空调节能技术分析应用

空调系统节能技术分析与应用

随着经济建设的快速发展以及人民群众对居住舒适性要求的提高，空调应用越来越普遍，而能源危机的到来使得能耗问题逐渐受到社会广泛关注。据了解，一般中央空调系统能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，因此空调节能具有重大意义。

空调系统能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。冷热源能耗由建筑物所需供冷量和供热量决定，而建筑物空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数，室内空调设计参数，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，而风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统形式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。根据上述影响因素，空调节能技术措施总结为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

一、空调节能技术措施总结

1、减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统的设计依据，制冷机组、循环水泵、新风机组、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以降低设备初投资，而且配电功率也会减少，从而使变配电设备初投资减少以及空调系统日常运行耗电量减少，运行费用降低。因此，减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

（1）改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。而改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

A.确定合适的窗墙面积比例；

B.不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙；

C.合理设计窗户遮阳；

（2）选择合理的室内设计参数

空调系统的意义在于创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。如果夏季设计温度太低或冬季设计温度太高，都会增加空调冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，避免能源的浪费。

（3）局部热源就地排除

在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部

排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。

（4）控制和正确使用新风

新风负荷占建筑物总负荷的20～30％，控制和正确使用新风是空调系统有效的节能措施之一。除了严格控制新风量之外，还要合理利用新风。过渡季或

冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用室外新风为室内降温，这样可减少制冷主机的开启量，节省能耗。

2、提高冷源效率

相同条件下，制冷机组的蒸发温度越高、冷凝温度越低，其制冷系数越大。因此，空调系统实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否

则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的能量多，耗电量高，增加建筑

的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

（1）降低冷却水温度

根据经验，冷却水的供水温度每上升1℃，制冷机组的制冷系数下降约4%。降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停止运行的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温升高，制冷机组

的制冷系数就会降低。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效

率会下降，影响冷却水温度。

（2）提高冷冻水温度

根据经验，冷冻水的供水温度每提高1℃，制冷机组的制冷系数可提高3％

左右，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷

冻水设定温度；关闭停止运行的制冷机组的水阀，防止部分冷冻水走旁通管路，经过运行中的制冷机组的水量较少，冷冻水温度被制冷机组降低到过低的水平，影响机组的效率。

3、利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。这时，如果开启制冷机组，不但由于冷负荷小，机组运行效率低，而且需要消耗更多的能源，因此可以利用自然冷源为房间供冷。

利用自然冷源主要有两种途径，一种是地下水，另一种是过渡季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量，这就是地源热泵空调系统。另外，过渡季和冬季的室外冷空气，此时室外空气温度较低，可直接用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季和冬季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为

了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时应考虑足够的新风

道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道引入

室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热

器冷却冷冻循环水，再将降温的冷冻水送至末端设备，如风机盘管、空调机组，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气品质，满足人们的舒适性要求，空调系统需要从室外引入一定量的新鲜空气，而将室内污染度高的空气排到室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的60～80％左右，有明显的节能作用。