一、引言

  進(jìn)入90年代以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高,空調(diào)開(kāi)始進(jìn)入許多城市的商場(chǎng)、辦公室、會(huì)議室、旅館、飯店、車(chē)站、影劇院等公共建筑以及居民住宅。
  這些空調(diào)消耗大量的電能,造成城市的非工業(yè)用電急劇增加。制冷空調(diào)在社會(huì)中應(yīng)用的規(guī)模,僅以北京為例,2002年7月電網(wǎng)瞬間負(fù)荷已上升到782萬(wàn)千瓦,其中空調(diào)等降溫用電占北京地區(qū)電力總負(fù)荷的38%左右。廈門(mén)在2003年8月空調(diào)制冷用電占總負(fù)荷的32%。
  許多城市空調(diào)用電量已占城市總用電量的30-40%.在幾乎所有的工業(yè)化國(guó)家中,空調(diào)和制冷設(shè)備的年耗電量都是第一大戶。
  我國(guó)是一個(gè)人口眾多、資源相對(duì)不足的國(guó)家。目前,我國(guó)人均資源占有量不到世界平均水平的一半,人均能源消費(fèi)量為世界平均水平的55%。
  中國(guó)人均用電量只有1000千瓦時(shí)左右,只相當(dāng)于世界平均用電水平的一半,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家人均用電2萬(wàn)千瓦時(shí)的水平。
  但在另一方面,每萬(wàn)美元國(guó)民生產(chǎn)總值能耗方面則為世界各國(guó)之首,為印度的二點(diǎn)二倍,為發(fā)達(dá)國(guó)家的四至六倍;使用能源的設(shè)備效率偏低,又造成能源的浪費(fèi),能源利用效率不高。
  冬夏兩季,空調(diào)建筑的空調(diào)耗能占整個(gè)建筑耗能的50%以上。采取必要的建筑節(jié)能措施,可使空調(diào)建筑降低空調(diào)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗的25%以上,因此積極采取合適的節(jié)能措施,意義重大。
  例如,一般酒店能耗以電為主,其中空調(diào)耗能占到總能耗的一半,其次就是熱水。一個(gè)酒店的能耗當(dāng)中,這兩項(xiàng)占的比例最大,僅次于人力成本。
  關(guān)于能源的幾個(gè)數(shù)據(jù):
  我國(guó)人均能源資源僅為世界平均水平的40%-50%.
  我國(guó)能源消費(fèi)量?jī)H次于美國(guó),居世界第二位。大量的能源消費(fèi)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因?yàn)槲覈?guó)能耗中煤約占3/4.
  燃燒1噸煤平均排放CO2 490公斤,粉塵13.6公斤,SO2 14.8公斤。
  因此,節(jié)能不僅功在當(dāng)代,而且保護(hù)環(huán)境,利在千秋。
 
  二、中央空調(diào)系統(tǒng)組成
  中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
  中央空調(diào)系統(tǒng)是處理和分配冷量的空調(diào)系統(tǒng),通常有三種方式對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行降溫和升溫處理:
  1. 水管路送至各個(gè)房間的末端(風(fēng)機(jī)盤(pán)管)
  2.風(fēng)管道送至各個(gè)房間的風(fēng)口
  3.制冷劑直接進(jìn)入每個(gè)房間的末端
  水管路送至各個(gè)房間的末端(風(fēng)機(jī)盤(pán)管)半集中式系統(tǒng)
  大樓中央空調(diào)常見(jiàn)形式
  室內(nèi)回風(fēng)和室外新風(fēng)混合后經(jīng)過(guò)處理再通過(guò)送風(fēng)管道送到每個(gè)空調(diào)房間是一種常見(jiàn)的方式。
  送風(fēng)進(jìn)入每個(gè)房間之前必須通過(guò)集中的空氣處理裝置(組合式空調(diào)箱)進(jìn)行降溫/升溫、加濕/去濕處理。
  再通過(guò)主風(fēng)道和各個(gè)支管風(fēng)道送入每個(gè)空調(diào)房間
  中央空調(diào)系統(tǒng)的組成
  中央空調(diào)系統(tǒng)是由一系列驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備(如水泵、風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī))、各種型式的熱交換器(如風(fēng)機(jī)盤(pán)管、蒸發(fā)器、冷凝器及中間熱交換器等)及連接各種裝置的管道(如風(fēng)管、水管及冷媒管)和閥件所組成。系統(tǒng)一般可分下列五個(gè)循環(huán) :
 。1)室內(nèi)空氣循環(huán);(2)冷水循環(huán);(3)冷媒循環(huán);(4)冷卻水循環(huán);(5)室外空氣循環(huán)。
  總體說(shuō)來(lái),構(gòu)成中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和機(jī)械主要是熱交換器和流體機(jī)械兩種。
  熱交換器是作為高、低溫兩種工作流體能量交換的設(shè)備。當(dāng)任何一組熱交換器效果不好時(shí),會(huì)增加系統(tǒng)耗電率(kW/RT),不是系統(tǒng)耗電量增加,就是冷凍能力下降。
  流體機(jī)械則是推動(dòng)工作流體循環(huán)的動(dòng)力裝置,其耗電量W=QHh/η。耗電量的多少?zèng)Q定于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)h,輸送的工作流體流量Q,工作流體循環(huán)所需要的揚(yáng)程H以及效率η,減少其中任何一項(xiàng),都可達(dá)到節(jié)能的目的。

  三、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能
  要實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,首先應(yīng)設(shè)計(jì)合理。中央空調(diào)系統(tǒng)是為空調(diào)建筑服務(wù)的,因此,節(jié)能設(shè)計(jì)可以分為兩方面,一方面是減少空調(diào)建筑的熱負(fù)荷,另一方面是提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率。
  空調(diào)建筑在夏季依靠制冷機(jī)將室內(nèi)的熱負(fù)荷移到室外。顯然,減少了室內(nèi)的熱負(fù)荷,制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間就減少,中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗就減少。
  室內(nèi)的熱負(fù)荷來(lái)自兩方面,一是由室內(nèi)外溫差而引起的熱量交換,另一方面是室內(nèi)照明和設(shè)備產(chǎn)生的熱負(fù)荷。因此,可以采取遮陽(yáng)、氣密、絕熱等措施,以減少室內(nèi)的熱負(fù)荷達(dá)到節(jié)能。
  1、減少室內(nèi)的熱負(fù)荷
 。1)遮陽(yáng)
  減少陽(yáng)光直接輻射屋頂、墻、窗及透過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi),可采用挑檐、遮陽(yáng)板(篷)、鍍膜玻璃等;減輕外墻、屋面吸收陽(yáng)光幅射熱,可采用淺色外墻飾面,將絕熱層設(shè)在外墻外側(cè)和屋頂屋面,或架空屋面。
  增加外遮陽(yáng)對(duì)夏季冷負(fù)荷(或供冷量)減少十分明顯。據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院測(cè)定,在水泥屋面刷上石灰水,夏季屋面的表面溫度可降低16-19℃。
 。2)氣密
  提高門(mén)窗氣密性,防止縫隙進(jìn)風(fēng)。采用塑鋼門(mén)窗不僅氣密性好,而且熱阻大,并可降低噪音,減少灰塵。或采用門(mén)窗密封條,提高門(mén)窗氣密性。房間換氣次數(shù)由 8 降到5次,建筑物的耗冷可降低8%左右。
  因此設(shè)計(jì)中應(yīng)采用密閉性良好的門(mén)窗。加設(shè)密閉條是提高門(mén)窗氣密性的重要手段。根據(jù)門(mén)窗的具體情況,分別采用不同的密封條。如橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合的密封條。
 。3)絕熱
  采用絕熱材料對(duì)墻、屋頂、門(mén)窗等進(jìn)行絕熱,如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料、PVC塑料門(mén)窗、中空玻璃等,以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。采用空心砌塊、二層窗等,利用空氣隔熱,也可起到絕熱作用。增設(shè)外墻及屋頂?shù)谋貙訉?duì)冬、夏兩季節(jié)能有利。
 。4)控制窗墻比
  窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這個(gè)比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能。通過(guò)外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%~45%.一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字:北向25%;東、 西面向30%;南向35%.
  l減少窗、墻面積比,對(duì)減少夏季冷負(fù)荷有較好的效果。窗的設(shè)計(jì)和發(fā)展經(jīng)歷了單層窗時(shí)期、雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。目前最先進(jìn)的節(jié)能窗是超級(jí)節(jié)能窗,雖然超級(jí)節(jié)能窗比普通窗的價(jià)格高(20~50)%,但以節(jié)能計(jì)算,它的回收期只有2~4年。
 。5)照明
  l 在我國(guó),照明用電量已占總用量的10%以上,照明用電往往直接轉(zhuǎn)化為空調(diào)冷負(fù)荷。
  對(duì)于空調(diào)面積大、照明容量大的地方,應(yīng)采用照明與空調(diào)的組合系統(tǒng)。注意采用節(jié)能燈,節(jié)能燈發(fā)光效率高,是白熾燈的5倍左右。即同樣亮度時(shí),節(jié)能燈耗電只有白熾燈的1/5.
  采用節(jié)能燈不僅減少照明電耗 ,而且可以減少空調(diào)負(fù)荷。
  2、提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率
 。1)。合理選擇制冷裝置(冷源)
  配置多臺(tái)壓縮機(jī)的冷水機(jī)組具有明顯節(jié)能效果。因?yàn)檫@樣的機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率,而且,機(jī)組起動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)順序起動(dòng)各臺(tái)壓縮機(jī),對(duì)電網(wǎng)的沖擊小,能量損失小。
  此外,可以任意改變各臺(tái)壓縮機(jī)的起動(dòng)順序, 使各臺(tái)壓縮機(jī)的磨損均衡,延長(zhǎng)使用壽命。但臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多,冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)宜選用2~3臺(tái),制冷量較大時(shí)亦不應(yīng)超過(guò)4臺(tái),單機(jī)制冷量的大小應(yīng)合理搭配。
 。2)合理選擇主機(jī)容量
  為了安全起見(jiàn),絕大部分的冷水主機(jī)容量要比實(shí)際尖峰熱負(fù)載大20%以上。但是,實(shí)際尖峰熱負(fù)載在全年出現(xiàn)的頻率相當(dāng)?shù),全年平均的熱?fù)載大約是尖峰熱負(fù)載的(60~70)%,使得全年平均的熱負(fù)載只有冷水主機(jī)容量的(50~60)%.
  由此,造成冷水主機(jī)大部分時(shí)間都在低負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。冷水主機(jī)負(fù)載率在60%以下運(yùn)轉(zhuǎn)效率不佳。因此,主機(jī)容量不應(yīng)選擇過(guò)大。
 。3)合理選擇制冷方式
  有余熱(如蒸汽、熱水和窯爐排放熱等)可供利用的地方,應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。
 。4) 配置優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備
  由于設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提高,近年來(lái)新上市的冷水主機(jī)的耗電率比20年前所生產(chǎn)的冷水主機(jī)降低約35%左右。因此在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑴f主機(jī)換成高效率的冷水主機(jī)是非?尚械。
  根據(jù)實(shí)例,某用戶為了解決CFC冷媒的問(wèn)題,將一臺(tái)已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)約15年的350RT的冷水主機(jī),換成可滿足尖峰需求的300RT的冷水主機(jī),設(shè)備投資約可在4年左右回收。
 
  四、運(yùn)行調(diào)節(jié)和維護(hù)中的節(jié)能
  1、空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和技術(shù)管理
 。1)定期檢查和改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、水和空氣輸送系統(tǒng)的保溫性能,參照GB4272執(zhí)行。
 。2)在滿足生產(chǎn)工藝和舒適性的條件下,合理降低建筑物空調(diào)的溫、濕度標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)增大送回風(fēng)溫差和供回水溫差。
  (3)在保證最小新風(fēng)量的前提下,合理控制和正確利用室外新風(fēng)量。
 。4)定期檢查和維修水、空氣輸送系統(tǒng),減少系統(tǒng)的泄漏。
 。5)定期維修、校核自動(dòng)控制裝置及監(jiān)測(cè)計(jì)旱儀表。
 。6)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的水質(zhì)管理。
 。7)建立運(yùn)行管理、維護(hù)、檢修等規(guī)章制度。
 。8)建立運(yùn)行日志和設(shè)備的技術(shù)檔案。
 。9)管理和操作人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn),考核合格后才能上崗。
 。10)主管部門(mén)定期派專人檢查有關(guān)規(guī)章制度的執(zhí)行情況。
  2、控制合理的運(yùn)行參數(shù)
  (1)室內(nèi)溫、濕度
  從節(jié)能角度出發(fā)來(lái)確定室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素。在保證生產(chǎn)工藝與人體健康的條件下,夏季室溫每提高1℃,約可減少熱負(fù)荷11.2%.在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%,則可節(jié)約能量17%左右。
  據(jù)資料測(cè)算,僅僅將夏季室溫提高1℃,就可使空調(diào)工程投資總額降低約6%,運(yùn)行費(fèi)用減小8%左右。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)為將夏季室溫從24℃提高26.7℃,可節(jié)能15%.
 。2)新風(fēng)量
  新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20%~40%,對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍,與節(jié)能關(guān)系重大,不可忽視。引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的負(fù)載,從而影響空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、冷水泵、壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇的耗電。
  一般設(shè)計(jì)是以人員最多及活動(dòng)最激烈的情況來(lái)決定新風(fēng)量。但實(shí)際使用時(shí)卻幾乎不需要使用這么大的新風(fēng)量,從而造成在絕大部分的空調(diào)時(shí)段都在耗能的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
  較有效的方法是以室內(nèi)空氣中二氧化碳含量來(lái)控制新風(fēng)量。
  大型酒店、賓館的公共場(chǎng)所,商場(chǎng)、餐廳、多功能廳及大型會(huì)議廳等,需要送入的新風(fēng)量較大。在整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中室外空氣溫、濕度隨季節(jié)而變化。因此,及時(shí)調(diào)節(jié)好新風(fēng)與回風(fēng)的比例就可以節(jié)能。例如,日本某商場(chǎng)在周一到周五將新風(fēng)減少50%,總冷負(fù)荷減少了30%.
  (3)冷凍水的供、回水溫差
  一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電,在夏季供冷期間約占整個(gè)建筑動(dòng)力用電的12%-24%,因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。目前,大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在,設(shè)計(jì)中供、回水溫差一般均取5℃。
  調(diào)查測(cè)試一些高層賓館、飯店空調(diào)水系統(tǒng)的資料數(shù)據(jù)表明,夏季冷凍水系統(tǒng)供回水溫差較好的為3-4℃,較差的只有 1-1.5℃,造成實(shí)際水流量比需要的水量大,使水系統(tǒng)電耗大大增加。
 。4)冷卻水入口溫度
  根據(jù)經(jīng)驗(yàn),冷卻水入口溫度每降低1℃可節(jié)電1.5~2.0%.冷卻水入口溫度應(yīng)在符合冷水主機(jī)特性及室外氣溫、濕球溫度的限制下盡可能地降低,以節(jié)約冷水主機(jī)的耗電。
  在較低的冷卻水溫時(shí)冷水主機(jī)耗電降低,但冷卻水塔耗電升高,兩者耗電之和存在一最佳運(yùn)轉(zhuǎn)效率點(diǎn)。
  冷卻水塔應(yīng)與冷水主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)一起考慮,才能使系統(tǒng)整個(gè)效率提高。要達(dá)到最佳化控制,冷卻水設(shè)定溫度應(yīng)隨室外氣溫、濕球溫度而變。
  (5)冷卻水循環(huán)量
  減少冷卻水循環(huán)量,可以降低冷卻水泵耗電量。若能配合冷水主機(jī)與冷卻水塔選擇較大溫差的設(shè)計(jì)時(shí),水流量即可降低,從而減少冷卻水泵的初裝費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
 。6)冷卻塔風(fēng)機(jī)控制
  在大多數(shù)的設(shè)計(jì)中,一臺(tái)冷水主機(jī)會(huì)搭配一臺(tái)冷卻水塔,且水塔的起停與冷水主機(jī)聯(lián)動(dòng)。由于中、大系統(tǒng)冷水主機(jī)臺(tái)數(shù)偏多,使得冷卻水塔臺(tái)數(shù)也多,不易管理及維護(hù),且無(wú)法隨著空調(diào)負(fù)載及室外氣溫條件變動(dòng)而調(diào)整風(fēng)扇耗電量。
  當(dāng)水處理量大于300 m3/h以上時(shí),方形冷卻塔可實(shí)現(xiàn)多風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)的數(shù)量可隨著處理水量的增大而增加。方形多風(fēng)機(jī)型冷卻塔,可隨著夏季室外濕球溫度的變化隨意增減風(fēng)機(jī)數(shù)量,用于晝夜溫差較大的地區(qū)更有利于節(jié)能。
 。7)運(yùn)行時(shí)間的調(diào)節(jié)
  歌舞廳、酒吧等消夏娛樂(lè)場(chǎng)所的經(jīng)營(yíng)時(shí)間通常僅為晚場(chǎng)營(yíng)業(yè),時(shí)間約19~22時(shí)。營(yíng)業(yè)前2~4h將空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)轉(zhuǎn),利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄冷能力使廳內(nèi)的溫度慢慢下降至設(shè)計(jì)溫度的下限值或略低于該值。
  這樣當(dāng)營(yíng)業(yè)后室內(nèi)熱負(fù)荷逐漸增加形成峰值時(shí),空調(diào)設(shè)備仍能在低于峰值負(fù)荷下正常運(yùn)行,達(dá)到了“預(yù)冷”降低空調(diào)設(shè)備容量的目的,大約相當(dāng)于減少了設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的25%.
 。8)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整冷水主機(jī)的設(shè)定溫度
  在夏季中央空調(diào)主機(jī)用電量可達(dá)酒店用電總量55%以上。適當(dāng)?shù)卣{(diào)整冷水主機(jī)的設(shè)定溫度可收到較好的節(jié)能效果。冷水溫度越高,則主機(jī)耗電率越低。每提高1℃,節(jié)電約3%.
  在調(diào)高冷水設(shè)定溫度時(shí),需符合負(fù)荷端的溫度要求。調(diào)高冷水的設(shè)定溫度有兩種方法:一是冷水溫度隨室外氣溫設(shè)置;二是冷水溫度隨熱負(fù)載設(shè)置。
  3、中央空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)與節(jié)能
 。1)空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)維護(hù)管理
  ①每年運(yùn)行前要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行打壓試驗(yàn)、沖洗檢查。②系統(tǒng)的除污器要定期清理。③風(fēng)機(jī)盤(pán)管的滴水盤(pán)定期檢查清洗。
 。2)制冷機(jī)組開(kāi)機(jī)前的維護(hù)管理
 、贆z查冷凍水、冷卻水閥門(mén)開(kāi)關(guān)是否正確。②檢查主機(jī)、油系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)開(kāi)關(guān)是否正確,液位是否正常。③在檢查的同時(shí)記錄冷凍(冷卻)水的溫度和壓力差,主機(jī)油位,制冷劑的液位,機(jī)內(nèi)壓力、油溫。④以上檢查結(jié)果記錄在案。
  (3)主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的維護(hù)管理
 、僭谶\(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中定時(shí)檢查制冷系統(tǒng)有無(wú)泄漏現(xiàn)象。②做好運(yùn)轉(zhuǎn)記錄,每小時(shí)記錄一次。需要記錄的有油溫、油壓、油位,吸氣壓力、蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)溫度、排氣壓力、排氣溫度、制冷劑的液面變化,冷凍水進(jìn)出水壓差、溫差,冷卻水壓差、溫差,電流、電壓。③檢查有無(wú)異常現(xiàn)象。
 。4)機(jī)組停機(jī)時(shí)的維護(hù)管理
 、訇P(guān)閉哪臺(tái)機(jī)組就把哪臺(tái)機(jī)組內(nèi)水泄掉,以防停機(jī)后的熱膨脹損壞設(shè)備。②開(kāi)機(jī)時(shí)打開(kāi)相應(yīng)冷凍冷卻水進(jìn)出水閥,保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。③機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)時(shí)期要對(duì)蒸發(fā)器、冷凝器、油冷卻器的水系統(tǒng)徹底清洗,否則會(huì)降低機(jī)組制冷量,增大運(yùn)轉(zhuǎn)成本。④主機(jī)各安全閥、儀表每年要校驗(yàn)一次并記錄在案,確保機(jī)組安全運(yùn)行。
 。5)空調(diào)停用后的系統(tǒng)保養(yǎng)
 、傧到y(tǒng)要進(jìn)行反復(fù)沖洗。②沖洗完后利用定壓設(shè)備使系統(tǒng)保持一定壓力,保證管道內(nèi)壁不生銹,避免系統(tǒng)再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)堵塞。③所有明桿閥門(mén)全部用黃油保護(hù)閥桿。
  4、節(jié)能計(jì)量監(jiān)測(cè)與管理
 。1)采用一定的計(jì)量方法加強(qiáng)中央空調(diào)的管理。節(jié)能計(jì)量監(jiān)測(cè)是節(jié)能管理的基礎(chǔ):
  —— 在供冷、供熱水系統(tǒng)中,應(yīng)設(shè)置溫度、壓力、水流量、冷熱量等監(jiān)測(cè)儀表。
  —— 對(duì)用電量、燃料消耗量、用水量、蒸汽耗量,應(yīng)分級(jí)、分類設(shè)置累計(jì)計(jì)量?jī)x表。
  —— 對(duì)分散設(shè)置的空調(diào)器、空調(diào)機(jī)組的用電量,應(yīng)按配電系統(tǒng)、機(jī)組的分散程度,設(shè)置電度表。
  (2)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn),提高管理人員素質(zhì),實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度。各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施,都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān);具備必要的制 冷空調(diào)知識(shí);要懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié);要懂得怎樣調(diào)節(jié)才會(huì)節(jié)能。
 
  五、空調(diào)節(jié)能的新動(dòng)向
  1、變流量技術(shù)與變頻調(diào)速
  提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的全年或季年性能源效率,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。近年來(lái),特別是減少風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行能耗更引人關(guān)注。
  因此,除系統(tǒng)小型化外,變水量(VWV)、變風(fēng)量(VAV)和變制冷劑流量(VRV)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,大大促進(jìn)了制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展,與機(jī)器設(shè)備調(diào)速技術(shù)相結(jié)合的變流量技術(shù),則可以大大提高空調(diào)系統(tǒng)與設(shè)備的能源利用率。
  實(shí)現(xiàn)變流量技術(shù)一方面要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上加以考慮,另一方面要靠設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。泵與風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)是普遍采用的一項(xiàng)重要的節(jié)能措施。
  中央空調(diào)中水泵風(fēng)機(jī)用電量占空調(diào)總用電量30-40%.因此,泵類和風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行節(jié)能量是顯著的。
  變流量水系統(tǒng)的節(jié)能效果好。設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間約占總運(yùn)行時(shí)間的(6~8)%,水泵的能耗很大,約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的(15~20)%.
  由于水泵實(shí)際工作點(diǎn)往往不能處于效率最高點(diǎn),即使流量減小了,實(shí)際用電量減少并不多。而采用變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)流量可收到良好的節(jié)能效果。
  北京某飯店采用變頻調(diào)速裝置已獲得顯著的節(jié)電效益,該飯店共選用3臺(tái)變頻調(diào)速裝置,分別對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵和供暖水泵進(jìn)行變流量調(diào)節(jié),投入運(yùn)行一年就節(jié)電50萬(wàn)kWh,而3套變頻調(diào)速裝置的投資費(fèi)是13萬(wàn)元,投資回收期不足2年。
  變頻調(diào)速可在非峰值負(fù)荷時(shí)減少送風(fēng)量,從而可節(jié)省動(dòng)力消耗。據(jù)檢測(cè),當(dāng)運(yùn)行風(fēng)量減至設(shè)計(jì)風(fēng)量的50%時(shí),運(yùn)行電流約減少25.5%,因而全年空調(diào)運(yùn)行消耗的電力比定風(fēng)量方式小得多。
  如送風(fēng)面積大或房間多,設(shè)計(jì)時(shí)可將變風(fēng)量系統(tǒng)分為兩個(gè)或數(shù)個(gè)系統(tǒng),以使控制更靈活,調(diào)節(jié)更方便,節(jié)能效果更顯著。
  變頻調(diào)速原理如下:
  異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n由下式公式確定:
  n=60 f (1-s ) / p
  其中:p為電機(jī)極對(duì)數(shù);f為交流電源的頻率;s為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。
  因此,對(duì)異步電機(jī)而言,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí),其轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。
  泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)用交流變頻器節(jié)能的原理:
  泵與風(fēng)機(jī)的流量與轉(zhuǎn)速的1次方成正比。但軸功率N與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系如下:
  N2=N1 * ( n2 / n 1 )3
  即泵或風(fēng)機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1 減少10%變?yōu)閚2時(shí),軸功率將減少27%.轉(zhuǎn)速減少20%時(shí),軸功率將減少49%.
  與改變泵或風(fēng)機(jī)出口閥門(mén)開(kāi)度的方法相比,變頻調(diào)速方法的節(jié)能效果是非常明顯的。
  2、蓄能空調(diào)技術(shù)
  蓄能空調(diào)技術(shù)就是利用夜間電網(wǎng)低谷時(shí)的電力來(lái)制冷或制熱,把冷量或熱能儲(chǔ)存起來(lái),在白天電力高峰用電緊張時(shí)釋放冷量或熱能,滿足建筑物空調(diào)冷源或熱水需要。
 。1)蓄能空調(diào)的起源與國(guó)際上的發(fā)展情況
  水蓄冷空調(diào)大約出現(xiàn)在1930 年前后,最初用于影劇院、教堂、乳品加工廠等短時(shí)間使用降溫、負(fù)荷集中的場(chǎng)所。這種蓄冷技術(shù)可以用小制冷機(jī)帶動(dòng)大冷負(fù)荷,可以降低制冷系統(tǒng)的初投資。后來(lái),制冷機(jī)成本明顯降低,該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用陷入了停滯期。
  1973年的能源危機(jī),再次引起人們對(duì)空調(diào)蓄冷的關(guān)注。20世紀(jì)80年代,冰蓄冷空調(diào)技術(shù)在能源緊缺的發(fā)達(dá)國(guó)家迅速推廣。在大型商場(chǎng)、辦公樓、商住樓、賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所、醫(yī)院等場(chǎng)所應(yīng)用效果顯著。
  l日本至2001年已有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)15000多套。我國(guó)臺(tái)灣自1984年建成第一個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng),到2000年已投入運(yùn)行600多家。
  從世界范圍看,世界發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)或正在使用蓄冷空調(diào)。目前該項(xiàng)技術(shù)在世界上屬于成熟的技術(shù),世界各國(guó)廣泛于應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域。
  韓國(guó)已經(jīng)立法,3000平方米以上的公共建筑必須采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
  目前,最新的蓄冷空調(diào)是低溫、大溫差供冷送風(fēng)技術(shù),少數(shù)工程已做到比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)投資更少。
 。2)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)在我國(guó)國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況
  隨著社會(huì)發(fā)展和生活水平的提高,我國(guó)各地空調(diào)用電大幅度增長(zhǎng)。2003年廈門(mén)市空調(diào)用電負(fù)荷約占用電總負(fù)荷的32%。而且,空調(diào)用電負(fù)荷又多集中在高峰用電時(shí)段。
  另一方面,許多企業(yè)由于晚班生產(chǎn)工效低,需另付晚班費(fèi)等原因,漸漸恢復(fù)到白天生產(chǎn),導(dǎo)致低谷用電負(fù)荷反而逐年相對(duì)下降。因此,城市用電峰谷差日趨拉大,城市尖峰用電時(shí)段電力緊張,迫使電力部門(mén)拉閘限電。而低谷用電時(shí)段電力過(guò)剩。
  根據(jù)美國(guó)、日本及臺(tái)灣省的經(jīng)驗(yàn),解決上述矛盾的一個(gè)有效途徑是發(fā)展蓄能空調(diào),將尖峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段。
  國(guó)內(nèi)最早采用冰蓄冷工程是深圳電子科技大廈,建筑面積6.5萬(wàn)m2,1993年5月投入運(yùn)行。電力部于1995年開(kāi)始部署蓄冷空調(diào)試點(diǎn),投運(yùn)后取得了很好的實(shí)際效果。
  國(guó)家經(jīng)貿(mào)委辦公廳頒發(fā)的經(jīng)貿(mào)廳技[1997]298號(hào)文中,將冰蓄冷空調(diào)作為今后的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)[1998]32號(hào)文中更強(qiáng)調(diào)了加快推廣包括蓄冷空調(diào)在內(nèi)的各種削峰填谷的技術(shù)措施。
  與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)比較,冰蓄冷空調(diào)一方面對(duì)電網(wǎng)削峰填谷,優(yōu)化資源配置,減少電力電站投資,保護(hù)生態(tài)環(huán)境有良好的社會(huì)效益。
  另一方面,對(duì)采用冰蓄冷空調(diào)的業(yè)主而言,還可以得到以下的實(shí)惠:減免電力增容費(fèi)用,減少制冷主機(jī)的裝機(jī)容量,減少相應(yīng)的配電設(shè)備投資,節(jié)省大量的運(yùn)行費(fèi)用,停電時(shí)還可以作為應(yīng)急冷源繼續(xù)供冷。
  (3)國(guó)內(nèi)冰蓄冷空調(diào)工程的實(shí)際應(yīng)用
  根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)冰蓄冷空調(diào)工程從1992年開(kāi)始建造、截止到2003年底,已建成和正在建的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)超過(guò)300項(xiàng)。已應(yīng)用的冰蓄冷空調(diào)工程主要集中在蛇形盤(pán)管和冰球式。
 。4)蓄冷空調(diào)技術(shù)的基本原理
  蓄冷中央空調(diào)簡(jiǎn)單地講就是在常規(guī)中央空調(diào)增加了一套蓄冷裝置,如:蓄冰槽、蓄冰桶等。蓄冰空調(diào)主要利用分時(shí)電價(jià)政策,在夜間用電低谷期,采用電制冷機(jī)制冷,將制得冷量以冰(或其它介質(zhì))的形式儲(chǔ)存起來(lái)。在白天空調(diào)負(fù)荷高峰期,將冷量釋放,便可達(dá)到少開(kāi)中央空調(diào)主機(jī)甚至不開(kāi)主機(jī)的目標(biāo)。
 。5)蓄冷空調(diào)的分類
  按蓄冷介質(zhì)分:
  水蓄冷—l 用水作為蓄冷的介質(zhì),有一定的應(yīng)用,某些條件下有優(yōu)勢(shì)。
  冰蓄冷— 用冰作為蓄冷的介質(zhì),目前最常用。
  共晶鹽等高分子介質(zhì),目前少用。
  按蓄冷方式分:
  部分蓄冷。部分蓄冷是指制冷機(jī)連續(xù)運(yùn)行,在夜間制冷儲(chǔ)能,以補(bǔ)足白天高峰制冷負(fù)荷,白天同時(shí)使用制冷機(jī)與夜間儲(chǔ)存的冷量供應(yīng)空調(diào)負(fù)荷。部分蓄冷是目前最常用方式。
  全部蓄冷。全部蓄冷是利用低谷電荷時(shí)制冷機(jī)蓄冰儲(chǔ)能,白天空調(diào)不使用制冰機(jī),所有空調(diào)負(fù)荷完全以儲(chǔ)存的冷能供給。這種方式常用于改建工程,也適用需要瞬時(shí)大量釋冷的建筑物,如體育館。
 。6)采用冰蓄冷空調(diào)技術(shù)對(duì)用戶的效益
  減少制冷主機(jī)的裝機(jī)容量和功率,可減少30%-50%.
  減少電力增容費(fèi)和供配電設(shè)施費(fèi)。減少相應(yīng)的電力設(shè)備投資,如:變壓器、配電柜等。例如,罐頭廠。
  減少冷卻塔的裝機(jī)容量和功率。
  設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行比例增大,充分提高設(shè)備利用率和效率。
  系統(tǒng)冷量調(diào)節(jié)靈活,過(guò)渡季節(jié)不開(kāi)或少開(kāi)制冷主機(jī),節(jié)能效果明顯。
  利用低谷廉價(jià)電力,節(jié)省大量的運(yùn)行費(fèi)用,可節(jié)省40%-50%.
  易于實(shí)現(xiàn)大溫差和低溫送風(fēng),節(jié)省輸送系統(tǒng)的投資和能耗。
  相對(duì)溫度更低,空調(diào)品質(zhì)提高,能有效防止中央空調(diào)綜合癥。
  具有應(yīng)急功能,停電時(shí)可利用自備電力啟動(dòng)水泵溶冰供冷,空調(diào)系統(tǒng)的可靠性提高。
  缺 點(diǎn)
  – 通常在不計(jì)電力增容費(fèi)的前提下,其一次性投資比常規(guī)空調(diào)大(在15% 以內(nèi)) .
  – 儲(chǔ)冰裝置要占用一定的建筑空間。
  – 制冷儲(chǔ)冰時(shí)主機(jī)效率比在空調(diào)工況下運(yùn)行低。
  – 設(shè)計(jì)和調(diào)試相對(duì)復(fù)雜。
  (7)蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)效益
  對(duì)國(guó)家、對(duì)電力部門(mén)的好處
  商業(yè)用電一般集中在9:00-23:00.若按尖峰用電負(fù)荷建設(shè)發(fā)電設(shè)備與供電電網(wǎng),那么在低谷時(shí)段,相當(dāng)一部分發(fā)電設(shè)備與輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用,折算到每kWh的平均供電成本也要上升;
  如果按平均用電負(fù)荷建設(shè)發(fā)電廠輸配電網(wǎng),那么在尖峰時(shí)段,用電負(fù)荷就會(huì)超過(guò)供電能力,必須采取拉閘停電,強(qiáng)制削減用電負(fù)荷。
  而采用了蓄冷空調(diào)之后,尖峰時(shí)段制冷機(jī)不制冷或少制冷,即可均衡用電負(fù)荷,保證供電。
  如果單純?yōu)榱藵M足尖峰用電負(fù)荷需要,就必須興建更多的新電廠。在空調(diào)的社會(huì)普及率相當(dāng)高后,如果采用蓄冷空調(diào)技術(shù),就可有效地把空調(diào)用電的約40%左右的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段,就可不建或緩建新電廠。從而提高了現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備與輸配電網(wǎng)的利用率與效率,改善電力建設(shè)的投資效益。
  蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)效益(續(xù))
  由于可少建或緩建電廠,就可減少CO2的排放量。若少建一座300MW燃煤發(fā)電廠,一年就可少向大氣少排放300萬(wàn)噸CO2,減輕全球的溫室效應(yīng)。
  蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)效益(續(xù))
  由于采用蓄冷空調(diào)提高了空調(diào)制冷系統(tǒng)的整體效率,提高了現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)的利用率,提高了全社會(huì)的能源利用系數(shù),可更合理經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)與使用我國(guó)的能源資源。
  綜上所述,發(fā)展蓄冷空調(diào)是一舉三得的技術(shù)措施,重視與開(kāi)發(fā)此項(xiàng)技術(shù),乃是利國(guó)利民的大業(yè)。
  (8)推廣冰蓄冷空調(diào)的主要障礙
  對(duì)新技術(shù)的擔(dān)心顧慮
  人們對(duì)于新事物總是存在一定的顧慮,從上述的實(shí)際工程可見(jiàn),常規(guī)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)是成熟的技術(shù)。因此,政府和各有關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)宣傳,提高人們的認(rèn)識(shí),消除不必要的顧慮。
  新技術(shù)效益分析計(jì)算比較復(fù)雜
  蓄冷空調(diào)工程的經(jīng)濟(jì)比較分析要比常規(guī)空調(diào)工程復(fù)雜得多,其原因有4個(gè): ①各地區(qū)電價(jià)結(jié)構(gòu),增容建設(shè)費(fèi)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。②蓄冷空調(diào)的運(yùn)行電耗與建筑物的冷負(fù)荷特性、蓄冷方式、運(yùn)行策略、控制模式有著密切關(guān)系。 ③蓄冷裝置的種類很多,其蓄冷與放冷特性曲線差異也較大,而且所要求配套的制冷機(jī)也各不相同。
  因而各具體用戶初投資可能有較大差別。因此,各具體用戶的效益可能有差別。
 。9)冰蓄冷空調(diào)的結(jié)論
  蓄冰空調(diào)特別適用于間歇空調(diào)系統(tǒng),及峰谷負(fù)荷差較大的連續(xù)運(yùn)行空調(diào)工程。如:金融辦公大樓、影劇院、體育館、非晝夜運(yùn)行的工廠車(chē)間等。
  蓄冷空調(diào)技術(shù),當(dāng)蓄冰比例在30%~70%時(shí),通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),可使冰蓄冷的初投資與常規(guī)空調(diào)持平或略有減少;
  蓄冷空調(diào)確實(shí)能減少電力峰谷差,提高能源利用效率,降低運(yùn)行費(fèi)用,保護(hù)環(huán)境,是利國(guó)利民的好方法,應(yīng)大力推廣;
  推廣冰蓄冷空調(diào)的關(guān)鍵:政府和電力部門(mén)進(jìn)一步重視,加強(qiáng)宣傳,出臺(tái)優(yōu)惠鼓勵(lì)政策。

  結(jié)束語(yǔ)
  中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的機(jī)會(huì)和措施是多方面的。如果能將節(jié)能思想貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選型與運(yùn)行的始終,將會(huì)收到明顯的節(jié)能效果,從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。