空调节能论文文献

中达咨询通过对深圳市某办公楼的空调系统运行状况的调查测试及模拟，对该工程节能改造及运行方法进行了分析。总结了整个办公楼空调系统节能改造方案及经济性，为今后工程改造提供了依据。一、 引言 在能源总消耗中，建筑能耗占有着很大比例，其中照明和空调，特别是空调，占据了建筑能耗的绝大部分，所以，进行空调节能潜力的分析具有非常重要的意义。我们可以根据分析结果，通过对空调系统设计或对已有的空调系统进行改造，达到降低能耗的目的。对于供冷期较长的地区，空调能耗高，因此节能工作尤为重要，并具有代表意义。本文以深圳市某办公楼为对象进行研究和讨论，该办公楼由地下两层及地上二十层组成，总建筑面积39200平方米，空调面积30000平方米。空调用制冷系统选用3台制冷量为1336KW的离心式冷水机组，但实际只运行2台即可满足要求。冷冻水与冷却水系统均为定流量运行。该办公楼的室内设计参数是：干球温度为24℃-26℃，相对湿度为50%-60%。通过实测调查得知，该办公楼空调系统全年供冷，运行时数为2530小时，当冬季室外空气温度降低而不需供冷时，停开冷水机组。 二、 空调负荷 对建筑物进行能耗分析和运行模拟，都要以空调负荷计算为基础。空调系统的设计与运行能耗都与空调动态负荷有关，本文使用美国能源部大型能耗分析软件DOE-2对该办公楼的空调动态负荷进行模拟，结果见图1。模拟得到的逐时峰值负荷为2415KW，图中所示为月平均负荷，其峰值为1600KW。由计算结果可知，该办公楼全年均需要供冷。图1 办公楼动态负荷 获得空调动态负荷后，为使用负荷频率法对冷水机组的能耗进行分析，现按文献[1]提出的一种用于制冷设备运行分析及容量选择的全年空调负荷统计方法，将空调动态负荷转换成负荷率与时间频数之间的关系，该办公楼空调系统全年运行时数平均为2530小时，平均的空调冷负荷时间频数如表1所示。空调冷负荷时间频数 表1负荷率（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 时间频数（%） 27.9 8.7 8.2 11.6 9.9 10.2 11.6 6.4 4.2 1.3三、 冷水机组的节能分析 在一年之中，由于空调系统在部分负荷下运行的时间较多，因此，全年耗能量与制冷机部分负荷下的工作特性有关。离心式冷水机组部分负荷性能见表2[2]。由2可以看出，与负荷率为100%的情况相比，部分负荷下的运行效率有增有减。离心式冷水机组部分负荷性能参数 表2机组负荷率（%）100908070605040302010机组功率百分数（%）10087.076.065.056.048.040.033.025.021.0根据表2，采用线性回归的方法得出典型的离心式冷水机特性曲线方程，从而采用负荷频率法计算出不同制冷量时，输出功率的变化。 该制冷系统的实际运行方案是：先开启一台冷水机组，使其冷量由小至大调节满足实际负荷变化，直至出力不够时，再开启另一台。并且第一台冷水机组始终保持满负荷，而第二台随负荷变化进行调节。本文又根据模拟优化计算得到了冷水机组的最优运行方案（即全年机组运行的平均输出功率最小）。由于离心式制冷机在设计负荷的10～15%以下时出现喘振，本文模拟冷水机组实际运行时，让冷机最低调节范围不得低于15%，否则停机。两种运行方案的计算结果见表3。冷水机组运行耗功率 表3负荷率（%）102030405060708090100年平 均值时间频数（%）27.98.78.211.69.910.211.66.44.21.3实 际 运 行 方 案运行台数1111122222-制冷量 （%）1台18.136.254.272.390.493.41001001001002台0000015.026.544.662.780.8平均功率 （kW）19.248.8411.5221.6423.7732.0041.1425.0217.976.29207.43最 优 运 行 方 案运行台数1111122222-制冷量 （%）1台18.136.254.272.390.454.263.372.381.390.42台0000054.263.372.381.390.4平均功率 （kW）19.248.8411.5221.6423.7728.6637.7523.8717.826.24199.37由表3中结果可知，最优运行方案是：先开启一台冷水机组，使其冷量由小至大调节满足实际负荷变化，直至出力不够时，再开启一台。当开启两台制冷机时，平均分配负荷，每台冷水机组的制冷量按上表由小至大满足负荷变化的要求。此时，总运行能耗为最小。 四、 水系统的节能分析 一些调查表明，空调水系统的工作普遍存在着大流量小温差的问题。夏季供冷水系统的供回水温差：较好的为3℃左右，差的只有1～1.5℃。而循环水量一般为设计水量的1.5倍数。高层建筑供冷系统一般规模较大，能耗很大，但节能潜力也很大，一个节能的制冷系统，不仅要求选择的设备性能和台数能与空调系统负荷的变化相适应，而且要求在运行中整个系统在各种负荷下能够保持能耗最小。 空调水系统在应用变频调速成装置进行变流量运行时，可以在不改变管路特性，而靠移动水泵工作点使之沿管路特性曲线移动，保持水泵在最高效率点运行，达到最大节能效果。对于闭式系统来说，当流量减少时，其实耗功率相应按三次方的比例降低。这对于目前空调水系统的设计水量与实际水量差别很大的情况来说，具有非常明显的节能意义。 由于本文的研究重点是能耗，也就是总结出实时的运行调节对空调系统能有多大的节能潜力，从而指导实际运行。本文模拟了两台并联水泵采用变频装置，根据负荷变化进行流量调节时，不同流量下的最优调速比及相应的耗功率。调速水泵全年运行平均功率计算在模拟水泵运行能耗时，同样存在着各运行水泵间负荷的最优分配问题。我们的目的是在尽量满足流量和扬程前提下，达到耗能最小，即水泵总耗功率最小。本文在考虑流量变化满足部分负荷要求时，只对冷冻水泵变流量时二者的能耗进行计算，而冷却水侧的变流量分析将不做研究。计算运行能耗时，假定最小临界水量（负荷）为总水量的50%，该工程每台机组冷冻水的循环流量为230m3/h，所以最小临界水量为115m3/h。模拟时校核水泵流量，如果低于该值，水泵的调速比就保持不变。本文对多种调速方案进行了计算。 该冷冻水系统的实际运行方案是：50%以下负荷时，一台泵运行；50%-100%负荷时， 开启两台泵。本文又根据多种调速方案模拟优化计算得到了冷水机组的最优运行方案(即冷冻水泵运行的平均输出功率最小)：当50%负荷以下时，开一台水泵；50%-100%负荷时， 开启两台水泵。并且水泵分阶段调速运行满足负荷率变化。两种运行方案的计算结果见表4。冷冻水系统运行耗功率 表4负荷率（%）102030405060708090100年平均值时间频数（%）27.98.78.211.69.910.211.66.44.21.3实际运行方案运行台数1111122222-速比 （%）1台11111111112台0000011111平均功率 （Kw)12.583.903.705.214.469.2110.425.763.741.1760.15最优运行方案运行台数1111122222-速比 （%）1台0.350.350.350.470.590.350.410.470.530.592台000000.350.410.470.530.59平均功率 （Kw)0.550.170.160.540.910.410.730.600.560.244.87经校核，两台水泵都变速运行时，每台机组的水量始终在最小临界水量以上。从以上2个方案中可以看出，在部分负荷时变频调速水泵与恒速泵比较，其节能效果非常显著。 五、 室内空气参数与建筑能耗 影响空调系统能耗因素很多，针对本文所研究的办公楼，根据现有实际条件及能力，本工程从设计标准选取的角度进行建筑能耗分析。 在空调设计中，首先要确定室内设计参数，这关系到舒适标准与卫生要求。合理的室内设计温度与湿度应该是在满足热舒适要求的前提下力求减少能耗。干球温度22～27℃，相对湿度30%～70%被普遍认为是舒适区，根据该办公楼的室内设计参数，通过组合（6个设计点）计算，可以得到相应的人对热环境的反应状况与耗电量，见表5。不同室内参数下空调系统耗电量 表5设计点干球温度（℃）相对湿度（%）舒适度耗电量（kWh）12450%稍冰864 70022550%舒适824 90032650%舒适784 60042460%舒适855 90052560%舒适815 90062660%舒适775 900由表5可以看出，温度的升高和相对湿度的增加，都会使能耗有所降低。上述设计点基本都在舒适区范围内，但耗电量有所不同。可见，通过改变室内设计标准所具有的节能潜力是很大的。所以在满足舒适度要求的前提下，可选择提高室内温度和相对湿度来减少空调系统能耗。 六、 节能综合效果分析 针对该办公楼的实际情况，通过研究，本文提出了该办公楼空调系统的若干节能措施并进行了分析，如果仅考虑对前三项改造所带来的节能效果和经济效益，其综合效果见表6。 空调系统节能潜力分析一览表 表6改造项目增加投入（元）耗电量（kWh）节能率 （%）节省运行费① （元/年）回收年限改前改后冷水机组的最优运行方案-524 798504 4063.920 392 冷冻水泵定水量改为变水量运行变频器及辅助设备 80 000152 18012 32191.9139 8591年总和80 000676 978516 72723.7159 8511年①深圳市电价为1元/（kWh） 从表6中的数据可知，对现有的空调系统人工冷源进行以上的改造，做较少的投资，就可以获得可观的节能效果和节省大量的运行费用。由于有些节能措施对已经施工运行的系统难以操作，如果在设计阶段就能充分考虑系统的节能问题，则效果会更好。 七、 结语 通过对深圳市某办公楼的空调系统进行节能潜力分析可以看到，现有的空调系统具有很大的节能潜力。仅从制冷系统的优化运行和冷冻水系统角度去进行调整，其运行节能潜力已非常之大，节能率可达23.7%，如果能在系统设计时就充分考虑系统的节能问题，则可以得到更好的节能性和经济性。 参考文献 1 章雅锐，单寄平.从节能运行出发对制冷机容量匹配的初步探讨.暖通空调，1990，20（1）：14～17 2 曹琦，张华.计算部分负荷性能参数正确选择冷水机组.暖通空调,1996，26（6）：58～60更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高，空调在现代建设中被广泛的应用。下面是我为大家精心推荐的空调节能技术论文，希望能够对您有所帮助。

空调节能技术浅谈

摘要：随着近年来社会经济的不断发展，人们生活品质的逐步提高，对于物质生活和环境舒适性的需求也更加苛刻，空调系统显然已经成为现代建筑行业中一个不可忽视的部分。但是，近年来能源危机突出和环境破坏对人类的影响逐步加深，已经让人类清晰的认识环境保护和能源节约的重要，国家也制定了一系列的法律法规和行业标准。因此，能源的有效节约、提高能源有效利用的方法和技术的研究成为了当今一项重要课题。本研究从影响空调系统的能耗的关键因素出发，提出了几项空调节能的可行性方案，最后探讨了空调节能的未来发展趋势。

关键词：空调系统;节能技术;措施建议

中图分类号：TU831.3+5文献标识码： A

前言：

随着人们经济水平的不断提高，生活品质的提升，无论是生活环境还是工作环境，空调系统在现代建筑中的应用也越来越广泛。根据统计表明，在我国空调耗能占建筑物总能源消耗的60%～70%，因此，采取有效的节能措施，解决高层建筑节能问题符合我国经济的可持续发展的要求，对节能减排和建设环境友好型社会有着至关重要的意义。

空调能耗的现状以及节能的重要性

随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高，空调在现代建设中被广泛的应用。而在建筑能耗里，空调能耗已经占到建筑能耗的60%~70%左右，而且比重还在逐年上升。因此空调节能技术的发展对提高能源利用率、环境可持续发展有重要影响。

在我国现阶段中央空调系统的应用中，通常认为空调系统的温湿度控制以及空气品质的控制是最为重要的，进而忽略了空调系统的能源消耗情况。在我国，影响中央空调系统能源不能得到有效利用的主要因素有三方面，首先，在设计过程中重视投资成本，而忽略了能耗指标计算，在整个系统方案中，缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。导致在工程建筑方案的运行过程中，使用投资低、耗能大、运行费用高的空调系统。其次，对于中央空调而言，整个的系统工程相对复杂，所以对于中央空调能源有效利用的评价，要从整个系统全面来看，而不能单纯地停留在对机器设备本身的评价上，真正意义上的节能是与各个系统设计理念、施工优劣情况以及运行管理水平和建筑物热特性等因素息息相关，而不是只看重设备本身。最后，还有一个主要的因素，就是缺乏高素质运行管理人员和节能监控，致使空调系统在运行和管理的过程中没有得到很好地控制和监管，合格的管理人才可以大大改善运行不合理的地方，有利于节能。

建筑节能技术

空调系统的节能技术首先可以从建筑物本身入手，结合建筑、结构等相关知识，使建筑物在形状、色彩、方位及材料等方面为空调节能创造最基础的条件。对于空调位置的安排要进行合理布局，合理设计相关比例与系数，选择保温隔热性能良好的材料作为墙体和屋面，并提高改善建筑围护结构的性能等，都是建筑节能的可行性措施。

2.1选择合理的室内设计参数

在整个建筑物中，主要的热损失来自于围护结构和门窗缝隙空气渗透。因此, 在建筑物进行建筑节能中，注重室内设计中加强围护结构，使用环保、节能型建筑材料, 可有效地减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷, 从而各主要设备的容量达到显著的节能效果。通过这种方法进行保温隔热，同时加强门窗的气密性。另外，在夏季空调供冷时，室内外侧玻璃受阳光照射，是空调冷负荷的主要部分，应采取必要的遮阳措施。而在冬季空调供热时，则要求改善窗户的保温效果，可以采用光热性能好的玻璃;为了减少窗的冷(热)桥传热，可以采用钢塑窗代替铝合金窗;同时还可以采用双层玻璃窗提高窗的保温性。在窗户的设计位置上要减小窗洞口与墙的面积比值减少空调房间两侧温差大的外墙面积及其薄弱环节窗的面积，利于空调建筑节能。

2.2合理设计建筑结构

合理的设计建筑结构也是进行空调节能的一个有效途径之一。可以通过改善建筑的保温隔热性能，使房间内冷热量的损失通过房间的墙壁和门窗传递出去，这样可以有效地减少建筑物的冷热负荷。建筑物的朝向对空调冷负荷有很大的影响，根据我国的地理位置来分析确定良好的建筑朝向，一般建筑物为南朝向是我国建筑节能的必要条件，可以通过保持合理的建筑间距以及建筑群的错落布局，使建筑物接受适当的太阳辐射，同时有利于获得自然通风气流。

空调设计方面节能

在面积较大的空调房内，在空调房内区的负荷与周边区的相比较差距较大，如果两个区域选择使用一个空调系统进行制冷，两个空调房区域的房间的将会产生较大的温差，尤其是在冬季及过渡季节，所以同时处于两个不同区域的工作人员对环境空间的温度反映冷热温差较大，，根据我国在2001年版的《采暖通风与空气调节设计规范》新增5.3.2条之规定,建筑物内负荷特性相差较大的内区与周边区,以及同一时间内必须分别进行加热与冷却的房间,宜分别设置空气调节系统.。内区系统主要处理室内负荷，与外区负荷相比，内区负荷则相对稳定，内区往往需要全年供冷，去除室内余热。外区系统主要处理外部得热，外区负荷波动大，外区新风来源一般是内区空调系统，与外区回风混合经风机盘管处理后达到送风点，外区冬季供暖，夏季供冷，从而满足舒适性要求。

空调系统中的节能技术

空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键。

4. 1 加强中央空调的运行管理和控制设备的调节控制

提高空调能源的有效利用，需提高操控人员的职业素质，避免由于管理不善而引起的空调耗能。操控人员要做好设备运行记录，分析机组各种压力表、温度计、流量计的读数是否正常准确，并根据空调负荷的变化调节机组，确保机组运行在节能状态，而且定期保养检查，及时更换磨损的零件。

4. 2 设备及管道的保温及水质处理

要实现降低能量的过多耗费这一目标，就要做好设备及管道的保温。保温的目的是为了阻绝内外温度传递，如果室外的温度小于空调排水的温度加保温是为了防止空调水管结冰冻裂水管，如果环境温度大于空调排水温度加保温是为了防止有冷凝水造成漏水。空调设备和管道的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。空调能耗高还有一个重要的原因，就是空调系统中水管中水质的污染。

5、建筑空调系统设备的节能运行技术

设备的节能运行技术在建筑空调系统综合节能技术中, 其也至关重要。主要技术包括: 蓄能空调技术、热回收技术、变频技术等。

5.1蓄能空调技术

蓄能系统就是储蓄在不需要的冷/热量或需要的冷/热量减少的时间的过程中,制冷/热设备将蓄冷/热介质中所移出的热量，并在空调处于用冷/热或工艺性的用能高峰时，启动此能量。这样既减少了能源的流失，又可以有效地利用能源，既有经济效益又有社会效益, 是一项双赢的节能举措。

5.2 热回收技术

热回收技术包括排风余热回收和制冷机组的冷凝热回收。排风余热回收充分利用排风的能量, 对其进行回收，从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。制冷机组的冷凝热回收系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染, 又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备, 避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物, 应该说是一种效果明显, 又有环保作用的节能技术。

5.3变频技术

随着电力电子技术和计算机控制技术的不断发展，在空调控制系统中变频器也得到了广泛的应用，它的应用主要是针对空调控制系统的特点而进行控制。不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置, 能随负荷变化自动调节运行状况, 保持高效率运行，从而实现了一种既能达到控制要求又能节约能源的方法。

5.4太阳能空调技术

太阳能是绿色能源中最重要的能源, 太阳能的热利用是目前建筑中利用太阳能的主要利用形式。它包括被动式和主动式两种形式。被动式太阳能房的结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源, 通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理, 以自然热交换方式来利用太阳能。主动式太阳房结构较为复杂,造价较高,需要用电作为辅助能源。采暖降温系统由太阳集热器、风机、泵、散热器及储热器等组成。在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙, 利用太阳能采暖。

6、结束语

能源问题是我国实现经济发展的重点问题之一，建筑空调节能技术是节约能源、改善环境、促进经济可持续发展的有效措施。空调系统在高负荷下高效节能运行以及在系统设计中选配节能设备是建筑空调节能的关键因素， 这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。在未来的建筑物中，在空调系统设计方面，要在节约能源以及有效利用能源这两方面引起高度重视。只要各方共同努力，空调系统的节能降耗问题的解决指日可待。

参考文献：

[1] 农孙仁. 中央空调系统节能改造探析[J]. 企业科技与发展. 2012(18)

[2] 叶宁. 中央空调系统的节能运行[J]. 科技资讯. 2012(03)

[3] 李令言. 中央空调节能控制系统的研究与开发[D]. 中国科学技术大学 2011

点击下页还有更多>>>空调节能技术论文