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中央空调几点节能浅谈

中央空调能够改善和提高人们的工作和居住环境的质量,改善人们的生活和提高人们的健康水平。中央空调制冷设备以电力驱动为主,耗电量大、运行费用高。目前能源问题成了摆在我们面前的一个难以解决的大问题,随着经济的发展和城市人口的增多,目前我国许多城市出现了电能缺乏的现象。因此,如何降低运行成本,节约能耗,在节能下运行,向来被管理者们所关注。

  一、建筑节能迫在眉睫

随着商用建筑(写字楼、宾馆饭店、大中型商场等)的大量兴建,采用中央空调的建筑普遍存在着高能耗的问题。例如某权威机构曾经对北京市的商业建筑进行过测试和统计,这些建筑的全年运行能耗平均比日本高出将近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,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。因此降低商业建筑空调能耗是刻不容缓的任务。

1 能耗产生的基本原因:

中央空调系统的能耗主要来自两个方面,一是空气处理设备的能耗,如冷冻机、循环泵等设备的电力能耗;二是输送新鲜空气及室内空气循环设备所消耗的电能。如新风机组,风机盘管所消耗的电能。这两部分的能耗占总能耗的80%。

2建筑能耗的其他外在因素

中央空调系统的能源消耗由建筑物所需要的制冷量和供热量决定。建筑物室内需冷量和需热量的影响因素有室外气象指标(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空气循环设计,外墙门窗的传热特性,室内人员数量、照明散热、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少有直接的关系。

中央空调制冷设备以电力驱动为主,耗电量大、运行费用高。目前能源问题成了摆在我们面前的一个难以解决的大问题,随着经济的发展和城市人口的增多,目前我国许多城市出现了电能缺乏的现象。因此,如何降低运行成本,节约能耗,在节能下运行迫在眉急。 

二、合理设定参数 

建筑空调设计的主要目标是创造一个舒适的室内空气环境,满足人们办公、学习和娱乐的需求。人体感觉的最佳室内舒适温度是23℃~26℃,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。按照北京市的规定写字楼的温度一般设置在26℃。

1、室内温差:在夏季除了居住外,人们在进出房间时一般不会增减衣服,当从低温的空调房间走到高温的室外,或从高温的室外走入低温的室内时,都要凭自身的调节机能来适应这种突然的温度变化。室内外温度差越大,人体越难适应,导致身体不适应或引起感冒等病症,这就是人们俗称的空调病。对体质较弱和年纪较大的人来说,这种空调病对其健康极为不利。在夏季室内外温度应控制在5℃--10℃为宜。

2、根据《采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)规定舒适空调室内参数为:

夏季:温度24--28   相对湿度 40%--50%   风速 0.3m/s

冬季:温度18--22   相对湿度 40%--60%   风速 0.2m/s

从上述室内参数规定来看,不论是夏季还是冬季,室内温度应有5的选择余地,在满足要求的前提下,可以把室温设定值,在夏季选择高一些,冬季尽量低一些。

对于夏季室温选的高,冬季选的低,可以减少维护结构的传热符合和新风符合,对于空调节能有时显效果。

舒适性空调房间在相对湿度不变,仅室内温度改变时的节能效果请看表:

季节

夏季

冬季

室内温度

24

26

28

22

20

18

新风负荷

82.9

61.1

44.0

117.2

78.3

48.6

其他负荷

92.9

82.9

67.4

23.9

18.4

14.2

合计负荷

175.8

144.0

111.4

141.1

96.7

62.8

节约率

0

18.1%

36.6%

0

31.5%

55.5%

从此表中可以看出,夏季室温从24提高到28,冷负荷可以减少36.6%;冬季室温从22降到18热负荷可以减少55.5%。适当降低室内温度、湿度标准可以产生客观的节能效果,适当调节室内温度是可行的。即可以保证室内的较高的舒适度,又可以减少空调能耗,降低运行费用。

三、冷源效率控制(在保持室内舒适度的前提下)

冷冻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。提高冷源效率可采取以下一些措施:

   1、降低冷却水温度

由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度每上升1摄氏度,冷机的COP下降近4%.降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先,对于停止运行的冷却塔,其进出水管的阀门应该关闭。否则,因为来自停开的冷却塔的水温度较高,混合后的冷却水水温就会提高,冷机的制冷系数就减低了。其次,冷却塔使用一段时间后,应及时检修查看(例如:填料的更换或清洗,风机、补水器等的维护),否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为冷却水降温。

  2、提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1摄氏度,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。首先,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次,一定要关闭停止运行的冷机的水阀,防止部分冷冻水走旁通管路,否则,经过运行中的冷机的水量就会减少,导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。

四、   中央空调水处理

由于受中央空调系统工作环境和条件的影响,水在物理、化学、微生物等因素的作用下,水质很容易发生变化,产生结垢等不良现象。这将对中央空调系统的运行费用、运行效果和设备、管道的使用寿命影响很大。因此,中央空调系统水质维护,能保证不至因水质问题而影响制冷和空调效果,对提高设备寿命和运行费用有着极为重要的意义。

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中央空调系统中的各种水管和风道里的水或空气,都是携带冷量或热量的载体。如果它们从中泄露,将直接造成了能量的损失。经常对管道设备进行检查和清洗十分必要。 假如管道中的冷冻水渗漏,就会降低保温材料的性能,造成能量损失;换热设备结垢会造成设备热交换率下降。当空调新风机组中的过滤网积尘过多时,风阻升高,导致风机压力上升、能耗增加,并且增加了漏风的可能性,应定期对其进行清洗,每年至少两次。

1、机组冷凝器蒸发器的定期清洗

         多数中央空调机组换热器用碳钢制成,碳钢的导热系数为:46.4--52.2W/(m.K),但碳酸盐垢的导热系数为0.464--0.697W/(m.k),只有碳钢的1%左右。由此可见,水垢或其他沉积物的导热系数比金属低的多,因此当水垢及其他沉积物覆盖在换热器的换热表面时,就会大大降低换热器的换热效率。在中央空调的蒸发器和冷凝器传热过程中,污垢直接影响着传热效率和设备的正常运行,中央空调机组运行结果表明,未进行清洗的空调机组运行一段时间后用电或燃料消耗将增加10-30% 降低使用寿命。 清洗可去除污泥,使管路畅通,水质清澈。同时除垢、防垢,提高了冷凝器、蒸发器的热效率,从而避免了高压运行超压停机现象,提高了冷却水、冷冻水流量,改善了制冷效果,减少事故停机,使系统安全高效节能运行。

    2空调水系统

2.1、冷却水系统由于是开式循环系统,冷却水通过冷却塔是充分和空气接触,在被冷却的同时也将空气的大量尘埃等杂质被引入水系统中,沉积在冷却塔、空调机组和管道里形成淤泥,降低循环水量,影响热交换。

2.2、系统投入使用后,因安装是残留在系统内的焊渣、铁屑、泥土、油污等杂质也会聚积在系统里;焊渣、铁屑等坚硬物质则会附着在换热设备表面,影响换热。

2.3、冷却水因和空气接触,在冷却塔中和管道里会滋生藻类、细菌等微生物,其死后的尸体和淤泥、油污等杂物粘附在一起,附着在设备和管道上,影响循环水量及换热,同时,微生物和沉积的产生,促使浓差腐蚀电池的形成及垢下腐蚀的产生,从而使金属的腐蚀速度加剧。冷冻水系统也因经常采用自来水通过水箱换水补水,也会产生上述现象。

2.4、冷却水系统水温较高,且均采用自来水,其Ca2+、Me2+离子的浓度随水份的蒸发而高度浓缩,从而在水管道内及换热器上形成碳酸盐水垢,附着在换热设备和管道中,因水垢的导热系数为0.464~0.697W/M.K,碳钢的导热系数为46.4~52.2W/M.K,只有碳钢的1%,降低换热设备的传热效果,引起运行成本增加,增加机组故障的产生。

以上现象轻者会降低空调效果,频繁报警,电费增加;严重则会引起管道和换热设备堵塞,设备部件被腐蚀穿孔,造成机组部件损伤,缩短设备寿命,为用户引来极大的损失。因此,无论从设备的使用寿命还是从节能运行来说定期的水质检测维护和化学清洗维保是必要的。

五、合理使用室内外新风

1、舒适性空调主要服务的对象是人,按照卫生标准要求,空调机房内每人必须保证有一定的新风供应量。当人们长期生活、工作在封闭的空调房间里,可能导致室内的一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物、挥发性有机化合物等污染物浓度的增加,室内空气质量恶化。人在这样的环境中会引起烦闷、头痛、乏力、易患感冒、注意力分散、容易疲劳等不良反应。补充新鲜空气是稀释室内的空气污染物浓度、改善室内空气质量的简单而有效的重要手段。从一项关于不良建筑综合征原因的调查结果来看,通风不良、送入新鲜空气不足和效果不好占50%-52%。可见新风量对于室内空气质量是多么的重要。

    2、在夏季需要供冷、冬季需要供暖时,由于室内外温度有很大差异,为了节能空调机房的新风供应量维持在满足卫生要求的最小值,如果此时多用新风就意味着多耗能。对于室内人员的多、变动大的空调房间,如果根据室内人员情况灵活调节,最少新风量使用量,就可以大幅度的减少新风负荷、节约能耗、降低运行费用。

    3、在过渡季节供冷就要注意充分利用室外低气温的空气所具有的冷量,加大新风使用量,使室外新风向室内送风,尽量减少人工冷源的使用时间,节约人工冷源的能耗和运行费用。

    4、采用一次回风系统焓差控制器来自动控制新风的使用量。

焓差控制器通过分别安装在回风口和新风的温度传感器和湿度传感器,测出新回风的干球温度及相对湿度,然后自动将其转换为焓值进行比较。

在夏季当室外新风的焓值比室内回风的焓值高时,通过启动执行机构关小新风阀门,开大回风阀门;当室外新风的焓值比室内回风的焓值低时,则开大新风阀门,关小回风阀门,以此来调节使用空调制冷装置的负荷降到最低限度,达到节能,降低运行费用。

5、当制冷设备向房间供冷时,室温低于控制温度过多时,房间太冷。当向房间供暖高于室温设定的温度过多时房间太热。这样不仅造成能源浪费,对人体的舒适感和健康不利。只有合理的控制好房间的温度,才能有效节约能源,不致造成能源浪费。

     综上所述:中央空调的节能应在中央空调运行管理上尽量减少系统的冷热损耗,注意室内负荷和室外天气的变化情况,及时调节供冷(或供热),加强系统的保温工作,减少冷热的损失尽可能使设备在较高的效率范围内工作。全年采用不固定的室温设定值,适时控制夏季室内温度,使室内尽量温度偏高;冬季使用室温尽量偏低的控制。确保自控系统的良好工作状态,发挥其快速及时的调控作用。

随着经济的发展和城市人口的增多,现在我国能源比较紧张,节约能源不仅可以节约运行成本,还收到良好的经济效益,利国利民,我们应该大力提倡。