中央空调系统节能分析

中央空调系统的节能分析

翟少斌孙文哲付秉恒张立华

（上海海事大学上海2007813）

摘要随着能源的紧缺及公用及商用建筑中央空调的高速发展，对中央空调系统的节能改造途径的研究变的非常重要，尤其是中央空调制冷系统在部分负荷下运行状况。本文分别对空调冷热源系统，空调机组及末端设备，水或空气输送系统进行分析，其中特别设计一种含有射流装置的回水循环系统。

关键字节能中央空调系统射流装置

The analyses of energy conservation in

Air-conditioning System

Zhai Shaobin Sun Wenzhe Fu Bingheng Zhang Lihua

（Shanghai Maritime University, Shanghai,2007813）

Abstract: As the scarcity of energy and the rapid development of air-condition system in public and commercial buildings ,the approach of saving energy has become very important in air-condition system, it is more important when the air-condition system works in part .This article analyses the air-condition system of cold and heat source,the air-condition units and the water and air feeding system .we especially design a backwater circular system with jet pump . Keywords: energy conservation air-condition system jet pump

1 引言

在当今世界上充满着“能源紧缺”的时刻，“节能”问题已成为世界各国最关心的首要问题，也是我国政府和研究部门广大科学工作者探计中最注重的一环。一些发达国家空调工

程的能耗，已占据建筑物总能耗的60~70%。我国也占据50~60%[1]。

一般空调制冷系统的设计都是以最大负荷为设计工况，但在实际运行中，所有的因素综合与设计工况相符合的情况是比较少的，因此空调制冷系统常常会在部分负荷下运行。据统计，空调制冷系统在满负荷情况下运行只占20~30%，在70~80%的时间是在部分负待下运行。这就给空调设计工程师们提出了一个新问题，在部分负荷运行情况下如何设计才能使空

调制冷系统符合节能的原则。这比在设计工况下提出能耗指标更为重要[2]。

中央空调节能途径主要有以下两个方面:一是依靠科学的运行管理方法;二是系统自身,采用合理的设计方案,并考虑部分负荷下运行的节能问题。

中央空调系统的能耗一般包括三个部分,即:

1)空调冷热源系统；

2)空调机组及末端设备；

3)水或空气输送系统。

工程实际中,中央空调水系统部分负荷下的节能方法一般采用变流量控制技术。本文利用新型的冷冻水的循环系统，该循环系统将由冷水机组出来的冷冻水分为两路。一路与传统的冷冻水循环系统相同通过水泵将冷冻水送到末端，另一路将一部分冷冻水送入射流泵用于引流由末端流出的冷冻水。保证通过冷水机组的水量，提高水泵的效率。射流泵的引入减小了水泵进出口压力，减小水泵的能耗。

2 空调冷热源节能

在整个空调系统能耗中冷热源的能耗占了大约50%，是空调系统的主要耗能设备。冷水机组能耗主要包括压缩机和热交换器，而热交换器又包括蒸发器和冷凝器。所以说冷热源节能主要着手于压缩机、蒸发器和冷凝器。常用的制冷机组有活塞式压缩冷凝机组、螺杆式压缩冷凝机组、离心式压缩冷凝机组、溴化锂吸收式蒸汽机组和溴化锂吸收式直燃机组。螺杆式、离心式制冷机组的能效比比较高一般都在4.5～5.8之间。所以选型设计时尽量选用此类能效比高、耗电少的机组。

压缩机是整个冷水机组的核心部分，类型有很多包括往复活塞式制冷压缩机，转子式制冷压缩机，涡旋式压缩机，螺杆式压缩机[3]。其中每一种压缩机都可以进行节能改造，而

且要按其所适应的制冷量范围有针对性的进行研究。

蒸发器按冷却介质的不同，分为冷却液体载冷剂、冷却空气或其他气体的两大类型。在冷却液体载冷剂的蒸发器中，有水箱式（沉浸式）蒸发器（包括立管式、螺旋管式、蛇型式）、板式蒸发器、螺旋板式蒸发器、壳管式蒸发器（包括卧式蒸发器、干式蒸发器）等。在冷却空气蒸发器中、有空调用翅片蒸发器、冷冻冷藏用空气冷却器（冷风机）及排管蒸发器等。在小型别墅式及模块化风冷热泵冷热水机组的水侧换热器的型式有：套管式，板式及立式盘

管式。整体式机组一般使用干式壳管式换热器[4]。

根据冷却介质和冷却方式的不同,常用的冷凝器一般可分为水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式等) 、空气冷却式(或称风冷式)及蒸发式(制冷剂在管内冷凝,管外同时受到水及空气的冷却) 3种。选择不同形式的冷凝器,其水泵和风机的能耗不同,同时造成的冷凝压力差异又影响压缩机压缩过程的功耗和制冷效果,因此要根据具体情况来确定冷凝器的种类，由于冷却效果较差、冷凝温度较高,空气冷却式冷凝器主要用于缺乏冷却水源场所、分散式及小型制冷系统。蒸发式冷凝器具有节水、节电和结构紧凑、占地面积小等优点,是一种能源节约型产品,具有良好的发展前景。

此外，在一些有废热可供利用的地区应充分利用废热节能，其次要提高能源利用率，《中华人民共和国节约能源法》明确规定：“推广热电联产，集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。冬季用热电厂的热源供热，夏季采用溴化锂吸收式制冷机供冷，使热电厂冬夏负荷平衡，高效经济运行。

当具有电、城市供热、天然气、城市煤气等能源中两种以上能源时，可以采用几种能源的合理搭配作为空调的冷热源。这种复合式能源方式，使投资和运行费用都降低，取得了比较好的节能效果和经济效益。

如果条件许可也可以利用以地下水、地表水或工业废水等低品位热能作能源的水源热泵技术供暖。此外，地热能、太阳能等其他清洁能源有效利用的技术也取得了良好效果。