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商業建筑中央空調節能技術淺談

來源:中國智能建筑行業協會    最后更新時間:2018-07-17    內容閱讀次數:

[摘要]隨著國內的寫字樓、商場、賓館等商業建筑的建設,其綜合能耗的降低符合我國節能減排的要求。而中央空調的能耗成為商業建筑能耗減急需解決的重要課題。 

  [關鍵詞]中央空調 節能 商業建筑 

  [中圖分類號]TE08 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158(2013)06-0246-01 

  1 引言 

  商業建筑隨著經濟的發展而逐漸繁榮起來,大量的寫字樓、賓館、商場等大量興建,伴隨而來的問題也越來越多,中央空調的高耗能就是其中問題之一??照{能耗是商業建筑能耗的最重要組成部分,約占總能耗的5060%,因此,中央空調的節能成為商業建筑整體節能最關鍵的內容。有數據顯示,在過去的十年,氣候同樣條件下北京的平均能耗是188 kwh/m2.a,而日本的同類建筑大約為135 kwh/m2.a,也就是說北京市的商場的能耗要比日本高出將2240%,因此商業建筑中央空調節能措施是必要的。 

  2 商用中央空調節能技術概述及工作原理 

  2.1 技術概況 

  隨著自動化控制技術的發展,以及計算機技術和變頻技術的成熟,商用中央空調目前較為成熟的技術為智能模糊控制。模糊控制技術與傳統的恒溫差、恒壓差PID調節的方式不同,該技術是由計算機技術、模糊控制技術、變頻技術以及系統集成技術集合在一起,為用戶提供了一個先進的智能化和個性化的空調服務。 

  通過應用相關技術平臺,實現了中央空調冷媒流量系統運行的智能模糊控制,在保證有效制冷的前提下,實現了高效的節能運用,可使主機的節能率大10%-30%,風機、水泵的節能率達60%-80%以上。智能模糊控制技術適合復雜的、非線性的和變性系統的控制,是目前節能的主流技術。 

  此外,還有許多新技術在商業建筑中有所運用:針對商場內人流量大的特點,可采用高效離心機和新風除濕機的溫濕度獨立控制系統對溫度和濕度進行分別控制,與常規系統相比更節能。高效離心機為商場內干式末端和新風除濕機預冷段提供冷凍水,干式末端負責商場內的溫度控制,新風的供給和除濕由新風除濕機承擔。 

  直流變頻多聯機+新風處理機系統為辦公區域提供空調效果同時引入室外新風,多聯機負責為辦公室提供冷量,而新風處理機將室外的新風引入室內,保證了室內人員對新風量的需求。同時結合分戶計費系統,實現物業的人性化管理。 

  2.2 工作原理 

  中央空調系統通常是由以下幾個部分組成的:動件、熱交換器、管道和閥件。動件主要用來驅動流體流動,包括:風機、壓縮機、水泵等;熱交換機包括:冷凝器、蒸發器、中間熱交換器、風機盤管等;管道則是用來連接不通裝置的,包括:水管、風管、冷凝管等。它的工作原理就是在將室外新鮮空氣處理后,用管道將其送入室內,進而使室內空氣能夠保持在讓人最為舒適的狀態。一般來說,中央空調系統包括五個循環:室外空氣循環、冷媒循環、冷卻水循環、冷水循環、室內空氣循環。 

  3 節能措施探討 

  3.1 商用建筑結構節能 

 ?。?)優化商用建筑結構。在商用建筑初期,就要考慮其建筑的結構,其造型、朝向、護欄結構等,都直接影響著商用建筑物與外部環境的能量互換,包括自然通風、換熱量及采光爭情況,不同的建筑結構設計所造成的能耗差別非常大,有數據統計,在充分考慮商用建筑結構的情況下,比如從通風、建筑形式、遮陽等方面進行全面優化,有可能達到節能30%以上的效果。 

 ?。?)材料節能。新型材料日新月異,建筑物的節能材料更新換代較快,在建筑物設計之前,首先要掌握當前的節能材料種類、價格等信息。材料節能主要有以下幾個方面需要注意:首先是建筑外墻和屋面,應積極采用泡沫聚苯乙烯、膨脹珍珠巖和聚氨酯等高效保溫材料,以增加外墻和屋面保溫隔熱性能;其次是建筑物的門窗。門窗的材料應當考慮采用密封性較好的材料,要有密封條的產品,目的是減少冷空氣的深入,達到節能的效果。磁軛還應該考慮采用一些玻璃產品,如真空夾層玻璃、中空玻璃以及熱反射鍍膜玻璃,采用這些材料的目的是減少因太陽的直接輻射和傳導。也可以采用遮陽的措施,例如百葉窗、窗簾等措施。 

 ?。?)空調采用通風和排風熱回收裝置 

  大多數外窗都無法控制開窗通風量,開啟一扇窗所導致的通風換氣量往往遠大于維持室內空氣質量所需要的換氣量,增加了室內不必要的冷熱負荷,因此,在裝中央空調的同時,通過專門的裝置有組織地進行通風換氣,同時在需要的時候有效地回收排風中的熱量或冷量,對降低建筑的能耗具有重要意義。 

  3.2 設計方案的選擇 

 ?。?)冷熱負荷設計的控制。商用中央空調在設計前,必須進行熱負荷冷負荷的逐項逐時的計算。冷熱負荷應采用動態的計算方法,更加中央空調實際的負荷情況選擇恰當的冷熱源。由于系統冷熱源及設備在部分負荷下的性能對系統節能有重要影響,因此,在設備選型時,一方面要考慮到特定的設計工況,同時還應該強調系統運行工況和部分負荷的系統性能的影響。 

  在進行空調系統的冷熱負荷設計時,設計的負荷過大,設備的選型沒有充分考慮到整個空調系統的負荷量和負荷特點以及設備性能,以及管道直徑、空調機組容量、末端設備、水泵配置的設計量過大,會導致運行費用、投資費用的增大。很多建筑的空調系統都達不到滿負荷的運行。水泵選型過大或者水泵的選配電機功率過大,會造成浪費能源、低效率運行的后果。多臺冷凍水泵并聯運行時,沒有根據供冷負荷的變化調整開啟臺數,而是無論冷負荷大小,都是按最大冷負荷開動冷凍水泵,白白浪費了電能。 

 ?。?)空調水系統的設計控制 

  水系統大多是定流量,設計水流量按最大冷負荷和5℃的供回水溫差確定。而實際中普遍存在大流量小溫差現象,最大負荷出現的時間很少,絕大部分時間在部分負荷下運行,實際溫差小于設計溫差,實際流量比設計流量大1.5倍以上,大大超過設計流量,水泵電耗大大增加。 

  3.3 加強中央空調運行的管理 

 ?。?)及時掌握備用冷場的實施情況,適時開關空調,充分了解最佳的停機、開機時間,尤其是其冷凍水泵在打循環水的情況。由于商業空調的差異性、系統的不同,其開關的時間也有所不同。 

 ?。?)注意氣候變化的時間,充分利用不同季節。例如,夏季早晨的室外空氣較為新鮮,同時室內空氣氣溫較高,可以采取以下方式進行節能:利用空調及消防排煙系統,送風一段時間,以半小時內為宜,這樣不僅可以是開機前的室內溫度較低,還可以減少主機的負荷;在降低室內溫度的同時還能提供室內溫度的空氣質量。 

 ?。?)在開機之前應對冷水機組進行全面的維護。特別是對機組冷凝器、蒸發器的清洗能起到較好的節能效果。采用直徑遇冷凝器和蒸發器管束相匹配的尼龍繩對臥冷凝器和蒸發器進行人工拖洗的效果較好。 

 ?。?)層分區控制。在中央空調中減少冷熱負荷,不同性質的對象可共用以冷熱水系統,而且在不同的季節要求也不同。為了實現分區分時段控制,對不同性質區域的冷熱水管加裝電磁閥,并在空調機房進行集中控制,可以有效地節能。 

 ?。?)注意觀察并記錄機組運行的吸、排氣壓力、溫度等參數,掌握機組的運行規律,并根據室外空氣參數的變化隨時調整冷卻塔的運行臺數、調整冷水水量,根據室內空氣參數的變化情況,調整新風量等參數,使機組合理運行。 

 ?。?)經常檢查冷卻水、冷凍水的水質,保持冷卻水、冷凍水水質良好,避免水垢附著在換熱器內壁,影響換熱效果,增加耗電量。 

  4 結束語 

  隨著人們生活水平的提高,人們對室內的舒適性也越來越高:一個健康而舒適的商業環境可以讓您在購物、消費時清爽愉悅。但隨著商業建筑的增加,商業建筑的空調能耗也不斷增加,所以節能勢在必行。 

  參考文獻 

  [1]董云龍,中央空調節能技術分析山西建筑,2009,35(22):241-244 

  [2]聞韻,南方地區建筑節能技術措施與對策研究[J]福建建材,2006,91(1):50-53

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