建筑節(jié)能大勢所趨 空調系統(tǒng)優(yōu)化成關鍵

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

　　我國建筑總能耗占據(jù)著社會終端能耗的20.7%，建筑能耗對國家、社會造成了能源負擔，也在一定程度上制約了我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)能源界的研究和實踐，普遍認為建筑節(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、給（排）水、照明、電梯等耗能設備。空調一直是建筑能耗中的大戶，約占整個建筑能耗的35%以上?？照{系統(tǒng)的能耗主要有兩個方面：一方面是為了供給空氣處理設備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機耗電，吸收式制冷機耗蒸汽或燃氣，鍋爐耗煤、燃油、燃氣或電等；另一方面是為了給房間送風和輸送空調循環(huán)水，風機和水泵所消耗的電能。所以，建筑空調系統(tǒng)的節(jié)能主要包括降低設備能耗及運行控制能耗兩大方面。

　　減少冷熱源的能耗成關鍵

　　冷熱源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供熱量決定，建筑物的空調需冷量和需熱量的影響因素為冷熱負荷，包括室外氣象參數(shù)（如室外空氣溫度、空氣濕度、太陽輻射強度等），室內(nèi)空調設計標準，外墻門窗的傳熱特性，室內(nèi)人員、照明、設備的散熱、散濕狀況以及新風量等方面影響。減少冷熱源的能耗可以通過以下三種形式實現(xiàn)：

　　第一，降低冷熱負荷。冷熱負荷是空調系統(tǒng)最基礎的數(shù)據(jù)，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調箱、風機盤管等產(chǎn)品規(guī)格型號的選擇都是以冷熱負荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調箱、風機盤管等產(chǎn)品的規(guī)格，降低空調系統(tǒng)的初投資，而且這些設備規(guī)格減小后，所需的配電功率也會減少，有利于減少變配電設備初投資以及空調設備日常運行耗電量，降低運行費用。減少冷熱負荷是商業(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)設計負荷。目前我國多數(shù)設計人員在設計空調系統(tǒng)時往往采用負荷指標進行估算，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、設備末端換熱設備的容量都大大超過了實際需求，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)的設計負荷，可以有效地降低系統(tǒng)能耗。

　　第三，控制新風量與降低室內(nèi)溫濕度設計標準。在有些建筑的空調系統(tǒng)中，需要大量引入新風以滿足室內(nèi)空氣品質的要求。根據(jù)其新風引入方式，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較低的新風來帶走房間內(nèi)所產(chǎn)生的各項熱濕負荷，無需使用集中制冷系統(tǒng)達到“免費”供冷的節(jié)能效果。在夏季時，利用夜間相對低溫的新風，可以在非營運時間預先冷卻室內(nèi)空氣。帶走部分室內(nèi)熱量，減少白天工作時間的室內(nèi)冷負荷，實現(xiàn)間歇性的免費預冷。

　　從空調系統(tǒng)空氣處理過程中可以看出，夏季室內(nèi)溫度和相對濕度越高，冬季室內(nèi)溫度及相對濕度越低，系統(tǒng)耗能就越大。為了節(jié)約能耗，空調房間的室內(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)溫濕度設計標準，例如：溫度在17℃～28℃、相對濕度在40%～70%范圍內(nèi)，夏季取高值，冬季取低值?？刂坪驼_使用新風量是空調系統(tǒng)有效的節(jié)能措施，在滿足衛(wèi)生、補償排風、稀釋有害氣體濃度、保持正壓等要求的前提下，不要盲目增大新風量，也可以采用CO2濃度控制器控制新風進風量。

　　空調系統(tǒng)節(jié)能關注兩大方面

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

　　第一，采用變流量技術。變風量空調（VAV）系統(tǒng)可以通過改變送風量的辦法來控制不同房間的溫濕度。同時，當各房間的負荷小于設計負荷時，變風量系統(tǒng)可以調節(jié)輸送的風量，從而減小系統(tǒng)的總輸送風量。這樣，空調設備的容量也可以減小，既可節(jié)省設備費的投資，也進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗。而風量的減小又節(jié)約了處理空氣所需的能量。有資料顯示，采用變風量系統(tǒng)可節(jié)約能源達到30%，并可同時提高環(huán)境的舒適性。該系統(tǒng)最適合應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)揮其操作簡單、舒適、節(jié)能的效果。據(jù)統(tǒng)計，采用變風量（VAV）空調系統(tǒng)，全年空氣輸送能耗節(jié)約1/3，減小設備容量20%-30%.

　　第二，增大送風溫差和供回水溫差。若系統(tǒng)中輸送冷（熱）量的載冷（熱）介質的供回水溫差采用較大值，則當它與原溫差的比值為N時，從流量計算式可知，采用大溫差時的流量為原來流量的1/N，而管路損耗即水泵或風機的功耗則減小為原來的1/N 2，節(jié)能效果顯著。故應在滿足空調精度、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℃。

　　自動控制和變頻技術應用漸廣泛

　　空調系統(tǒng)運行管理的自動控制，不僅可以保證空調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{自動控制系統(tǒng)包括冷熱源的能量控制、焓值控制、新風量控制、設備的啟停時間和運行方式的控制、溫濕度設定控制、自動顯示、記錄等內(nèi)容，可通過預測室內(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價函數(shù)，來判斷和確定需提供的冷熱量、冷熱源和空調機、風機、水泵的運行臺數(shù)以及工作順序、運行時間和空調系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作運行方式，以達到最佳節(jié)約運行的效果。

　　針對空調控制系統(tǒng)的特點，隨著電力電子技術及微機控制技術的發(fā)展，變頻器的應用日益廣泛，空調控制系統(tǒng)中采用變頻技術也不例外。不同類型的機組都有較完善的自動控制調節(jié)裝置，能隨負荷變化自動調節(jié)運行狀況，保持高效率運行?？照{機組、末端設備和水泵等設備采用變頻控制，可以使該部分設備的能耗減少30%以上。