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来源：职称驿站所属分类：材料科学论文 发布时间：2011-10-09浏览：30次
摘要：暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用。我们可以利用多种方法实现暖通空调系统的节能。通暖空调工程的设计便是其最重要的一环。
关键词：暖通空调，节能，设计
随着人们生活水平的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大。在发达国家中，建筑能耗占社会总能耗的40%左右，而我国尽管社会经济发展水平不高，但是建筑能耗已占总能耗的近30%，且还有上升的趋势。因此，不论在西方发达国家还是我国，建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题。而在建筑能耗里，用于暖通空调系统的能耗又占到建筑能耗的30%-50%，随着暖通空调的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。再加上暖通空调系统往往以高品质的电能为能源，而我国的电力在某些地区又相对紧张、匮乏，这势必会引起能源供求矛盾进一步激化。因此，对暖通专业提出更高的节能要求是必然的，也是大势所趋。
一、中央空调系统节能原理
1设计余量问题
设计机构在进行图纸设计时，是按室外最不利的气象参数、最大室内人员负荷和最大设备负荷计算，并且在实际计算负荷的基础上选取一定的安全系数。而实际上空调系统绝大部分时间都在部分负荷下运行。
2季节、天气变化
全年最热及最冷的天气只有几天，绝大部分天气温度达不到空调和水泵满负荷运行的要求；每天气温也不一样，早上气温较适宜，中午和下午较热，夜里较凉快，空调负荷也在变化。
通过下图可以看出中央空调系统大部分时间都运行在满负荷的70%一下。
3建筑物使用率不足
除了天气原因以外，建筑物的用途也是产生节能空间的一大因素。
4结论
由于以上三点原因造成了上图中出现的情况--大多数时间中央空调系统运行在70%以下，"大马拉小车"现象严重，造成了电能较大的浪费。
随着技术发展空调主机都具有了能量调节的功能，但是作为能量输送设备的水泵、风机却没有相应的改进，而且能量调节是以牺牲主机效率为代价的。所以单纯依靠主机本身的能量调节无法完全有效的实现节能降耗。由于空调水泵、风机能耗占中央空调整体耗电40%以上，所以必须要对辅机做节能控制。
二、工程中存在的节能空间
1客观存在的节能空间
随着天气、使用率等的变化，中央空调负荷在60%~90%之间变化。这部分节能空间是随着时间的变化而变化的。
2冷负荷余量
设计人员在进行设计时都要选取5%~15%之间的设计余量，以满足极端天气下空调的正常运行。
三、能耗分析
办公楼夏季主机一般开启9小时以上，循环水泵要运行10小时；冬季主机一般运行9小时以上，循环水泵要运行20小时。
1．节能计算
1.1主机节电计算
中央空调主机长期运行在非标准工况，工作状态偏离高效区，导致主机运行在高能耗状态；通过水流量以及供回水温度进行调控，使主机机组性能与运行工况相匹配从而提高主机部分符合下的COP值，使主机维持高效的运行状态达到节能的目的。
COP值(制冷效率)就是主机机组所能实现的制冷量（制热量）和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个冷水机组的效率越高越节能。影响机组的COP的因素有以下几点：
a、压缩机的性能系数
b、主机机组的系统匹配性：所谓系统匹配是指：压缩机、冷凝器、蒸发器和自控系统的匹配性能。
主机的运行工况不同，性能提高也就不同其节电效果也有很大差别，通过合理的控制主机部分负荷下的COP值能提高0.25~0.75个百分点，在相同负荷的情况下就能节省5%~15%的能耗。
通过对主机运行工况的优化和合理控制开启台数，提高部分负荷下的能效比，使主机能够节省大约8%~12%左右的能耗。
1.2水泵节电原理
空调水泵供水系统具有管网特性曲线，即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线，它同时表明水泵的能量用来克服系统的沿程阻力和局部阻力。
根据水泵的相似定律，在管网特性曲线基本不变时，可采用改变水泵转速来改变泵的Q-H特性曲线。从而改变它的工作点，达到即改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。如左图。变速前后流量、扬程、功率与转速之间关系为：式中P1、H1、Q1为转速n1时的功率、扬程、流量；P2、H2、Q2为转速n2时的功率、扬程、流量。由此可见，采用变频器调节电机转速时，轴功率随转速比的三次方关系进行变化，节电效果明显。
1.2.1夏季空调侧冷水泵节电计算
空调年运行负荷按设计负荷70%计算（水泵流量为设计流量的70%），
根据：P1/P2=(n1/n2)3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50则节电率=（1-0.50）*100%=50%，则理论计算节电率50%；在控制主机个数的同时也减少了冷水泵的使用数量；
综合这两部分，我们保守估计水泵节电率30%
1.2.2夏季冷却水泵节电计算
蒸发器和冷凝器存在着严格的配比关系，当平均冷负荷为70%时，流过蒸发器的冷水流量为额定流量的70%，此时流过冷凝器的冷却水流量也应在额定流量的70%。
根据：P1/P2=(n1/n2)3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50则节电率=（1-0.50）*100%=50%，则理论计算节电率50%；另外，在控制主机个数的同时也减少了冷却泵的使用数量。
综合这两部分，我们保守估计水泵节电率30%
1.2.3冬季水泵节电计算
热水泵的节电原理与冷水泵相同，另外由于有值班模式，所以热水泵节能效果要远大于夏季。
空调年运行负荷按设计负荷80%计算（水泵流量为设计流量的80%），
根据：P1/P2=(n1/n2)3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.5则节电率=（1-0.5）*100%=50%
理论计算节电率50%，热水泵夜间值班运行时，所以我们保守估计水泵节电率30%。
结语
暖通空调系统节能在整个建筑节能中占有很重要的位置，应该引起设计人员足够的重视。设计人员应当从设计的高角度出发全面考虑，严格遵守节能规范，将节能的思想贯穿于建筑领域的各个方面。节能技术的开发及可再生能源的循环利用，应当得到政府等有关部门的支持，并大力推广。并且设计、施工、监理、质监、市政管理等部门应密切配合，抓紧实施按冷、热计量装置收费，使老百姓真正从节能建筑中得到实惠，节能建筑和非节能建筑不能实行同样的采暖收费标准。同时要提高公众的节能意识，大力开发推广新的节能技术，从而实现社会的可持续发展。
参考文献：
[1]《居住建筑节能设计标准》DBJ14-037-2006.
[2]《公共建筑节能设计标准》DBJ14-036-2006
[3]《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《从设计的角度浅析暖通空调的节能》
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文章名称： 从设计的角度浅析暖通空调的节能
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