中央空调节能及自控系统设计电子版_中央空调节能及自控系统设计pdf

1.商业建筑空调节能技术措施探讨？

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3.浅析建筑工程空调通风系统节能控制？

公共建筑空调节能设计的探讨具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整,建筑能耗的相对值和绝对值都将持续增长,我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4。而空调能耗一般要占到整个建筑能耗的40%以上,因此降低空调系统能耗对降低建筑物能耗,节能减排有重要意义。2005年7月1日起实施的(GB50189-2005)《公共建筑节能设计标准》为公共建筑的建筑热工设计和供暖、通风和空调设计等提出了设计原则。从制冷空调行业产业链现状来看,可以分为设计、制造、安装、运行。设计是行业的龙头,也是行业的源头。空调节能,设计先行,设计师的设计对空调制冷系统的节能起着至关重要的作用,因为设计师决定制冷空调系统容量的大小,即使制造厂家制造出最精良的设备,最节能的设备,没有设计师的正确设计,也难以实现节能减排的要求。1 选择高效节能设备,合理配置设备,实现节能对于中央空调系统的设计来说,首先应选择高效节能的中央空调设备。中央空调设备一般包括:空调冷热源设备,空调机组、水泵、风机、风机盘管等末端设备。空调设备中冷热源设备能耗约占空调总能耗的一半,是中央空调节能的主要部分。选用冷水机组时要严格执行蒸汽压缩循环冷水机组(GB/T18430-1-2007)标准,中小型公共建筑可以选用空气源热泵机组作为冷热源,因为不需要设置室内机房,安装方便,管理维护简单。但对于大型公共建筑,由于空气源热泵机组的性能参数较水冷型机组低很多,单台机组的容量不大,台数过多难以布置在屋面上,因此应选用螺杆或离心式水冷冷水机组。中央空调末端设计中一定应选用盘管重量轻、单位风机功率供冷或者供热量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理,漏风量少,空气输送系数大的机组。2 利用能量回收系统实现节能空调系统可通过回收排风中的冷(热)量处理新风,用冷凝器的放热加热生活用水达到节能的目的。2.1 排风冷(热)量回收在建筑物的空调负荷中,新风负荷所占比例比较大,一般占空调总负荷的20%~30%。空调运行时要排走室内部分空气,必然会带走部分能量,同时又要投入能量对新风进行处理,如果在系统中安装能量回收装置,利用全热交换器或显热交换器回收排风中的能量,用排风中的能量来处理新风,就可减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,提高空调系统经济性。2.2 冷凝器热量回收空调冷凝热是空调系统制冷量与制冷机输入功率之和,冷凝热一般为制冷量的1-15~1-3倍左右(吸收式可达2-2倍),可见制冷机冷凝热是相当大的。通常情况下,空调冷凝热是通过冷却水系统排入大气,将如此大量的冷凝热直接排到室外的大气中,直接加剧了室外大气的热污染,加剧了城市的热岛效应。如果使用冷凝热回收技术,将这些热能回收,用于生活热水或作为加热热源,既可大大降低整个暖通系统的运行费用,又可以减少向大气中排放的废热,减轻大气污染,改善生态环境。冷凝器的放热量与空调负荷的变化同步,而与热水用量可能不一致。机组的正常运行要求冷凝热、冷却水量、热水用量平衡,常与现实不一致,这在系统设计时应加以考虑,可用蓄热装置来进行调配,如图1所示。根据热用户的要求,对来自蓄热水池的热水可再加热。该系统的工况转换控制主要根据蓄热水池的热水温度信号,当热水温度高于某设定值时冷却塔开始运行。3 应用热泵技术实现节能热泵是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调。可以冬季制热、夏季制冷以及供生活热水,热泵系统设计简单,运行可靠,自控精度高,节能效果显著。热泵的种类很多,包括空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、水环热泵、燃气热泵、蓄热式热泵和高温相变式热泵等。热泵技术发展很快,在国外广泛应用,在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述,并指出:热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低,但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上,就初投资、暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证,进而提出合理的方案进行建设。4 合理降低室内温度标准实现节能从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与当地室外气象参数、建筑物的护结构及室内发热散湿量有直接关系外,室内设计温、湿度标准也是直接影响冷负荷大小的重要因素。从护结构的传热计算公式可看出:在原室内设计温度时护结构的传热量为Q1=FKΔt1,若改变室内设计温度后,结构的传热量为Q1=FKΔt2,将以上两个情况进行比较,则Q2∶Q1=Δt2∶Δt1,得Q2=(Δt2/Δt1)Q1。如哈尔滨地区夏季空调室外计算温度为30-3℃,设室内温度从25℃提高到26℃,则Δt1=30-3-25=5-3℃,Δt2=30-3-26=4-3℃,所以Q2=(Δt2/Δt1)Q1=（4.3/5-3）Q1=0-811Q1,也就是室内设计温度提高1℃,则通过结构的传热量可减少18-9%。由此看出,夏季室内温度越高,冷负荷就越低,系统设备耗能也就越小。在保证人体健康与舒适性的前提下,夏季室温每升高1℃,节省的冷负荷是很可观的。因此,从节能角度考虑,当前总趋势是各国都在修订过去偏高的室内温湿度标准。美国国家标准局认为把夏季设定温度从24℃改为26-7℃,约可节约能量15%,冬季设定温度从24-4~26-7℃,改为21~22℃,约可节能18%。可见,为降低能耗,在满足生产要求和人体健康的情况下,空调房间室内温度,夏季应尽可能提高,冬季应尽可能降低。5 加强管理力度,减少能源浪费日常管理是建筑节能是否实际有效的关键。一个设计得再好的节能系统,如果管理不善,也达不到节能的目的。5.1 提高操作管理人员素质在中央空调能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的,各项调节和节能措施的实施,也与操作人员的技术素质直接相关,所以应加强对中央空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行中央空调操作人员操作证制度,使其具备必要的制冷空调知识,懂得根据室外参数的变化来进行调节,以及怎样调节才会节能。5.2 制定并执行合理的空调运行管理制度日常运行中杜绝跑、冒、滴、漏现象,经常清洗过滤设备,保证冷冻水、冷却水水质,以免空调设备产生污垢、锈蚀、锈渣和生物污泥,使管道流动阻力加大而流量减小,甚至管道堵塞,导致制冷量下降,从而浪费电能。根据理论计算,冷疑器的污垢每增加0-1mm,热交换效率就降低30%,耗电量则增加5%~8%。对设计考虑的过渡季全新风运行和间歇供冷、供热等节能措施,是否正确进行,真正把能耗节省下来。6 结语节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计、施工及管理人员在工程实践中应提高节能意识,将各种节能措施合理运用,综合分析各种影响因素,选择经济合理的节能方案。

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商业建筑空调节能技术措施探讨？

中央空调节能可以从以下几个大的方面来考虑，

首先就是建筑节能，建筑外墙内墙等使用保温材料进行保温，玻璃使用新型阻热玻璃等。

其次设备节能，房间内各用电器使用更节能的等级产品，照明尽量使用led灯等。

再次中央空调系统节能，中央空调主机尽量选用能效比较高的制冷设备，做好保温，中央空调系统设计选型合理，使用节能水泵，中央空调系统与楼宇自控系统相结合，可以远程开关、设定等。

最后人为因素，空调温度设定合理，在使用空调时候尽量少开门窗透气等；做到人离开空调关闭，温度合适或者通风换气时空调关闭状态等。

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1概述

随着经济建设的发展，商用建筑（写字楼、宾馆饭店、大中型商场等）大量兴建，19年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米，其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2].目前国内兴建的用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60%。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万～450万kW.按重庆和上海的统计，中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%[3]，给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右，对于商场和综合大楼可能要高达60%以上，因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

2.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1]（ASHRAE Handbook）的基础篇里，给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域，大约是空气温度13℃～23℃，空气相对湿度20%～80%。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高，都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高。

2.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间，由于使用功能的需要，会在房间的局部产生较大的散热量，例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。但是在运行中，这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理，那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷，浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20～30%，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例：

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3，所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外，还要合理利用新风。春秋季或冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可用室外新风为室内降温，可减少冷机的开启量，节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手：

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数（COP，Coefficient Of Performance），是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关，仅取决于被冷却物的温度T0‘和冷却剂温度Tk’，T0‘越高，Tk’越低，制冷系数越高[4].所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功量多，耗电量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可取以下一些措施：

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系：

从右图可以看出，冷却水的供水温度每上升1℃，冷机的COP下降近4%.降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高，冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率越高，右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出，冷冻水供水温度提高1℃，冷机的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度；关闭停止运行的冷机的水阀，防止部

分冷冻水走旁通管路，经过运行中的冷机的水量较少，冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷，不仅由于此时冷负荷较小，冷机制冷系数较低、能耗大，而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种，一种是地下水，另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气，此时室外空气较低，可用于空调系统供冷。例如，北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃，冬季室外空气湿球温度一般低于0℃，这种温度下的空气是较好的冷源，可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热器冷却冷冻循环水，被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备，如风机盘管、空调箱，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜，满足人们的舒适要求，空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内，同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的70～80%左右[5]，有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果：图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出，空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%～16%，占空调系统耗电量的15%～30%，耗电量接近于全楼照明用的电量，所以水泵节能非常重要，节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手：

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统成为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力，所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统，制冷机房和冷却水池设在一层，冷却塔设在十层屋顶，距地面33米，冷却水泵扬程为67米，配电功率为180kW，而改成闭式冷却水系统后，冷却水泵扬程只需25米，配电功率仅为75kW，每年可节电18万度，合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中，要定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡，以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度，造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示：

根据上图水系统的运行压力分析可以看出，在热交换器和热水循环泵之间的阀门（此阀门的开度仅有25%）和管路消耗了0.2Mpa的扬程，泵后阀门（此阀门的开度仅有25%）消耗了0.08Mpa，而加压泵总的扬程才0.25MPa，加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa，还低于热交换器的出口压力，加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了，并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言，加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵，每年可节省电耗22万度，节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率（一般80%左右）变化。在输送流体的要求相同，即要求的输出功率相同的条件下，如果水泵的效率较低，那么就需要较大的输入功率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵，使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时，也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的，如下式所示：

（3-1）

式中：

G――水流量，kg/h；

Q――冷热负荷，kcal/h；

Δt――供回水温差，℃。

从上式可看出，空调水供回水温差越大，空调水流量越小，从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少，流经制冷机的蒸发器时流速降低，引起换热系数降低，需要的换热面积增大，金属耗量增大。所以经过技术经济比较，空调冷冻水的供回水温差4～6℃较经济合理[4]，空调热水的供回水温差10℃较经济合理，大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比，如下式所示：

（3-2）

式中：

N――水泵耗电功率，kW；

S――管路阻抗，表征管路特性的参数，kPa.s/m6；

G――水流量，m3/s；

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2～3℃，如果将供回水温差提高到5℃，水流量将减少到原来的50%左右，所以如果水流量减少50%，水泵耗电量将减少87.5%，节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量，有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况，而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡，夏季过热的房间所属的支路阻力大，当流量减少时，阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度，致使房间过热。如果加大流量，阻力小的支路就会超过需要的水流量，那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求，不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的，所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化，并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大，全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50%左右。当空调冷热负荷变化时，由公式（3-1）可知，所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下：[7]

（3-3）

式中：

n1，n2――电机转速；

G1，G2――水流量；

H1，H2――水泵扬程；

N1，N2――水泵轴功率；

所以通过改变水泵电机的转速，就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz，变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%左右，如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右，水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5%，节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的，右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例：

空调系统风机电耗所占比例最大，风机节能的潜力也就最大，风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手：定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控，也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用，这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑，可能有上百台空调箱、新风机组，运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现，更不用说适时地调整空调箱的运行参数，让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统，即使是最简单的启停控制，也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店，面积13.5万平方米，有空调箱、新风机组90多台，而运行管理人员只有十几人，空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制，每年可节电130万度，节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大，商业建筑的能耗较发达国家高40%左右，商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，通过上述具体措施，可以有效的降低商业建筑的空调能耗，并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点，有利于商业建筑空调节能工作的开展。

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浅析建筑工程空调通风系统节能控制？

(ps 表格弄上来有点乱哈- -||，慢慢看)

1．2 暖通空调工程施工图设计说明书

一、主要设计参数

1．室外设计气象参数

（1）空调室外计算干球温度

冬季twk＝-----------℃

夏季twg ＝-----------℃

（2）夏季空调室外计算湿球温度tws＝-----------℃。

（3）冬季空调室外计算相对湿度（最冷月月平均相对湿度）Φ＝-----------％。

（4）大气压力

冬季 Pd＝hpa；

夏季 Px＝hpa。

2．室内设计参数见表1．2．l。

室内设计参数表 表1?2?1

序

号

夏季 冬季

新风量

（m3/h）

噪音声级db(A) 空气中含尘量

mg/m3

温度

℃ 相对湿度

% 平均风速

m/s 温度

℃ 相对湿度

% 平均风速

m/s

1

2

3

.

.

.

二、空调系统的划分、冷热指标与运行工况

1 ．空调系统的划分（见空调系统划分表1．2．2）

空调系统划分表 表1．2．2

系统编号 服务房间 送风量m3/h 设计负荷Kw 空调方式 气流组织形式

夏季 冬季

K-1

K-2

K-3

2．冷、热指标

本项目空调建筑总面积为．______m2，二季设计冷负荷为_____kw，冬季设计热负荷为．kw，建筑平面冷指标为______W／m2，建筑平面热指标为______W／m2。

3．空调系统的设计运行工况，见表1．2．3。

空调系统的设计运行工表 表1．2．3。

系统编号 参数名称 单位 不同工况时的运行参数

室

外 干球温度 ℃

湿球温度 ℃

室

内 干球温度 ℃

湿球温度 %

新风量 m3/h

一次

回风 混合点温度 ℃

混合点焓值 J/Kg

回风量 m3/h

一次

回风 混合点温度 ℃

混合点焓值 J/Kg

回风量 m3/h

冷却处理后的状态 温度 ℃

相对湿度 %

供水情况（冷水、热水、循环水）

加热处理后的状态 一次加热后温度 ℃

二次加热后温度 ℃

加湿量 Kg/h

送风状态 温度 ℃

相对湿度 %

三、风管、方阀与防火阀

1．风管

（1）设计图中所注风管的标高，对于圆形时，以中心线为准；对于方形或矩形时，以风管底为准。

（2）风管材料用_________制作，厚度及加工方法，按《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243—）的规定确定。

（3）当设计图中未标出测量孔位置时，安装单位应根据调试要求在适当的部位配置测量孔。测量孔的做法见国标T615。

（4）穿越沉降缝或变形缝处的风管两侧，以及与通风机进、出口相连处，应设置长度为200～300mm的人造革软接；软接的接口应牢固、严密。在软接处禁止变径。

（5）风管上的可拆卸接口，不得设置在墙体或楼板内。

（6）所有水平或垂直的风管，必须设置必要的支、吊或托架，其构造形式由安装单位在保证牢固、可靠的原则下根据现场情况选定，详见国标T616。

（7）风管支、吊或托架应设置于保温层的外部，并在支吊托架与风管间镶以垫木，同时，应避免在法兰、测量孔、调节阀等零部件处设置支吊托架。

（8）敷设在非空调空间里的送、回风管，均以______进行保温，厚度为_____mm。保温层外部覆以______________保护层，做法见国标 T613和 87R412。

2．风阀

安装调节阀、蝶阀等调节配件时，必须注意将操作手柄配置在便于操作的部位。

3．防火阀

（1）安装防火阀和排烟阀时，应先对其外观质量和动作的灵活性与可靠性进行检验，确认合格后再行安装。

（2）防火阀的安装位置必须与设计相符，气流方向务必与阀体上标志的箭头相一致，严禁反向。

（3）防火阀必须单独配置支吊架。

四、冷热水系统

1．制冷机

（1）冷源选用______型_______机组共______台。冷源服务的建筑面积为_________m2，

装机容量指标为________W／m3。

3.制冷机的设计运行工况及各项参数见表1．2．4。

制冷机设计运行参数表 表1．2．4

冷机号

冷凝温度℃

蒸发温度℃ 制冷水 冷却水

初温℃ 终温℃ 水量（m3/h） 初温℃ 终温℃ 水量（m3/h）

R—1

R—2

R—3

：

（3）制冷机组的清洗、安装、试漏、加油、抽真空、充加制冷剂、调试等事宜，应严

格按照制造厂提供的《使用说明书》进行；同时，还应遵守《制冷设备、空气分离设备

安装工程施工及验收规范》（JBJ30——96）和《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（JBJ29—96）以及其它有关规范、标准中的各项规定。

2．冷水系统

（1）冷水系统用____________ 式机械循环。

（2）图中所注管道标高，均以管底为准。

（3）管材：用碳素钢管，具体规格见表1．2．5。

钢管钢管规格表 表1．2．5

公称直径 外径壁厚（mm） 应用标准

mm in

10

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500 3/8

1/2

3/4

1

11/4

11/2

2

21/2

3

4

5

6

8

10

12

14

16

18

20 17.0×2.25

21.3×2.75

26.8×2.75

33.5×3.25

42.3×3.25

48.0×3.50

57.0×3.50

73.0×3.50

89.0×4.00

108.0×4.00

133.0×4.00

159.0×4.50

219.0×6.00

273.0×6.50

325.0×7.50

377.0×9.00

426.0×9.00

480.0×9.00

530.0×9.00 GB3092—82

GB8163—87

SYB10004--63

（4）水管路系统中的最低点处，应配置DN=25mm泄水管，并配置相同直径的闸间或蝶阀。在最高点处，应配置DN=15mm_________式自动排气阀。

（5）管道支吊架的最大跨距，不应超过表1．2．6给出的数值。

管道支吊架表 表1．2，6

公称直径（mm） 最大跨距（mm） 公称直径（mm） 最大跨距(m)

15—25

32—50

65—80

100

125

150

200 2.0

3.0

4.0

4.5

5.0

6.0

7.0 250

300

350

400

450

500

600 8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

11.0

12.0

（6）管道活动支、吊、托架的具体形式和设置位置，由安装单位根据现场情况确定，做 法参见国标 88R420。

（7）管道的支、吊、托架，必须设置于保温层的外部，在穿过支、吊、托架处，应镶

以垫木。

（8）冷水供、回水管、集管、阀门等，均需以保温材料（导热系数A≤0．06W／m?℃）进行保温。保温层的厚度：当DN≤50mm时，δ=_______mm：DN≤50mm时，δ=________mm。保温层外部，覆以________保护层，做法见国标 87R412。

注：当用带铝箔复合层的管壳时，可以不再做保护层。

（9）冷水管道穿越墙身和楼板时，保温层不能间断；在墙体或楼板的两侧，应设置夹

板，中间的空间，应以松散保温材料（岩棉、矿棉或玻璃棉）填充。

（10）与水泵连接的进、出水管上，必须设置减振接头，接头选型，详见设计图纸。

（11）每台水泵的进水管上，应安装闸阀或蝶阀、压力表和Y型过滤器；出水管上应安装止回阀、闸阀或蝶阀、压力表和带护套的角型水银温度计。

（12）安装水泵基座下的减振器时，必须认真找平与校正，务必保证基座四角的静态下沉度基本一致。

（13）管道安装完工后，应进行水压试验。试验压力按系统顶点工作压力加 0．IMPa用，但不得小于 0．3MPa，在5min内压降≯20kPa为合格。

注：水系统水压试验时，若系统低点的压力大于所能承受的压力时，应分层进行水压试验。

（14）经试压合格后，应对系统进行反复冲洗，直至排出水中不夹带泥砂、铁屑等杂质，且水色不浑浊时方为合格。在进行冲洗之前，应先在所有设备的进水口加装过滤器或临时滤网，待冲洗工作结束后再拆下为冲洗管道而临时安装的滤网，并清洗过滤器的滤网。管路系3．热水系统

（1）热媒用_________℃热水，回水温度为________℃。由设置于_______内的______式换热器集中提供，经循环水泵输送至各空调换热设备。

（2）水路系统设计为_____管制，冷水和热水_____使用_______管路。

（3）换热器选用_______型________式，传热面积为_______m2。

（4）换热器及与其相连的供热管道，均以岩（矿）棉进行保温，厚度为____mm，保温层外部做______________保护层，做法详见国标87R411。

五、油漆

1．保温风管、冷水管道、设备等，在表面除锈后，刷防锈底漆两遍。

2．不保温的风管、金属支吊架、排水管等，在表面除锈后，刷防锈底漆和色漆各两遍。

注：（1）用镀锌钢板时可以不刷漆。

（2）对于风管，必须内外均刷防锈底漆。

（3）为了省去除锈工序，推荐用SRC－A型特种带锈防锈除锈底漆。

六、调试和试运行

（一）试压、冲洗与清扫空调制冷系统安装竣工并经试压、冲洗合格以后，应进行必要的清扫。

（二）调试

上述工作全部完成后，即可投入试运行，进行测定与调整，主要内容有：

1．单机试运转水泵、通风机、空调机组、制冷机等设备，应逐台启动投人运转，考

核检查其基础、转向、传动、润滑、平衡、温升等的牢固性、正确性、灵活性、可靠性、合理性等。

2．系统的测定与调整

（1）测定通风机的风量、风压；

（2）按“动压（或流量）等比法”调整系统的风量分配，确保与设计值相一致；

（3）风量调整好以后，应将所有风阀固定，并在调节手柄上以油漆刷上标记。

3．冷（热）态调试

（1）考核并测定加热器、冷却器、喷水室、加湿器、热交换器、制冷机等设备的能力。

（2）按不同的设计工况进行试运行，调整至符合设计参数。

（3）测定与调整室内的温度和湿度，使之符合设计规定数值。

4．自控系统的调整

将各个自控环节逐个投人运行，按设计要求调整设定值，逐一检查，考核其动作的准确性与可靠性。必须调整至各项控制指标符合设计要求。

5?综合调试

根据实际气象条件，让系统连续地运行不少于24h，并对系统进行全面检查、调整、考核各项指标、以全部达到设计要求为合格。

以上调试过程，应做好书面记录。

1．3 暖通空调工程施工说明书

一、分清施工责任并按图施工

为确保施工质量，施工队自进人施工现场起到施工结束止，应明确建立施工小组或施工人员的安装责任区或责任段，以便奖优罚劣，并在出现问题时便于查找和分清责任。施工安装必须严格按图施工，施工人员不得自行改动。如因故需要变动，必须通设计人核查与验算，并出具“设计变更通知书”。

＝、管道连接方式

除小管径管道（DN32以下）可用丝扣连接外，一般管道均为焊接方式。但在施工中应

考虑分区或分段打水压试验时加盲板之需要，由施工队确定在适当部位增设法兰盘。

三、管道除锈、涂漆与清洗

．1?除锈涂漆 除镀锌管外，各种管道均应进行除锈处理并涂以防锈漆。

．2．清洗管道安装时，必须先行清除管内脏物。水系统安装后，须对全系统冲水清洗

（或用压缩空气吹清），直至管内排出的水呈无色的、不含杂质的水为止。然后清洗冷水机组、空调机组、新风机组和每个风机盘管的水过滤器滤网以及水泵吸水口处水过滤器的滤网。各设备进水口如未装过滤器，则清洗管道前应加装临时滤网，待冲洗完毕后再拆下临时滤网。

四、无渗间试验

1．打水压试验 凡供回水管和补水管（含地下敷设管道）均须进行0.8～1.0MPa水压试验20min无渗漏为合格（或smin内压降≯20kPa为合格）。

2、注水试验接水盘凝水管、膨胀水箱及其溢、泄水管均须进行充自来水而无渗漏为合格。

3。验收签字无渗漏试验须由甲方验收并签字。

4、防凝水滴落 每个风机盘管的供水小阀门和过滤器均须安装在接水盘上方，以防凝水滴落于接水盘之外的吊顶上，其他管道则敷设保温层，以杜绝凝水滴落。

五、保温施工

在无渗试验合格后方可敷设保温层。保温施工要保证各部位的严密封闭，不得有漏缝

或漏点，严防凝结水滴落而出现施工质量事故。

六、安全施工

暖通空调工程施工必须遵照国家、省（市、区）安全施工的各种规范和甲方以及施工队的安全规定，严防出现各种事故，杜绝重大事故。

建筑能源管理系列

前言：建筑能耗是指建筑在建设和运行使用过程中所利用的能源，其中使用过程中能源利用量占主导部分，包括建筑制冷、暖、照明、通风、炊事等方面的能耗。我们之前探讨了关于建筑围护结构、建筑照明系统及建筑供暖系统的节能改造。而在我国，真正的“耗能大户”的还是空调通风系统。空调与我国冬夏季能源紧张局势特别是当前电力紧张局势的形成有着密切关系，空调的迅速普及，使他作为建筑能耗大户的地位日益突显。到2020年中国内地空调高峰负荷节电空间约9000万kW，相当于5个三峡电站的满负荷容量，相应可减少电力建设投资4000亿元以上。因此，空调通风系统的节能已是当务之急，意义重大而深远。接下来笔者将一一介绍从需求侧相应对系统进行调节的空调通风系统节能措施。冷热源中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高，一般为3.7～5；第二种冷热源即热泵型机组，夏季制冷，冬季制热。在设计工况下，其能效比较水冷机组要低，仅达到3左右，但其具有良好的节能和环保效果；中央空调的另一种冷热源为溴化锂吸收式机组，这类机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低，节电不节能，适用于有废热和余热的地方。建筑冷热源系统能量利用效率对比除了冷热水机组的选择，还可通过自动控制冷热源主机系统的启停量来实现空调通风系统的节能。如下图所示，是一种按冷冻水回水温度控制启停台数，利用主机信号和故障报警信号构成反馈的逻辑控制流程。用变频系统变频空调是指加装了变频器的常规空调。压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比。变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，它不仅能有效改良空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗，节省运行成本。设计者在选择设备时，通常留有一定的设计余量，实际上设备也极少在全负荷工况下运行，甚至从未全负荷运行过。建筑物由于使用情况的变化(如出租率不高，建筑功能变化等)，负荷也会发生相应变化。建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。通常空调设备只能按设计的额定功率运行，当负荷降低时，设备仍然按照额定功率全负荷输出运行，这就必然造成能量的浪费。如果我们能够使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化，那么就可起到节能的效果。根据空调负荷来相应改变水流量或风流量可有效实现地节能。变风量空调系统(VAV)是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节房间送风量以维持室温。变风量和定风量系统相比，一般情况下可节能50%。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调节温度的，其比定流量系统要节电。随着工业变频器的推广应用，通过对水流量、风量及主机等的变频控制调节，可实现其同所需空调负荷的实时匹配，从而产生显著的节能效益。如下图所示，VAV空调系统常用在送风机的输入电源线路上加装变频器，根据控制系统的指示改变风机的转速，满足空调系统的设计。新风控制根据舒适程度要求，一般把总新风量控制在全风量的10%左右，是可以节能的。有的空调系统回风量不到90%，回风量偏小，无度的增大新风热负荷，不是节能运行。利用自动控制技术实现新风控制，是实现空调通风系统节能的一个有效途径。空调系统确定后，可根据当地的气象变化情况，将焓湿图分成若干个气象区（空调工况区），对应于每个空调工况区取不同的运行调节方法。基本要求是调节机构尽量少，调节方法尽量简单，系统在各个工况分区内的运行最经济、合理,能最大限度地利用自然能源,以减少冷量、热量和电能的消耗,降低运行成本。（全年运行的五工况分区图、调节条件及调节内容）泵与风机的节能风机和水泵是空调系统中几乎不可缺少的设备，又是空调系统中耗电最多的设备之一。大中型中央空调系统中水泵的耗电量甚至占整个系统耗电量的30%左右。泵与风机存在的主要问题有：①为了压低初投资，所选用的泵与风机质量低，额定效率低于先进水平。②系统设计不合理，大马拉小车，有较大裕量。运行时泵与风机偏离性能曲线上的最佳工作区，运行效率比额定效率低很多。③输送管路的设计和安装不合理，管路阻力大，运行能耗加大。④管路水力不平衡，只能取阀门或闸板调节流量，增加了节流损失。⑤维护保养不当，泵与风机经常带病工作，浪费了能源。一般的节能措施有：①更新和改造，用高效率泵与风机替代原有的效率比较低的泵与风机。②选择水泵或风机特性与系统特性匹配。管网特性曲线尽量通过效率的最高点，对于流动特性变化比较大的管网系统，应尽量选择效率曲线平坦型的水泵。③在主要管路上安装检测计量仪表。④切削叶轮、减小直径。如果所选水泵的流量和扬程远大于实际需求，最简单的方法就是减少叶轮的直径，从而减小轴功率。但是这种方法只适用于扬程比较稳定的系统。⑤调节入口导叶，从而改变水泵或风机的流量压力曲线。入口导叶调节范围较宽、所花代价小、有较高的经济性，并可实现自动调节，因此被广泛用。总结总而言之，随着现代科学技术的发展，空调自控系统愈趋成熟，为使空调系统得到更加充分的利用，通风系统节能调节效果更加显著，我们应注重新技术的发展，不断实践、优化节能系统，在设计时达到高标准、高要求，在满足舒适度的基础上实现高能效。

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