“按需供应”每个房间或末端的空调冷量或热量,防止各区域参数的失控(过冷或过热),是本专业节能的一项基本技术之一。
4.焓值控制技术与温差控制技术
焓值控制和温差控制技术的基本原理是:在空调的过渡季充分利用较低参数的室外新风,以减少全年冷源设备的运行时间,达到节能的目的。为此要以下两个基本条件来保证。
(1) 空调系统必须适合于新风量的变化
房间的风平衡设计必须保证需求的房间正压在规定的范围内,即:新风量=机械排风量+正压风量。通常的做法是:在改变新风量的同时,机械排风量也要作相应的变化。
(2) 完善的自动控制系统
新风量的调节并不是完全由人工确定的,需要对室内外参数进行不断的检测和比较,才能确定实时新风量的大小。
5.热回收与冷却塔供冷
 (1)热回收
热回收包括空气热回收和冷却水的热回收,从目前情况来看,空气热回收设备具有较了的回收效率,冷却水由于水温较低,回收利用受到一定的限制(需要说明的是:冷却水不是等同于冷水机组冷凝热的热回收)。
空气热回收设备从构造形式上主要有板翅式、转轮式和热管式等类型,从热回收性质上可以分为全热回收和显热回收两种。共同的原理是:利用建筑物或其他系统的排风与新风进行的热交换,在夏季回收空调冷量、冬季回收空调热量,如图3.11-3所示。
上述三种热回收设备的一个共同特点是体积较大,并且需要将排风和新风管道引到建筑内的同一区域才能实现,在具体设计中,需要解决机房面积相对较大、管道系统复杂等实际技术问题。如果这些问题难于解决,也可以考虑间接式热回收方式,如图3.11-4所示。

热回收
(2) 冷却塔供冷技术
冷却塔可以直接提供空调冷水,这样可以减少冷水机组的运行时间,取得好的节能效果。在具体应用中,应该注意以下问题:
1) 冷却塔的防冻要求。
2) 合理确定供水参数和选择冷却塔

冷却塔供冷技术
冷却塔供冷系统如图3.11-5所示。
6.冷、热源系统和设备选择
冷、热源系统和设备的合理选择,是暖通空调系统能否节能的一个基础条件,从节能角度看,主要应遵循以下原则:
  (1)冷、热源方式及系统应首先符合工程的特点,尤其是要注意到工程的使用特点。
  (2)考虑到系统的大负荷、小负荷要求,做好冷、热源设备的容量与台数的搭配。
  (3)通过对全年的能耗分析、装机容量的大小,结合当地的能源情况合理的采用系统能源形式和系统方式。
  (4)在可能的情况下,应尽量采用同种类型中的高能效比设备。
  (5)对于能源负荷有限制的区域,采用蓄能空调技术通常会得到较好的经济效益和社会效益。
7.降低输送能耗
降低输送能耗是空调节能的又一重要措施。选择较高的风机、水泵的运行效率是节能的一个重要因素。此外,还应考虑以下两点:
(1)对于风系统,控制输送能耗的主要措施是控制合理的作用半径和合理的管道系统风速,以尽可能降低需求的风压。
  (2)对于水系统,重点的控制应该放在如何加大供、回水的温差方面,目的是减少输送的水量。
8.溶液除湿技术
在温、湿度独立控制的空调系统中,通常夏季室内余湿由新风来承担。通常的做法是:冷却后采用再热技术,提高送风温度。显然,“冷却+再热”的过程存在较大的冷、热抵消。
溶液除湿技术较好地解决了这一问题。其技术关键点是:将除湿处理空气的过程由等焓过程变为等温过程,其构成原理如图3.11-6(a)所示,左侧为除湿过程,右侧为再生过程。再生装置与除湿基本原理相同,仅是在溶液回路的换热器送入热水(或其他热源)用以提供溶液再生的热量。其空气处理过程线如图3.11-6(b)所示。

溶液除湿技术
9.蒸发冷却技术
目前国内常见到的蒸发冷却应用是:冷却塔的冷却水,水依靠自身一小部分在空气中蒸发而被冷却。蒸发冷却需要消耗水,但耗量很小,蒸发1kg水大约有2500kJ的冷量。蒸发冷却是用喷淋循环水来冷却空气,导致空气湿度增大。
用于冷却空气的蒸发冷却有两种基本形式—直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。直接蒸发冷却是空气与水直接接触的等焓冷却过程。用作直接蒸发冷却器的设备有喷水室和淋水填料层。间接蒸发冷却是水的冷量通过传热壁面传给被冷却的空气。间接蒸发冷却器

蒸发冷却技术

主要有两类:板式和管式。图3.11-7给出这两类间接蒸发冷却器的示意图。图3.11-7(a)为板式间接蒸发器。图3.11-7(b)是管式间接蒸发冷却器。
如果将间接和直接蒸发冷却组合起来应用,即成为两级蒸发冷却系统,称间接/直接蒸发冷却系统,如图3.11-8(a)所示。其空气处理过程在h-d图上的表示见图3.11-8(b)。

蒸发冷却系统
10.温湿度独立控制空调系统
温湿度独立控制系统就是对空气处理过程进行“解耦”——将传统的冷却除湿过程中的降温与除湿用两个独立的过程分开(即温度和湿度独立调控),如图3.11-9所示。

温湿度独立控制空调系统
以上介绍了10中空调系统中常见的节能技术和措施。希望在碰到具体项目时能够有针对性灵活运行,以催促项目成交。

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