中央空調的形式及其節(jié)能方法

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引言

　　隨著我國人民生活水平的提高，城市建設得以迅猛發(fā)展，高層建筑逐漸增多，為空調市場帶來了大量的商機。同時，對空調形式及其節(jié)能也提出了新的要求。

　　一、空調形式的選擇

　　1.1不同建筑空調形式的選擇

　　1.1.1高層建筑空調方式應根據不同的建筑形式，建筑物使用功能、時間，以及空調負荷的特點等來選擇。比如，辦公樓建筑，分為常規(guī)建筑和現代化辦公樓，常規(guī)辦公樓屬于舒適性空調，現代化辦公樓夏季冷負荷為常規(guī)辦公樓的1.3-1.4倍。

　　1.1.2旅館建筑，目前國內外旅館客房空調用的最多的是風機盤管加獨立新風系統(tǒng)。

　　1.1.3商業(yè)建筑，在商業(yè)大樓中，廣泛采用集中新風系統(tǒng)和各層機組相結合的空調方式，對于大型商場，為了適應商場內部區(qū)客流量的波動，而周邊區(qū)全天負荷變化不大的特點，國內也有內區(qū)采用VAV，周邊區(qū)采用風機盤管或定風量單風道的空調方式。

　　1.2同一建筑空調形式的選擇

　　同一座高層建筑物內平面和豎向房間的負荷差別很大，各房間用途、使用時間和空調設備承壓能力等均不盡相同，而且整個建筑物的空調容量很大，為使空調系統(tǒng)既能保持室內要求參數，又能經濟管理，就需要將系統(tǒng)分區(qū)。系統(tǒng)分區(qū)主要考慮室內設計參數、負荷特性、建筑高度、房間使用功能和使用時間、空調設備的容量和節(jié)能管理方便等因素。

　　二、空調節(jié)能的方法

　　空調負荷主要包括：由于室內外溫差通過圍護結構傳熱引起的負荷，日射得熱引起的負荷，室內設備及人員散熱引起的負荷，新風引起的負荷，物料散熱量及散濕過程的潛熱量等。

　　在目前的空調工程設計中，冷負荷設計值過大的問題非常普遍。據調查數據顯示，許多空調建筑即使在最熱的季節(jié)，仍有1/3的冷水機組是不運行的，有的甚至高達1／2。設計冷負荷是選擇設備的主要依據，所以正確地計算建筑冷負荷對整個系統(tǒng)的設計十分重要。然而，目前國內的空調設計造成大量的設備閑置，對此設計冷負荷取值過大是其中主要原因。

　　建筑物內主要冷、熱負荷由冷凍機和鍋爐提供的冷凍水和熱水來承擔。因此，空調水系統(tǒng)就變得龐大和復雜，不僅管路和設備投資較高，而且水泵耗能也較大。在空調系統(tǒng)中，水泵的能耗占據相當的比重，其節(jié)能潛力較大。

　　目前，有些工程冬、夏季使用同一循環(huán)水泵，但是空調系統(tǒng)的水流量隨空調負荷的增大而增大，隨供、回水溫差的增大而減小。我國夏熱冬冷地區(qū)，一般夏季空調冷負荷大于冬季熱負荷，而夏季空調供、回水溫差為5℃，冬季空調供、回水溫差為10℃（除直燃式機組、熱泵機組外），因此夏季空調水流量比冬季大得多（至少大1倍）。所以水系統(tǒng)的布置、系統(tǒng)運行工況、管路和設備的選用應從節(jié)能、安全性和維護管理等方面綜合平衡后進行合理的考慮和安排。

　　在空調工程水系統(tǒng)設計中，首先優(yōu)選同程式系統(tǒng)，它不僅確保設計質量和方便管理，而且對于今后由于大樓局部使用功能發(fā)生變化為空調系統(tǒng)改造帶來很大的方便；關于異程式水系統(tǒng)，在空調工程設計中應采取謹慎的態(tài)度，首先該系統(tǒng)必須是小系統(tǒng)或者是局部異程系統(tǒng)，其次還需要對系統(tǒng)作仔細的水力計算，對一些支管上還需增加一些平衡閥來調節(jié)壓差，以實現水力平衡。在冷凍水、冷卻水系統(tǒng)中，不論大小系統(tǒng)應盡量優(yōu)先考慮機、泵一對一系統(tǒng)，它不僅有利于冷水機組的穩(wěn)定運行，而且對系統(tǒng)的管理、節(jié)能、自控都會帶來很大的好處。我們知道，在空調設備運行中，水泵的能耗一般均占系統(tǒng)總能耗的15％－20％，如果在系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時停掉一臺冷水機組，同時其相應的水泵也停掉1臺，其節(jié)能效益是非?？捎^的。對于泵與冷凝器不對應的來說，應該在每臺冷凝器及冷卻塔的供水管上裝電動蝶閥并與其冷水機組聯鎖控制，否則這種系統(tǒng)不宜采用。

　　高層建筑空調負荷大，冷熱源設備初投資大，且空調能耗在高層建筑的總能耗中占有很大的比例，故冷熱源設備的選用須按技術先進性、經濟性和安全可靠性等原則進行比較后確定?？照{冷熱源方案的優(yōu)選實際是一個多目標決策問題，運用層次分析方法，建立適合冷熱源方案選擇的評價指標體系，將定量和定性指標統(tǒng)一在一個模型中，形成一個多層次的分析結構模型，對方案進行優(yōu)序排列，得出優(yōu)選方案。根據工程所在地點的氣候條件、能源結構、系統(tǒng)的冷熱負荷和本項目的特點，依據冷熱源選擇的基本原則，排除明顯不合理的方案后，得到以下4種冷熱源備選方案：公務員之家

　?、俾輻U式冷水機組＋燃油鍋爐。

　　②螺桿式冷水機組＋蒸汽換熱器。

　?、嵴羝p效溴化鋰吸收式冷水機組＋蒸汽換熱器。

　?、苋加椭比际戒寤囄帐嚼錈崴畠捎脵C組。

　　另外，作為水源熱泵的一種，城市污水冷熱源熱泵近兩年得到了長足發(fā)展。城市原生污水數量巨大，遍布城市市區(qū)內，城市污水冷熱源熱泵同時還涉及到污水資源再生利用問題，因此得到廣泛認可，發(fā)展迅速，是一個很好的應用方向。城市污水源熱泵作為一項新技術，在國外已應用幾十年，國內近兩年才開始應用。該技術能否得到推廣使用，主要涉及初投資、運行費及其發(fā)展?jié)摿Φ葐栴}，而發(fā)展?jié)摿τ职茉蠢寐?、對環(huán)境的破壞性及實際的應用規(guī)模。在不需供熱或電力供應相對充裕的地區(qū)，冷源需求大、日負荷變化大等場合，大功率電驅動制冷機如螺桿式、離心式壓縮機組具有明顯的優(yōu)勢；而在電力供應缺乏的地區(qū)，如果需要同時制冷和供熱，選擇性能相對穩(wěn)定的吸收式制冷機組則較為合適；在某些寸土寸金的城市，選用水源熱泵式機組能節(jié)約設備用房，更能適應不斷變化的建筑間隔，尤其適合出租辦公樓工程采用。

　　因此，中央空調形式的選擇在實際工程中要因地制宜，既要考慮方案的經濟性，又要考慮噪聲、污染及維護管理等技術性能；既要考慮當前的投資利益，又要考慮長遠利益，從而合理地選擇冷熱源方案。