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摘 要:由于我國能源形勢日益緊迫,節能減排已成為一項基本國策。商業建筑中央空調系統是能源消耗大戶,必須采用必要的措施,以實現空調的節能。本文從設計階段、運行管理階段方面介紹了商業建筑中央空調系統節能設計的若干節能措施,實現了降低空調能耗的目標,可供參考。
關鍵詞:電子科技評職論文,核心期刊,中央空調,設計階段,運行管理階段,節能措施,自動控制
隨著我國經濟建設的發展,商用建筑,包括了辦公樓、大中型商場等大量興建,中央空調系統在商業建筑中也得到了廣泛應用。但商業建筑中央空調系統的運行能耗也是十分驚人的,空調能耗約占建筑總能耗的30%~40%,節約商業建筑空調能耗是刻不容緩的。空調的節能潛力是很大的,關鍵是如何挖掘。為此,如何減少空調的耗能問題,應用更多的節能措施以降低耗能,成為設計人員必須要思考的問題。
1 中央空調系統的節能評價標準
中央空調系統的節能評價是節能分析的前提條件,通常辦公樓的中央空調系統的能量來源有“熱源”和“冷源”之分。目前對中央空調系統能量有效利用的評價方法有以下兩種:
1.1 空調耗能系數
由方法(2)可知,利用CEC的值可以判斷中央空調系統的節能性,當對空調系統采取節能措施時,CEC的值可以反映出系統能耗的降低。對不同規模、不同地區的標準辦公樓中央空調系統利用計算機進行仿真模擬,得到樓宇CEC的仿真數值,通過對已有的資料研究發現,標準的中央空調系統CEC值一般在1.6左右,而節能型的CEC較低,達到了1.1。
1.2 建筑物熱特性評價標準
建筑物圍護結構的保溫性能是決定樓宇空調房間的冷、熱負荷的直接而關鍵的因素,其重要性不言而喻,因此,如果想要從根本上節約中央空調系統的能耗,就必須對圍護結構的保溫性能做到相應的改善,以此來達到節能的目的。部分國家和地區采用的是限制年負荷系數(PAL)這個指標來進行規定的。
2 設計階段空調系統的節能措施
2.1 新風負荷計算的合理優化
負荷的計算是空調系統設計的前提條件,新風的負荷要考慮系統末端的新風機、回風機、變風量風機、盤管風機等送風設備的運行控制方式。目前,很多辦公樓都采用有效措施改變風機的轉速,來調節辦公室的送風量,當然在基于節能的基礎上都要用變頻器來進行控制,從目前的數據來看,不僅效果明顯,而且便于控制,靈活,另外也可有效避免冷凍水水漫頂棚的麻煩,這是實現中央空調風系統節能的根本途徑。在進行設計的過程中應該注意房間的人數,這個是設計新風負荷的基礎,因為房間的人數直接決定了新風負荷的大小。從整個調查范圍數據分析顯示,新風負荷占據空調負荷約40%,所以新風負荷對總負荷的大小的影響是比較突出的。設計者往往按照自己的主觀經驗對房間的人數進行估算,造成計算負荷值偏大。
2.2 合理確定實際的室內溫、濕度
室內溫、濕度對于辦公樓空調系統的設計是考慮的必要因素,在忽略空調室外機計算參數的變化的情況下,夏季室內空氣計算溫度越低,房間計算冷負荷就越大,耗能也就越高。通過研究有這樣的結論,即如何在保證室內舒適度的條件下,設計合理的組合室內空氣溫度和濕度參數。
采用冷負荷系數法計算空調系統的節能率也尤為重要,隨著室內溫度的變化,節能效率呈相關性規律變化,室內設計溫度每提高1℃時,中央空調系統就將節省6%的能耗。夏季室內設計相對濕度一般不會低于50%,所以我們以50%的濕度為基準。當室內濕度大于50%時,節能率隨相對濕度呈線性規律變化,相對濕度每增加5%,可以節約能量10%。
2.3 做好水循環系統的變頻控制設計
通過對本地辦公樓水循環系統狀況進行實測,我們發現,水泵選型不當的問題普遍存在。在滿足系統需求的情況下,合理選擇水泵、輸配系統就能減少能耗。目前,采用變頻調速技術應用于辦公樓的水循環系統的設計最為常見,根據對實際工程的計算和比較,我們發現9個工程中的19臺水泵額定工況與合理工況相比較,流量平均增幅為11.38%,揚程平均增幅為98.25%。說明在水泵選型過程中,流量增幅符合《實用供熱空調設計手冊》等所規定的富余量時屬于正常范圍,原因是揚程的富余量過大從而導致水泵的選型偏大。
3 運行管理階段空調系統節能措施
3.1 建筑結構節能設計研究
(1)合理的圍護結構設計
空氣能量傳輸的一大構造因素是建筑物的圍護結構,因為在空調制冷之后的空氣可以通過房間的墻壁、門窗等傳遞出,這樣對建筑的能耗有很大的浪費,因此,做好圍護結構的設計尤為重要。對于窗戶面積大的辦公樓,設計中可優先考慮采用吸熱玻璃、熱反射玻璃,也可以使用遮陽板、屋檐、窗簾等來減少辦公室對熱量的吸收。這樣也可以在一定程度上減少能量的損失。
(2)提高門窗氣密性
對于辦公樓而言,減少換氣的次數的做法值得推薦,完善辦公樓房間內的氣密性,如增設密封條等。
3.2 過渡季節采用全新風方案
過渡季節的節能控制也尤為重要,在空調運行時間內,如何保證室內的衛生條件的可靠性也是設計必須考慮的因素,空調系統要加入一定量的新風。另外,夏季室外空氣熱焓大于室內空氣熱焓,冬季室外空氣熱焓小于室內空氣熱焓時,適當減少新風量對辦公室節能可以發揮一定作用。
3.3 空調系統的自動控制
隨著自動控制技術的發展與完善以及設備價格的降低,越來越多的空調系統采用了自動控制系統。空調系統的自動控制在提高建筑環境的舒適度和滿足節約能源的要求方面發揮著重要作用。具體可以從以下4個方面予以分析考慮。
(1)考慮到過渡季節空調系統的全新風運行和新風量變化的要求,可以采用雙風機系統控制的模式,在功能變化或者需求變化的時候開啟相應的風機,最大限度地滿足動力的自動控制;
(2)送、回風機采用變頻調速風機,通過自動控制系統也可以對其進行管理;
(3)水系統設電動二通閥,水流量自動調節器,對水系統的流量進行監控管理。
3.4 空調水系統溫度控制
研究發現,冷卻水溫度越低,制冷機組的制冷系數即COP就越高。所以,空調水系統溫度控制的原則就是在降低冷卻水溫度的同時提高冷凍水溫度。通過統計發現,冷卻水的溫度每上升1℃,制冷機組的制冷系數COP會下降近4%。要達到這一點需要加強冷卻塔的運行管理,建立完善的檢測機制,保證冷卻塔的冷卻效率。
4 結語
隨著我國商業建筑越來越多,建筑規模越來越大,對能源的消耗也越來越多,商業建筑中央空調系統將成為建筑節能的重點。實踐證明,無論是在中央空調系統設計階段還是運行管理階段都普遍具有很好的節能挖掘潛力空間,因此,大力推廣與實施應用空調系統節能技術,將會取得較好的節能效益。
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