空调通风系统节能.ppt

1、空调通风系统节能,主要内容,空调系统分类和组成 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,空调通风系统节能,Part 1 空调的任务和用途 空调系统的分类 空调的基本方法和系统组成,空调系统分类和组成 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,1. 空调系统分类和组成,空调的任务和用途,空调系统的分类,按照空调服务对象或用途不同可分为： 舒适性空调：以满足人对特定空间内空气环境的舒适性要求为主要目的 工艺性空调：以满足生产工艺和科学实验过程、设备运行和产品储存等对特定空间内空气环境的要求为主要目的，工作人员的舒适要求有条件时可兼顾。 按照空调空气处理设备的设置情

2、况可分为： 集中式空调：所有处理设备设在一个集中的空调机房内。 半集中式空调：除了集中空调机房外，还设有分散在被调房间内的二次设备（末端装置）。 分散式空调：把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。,空调系统的分类,按照空调承担室内负荷所用的介质种类可分为： 全空气系统：空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担。 全水系统：空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。 空气-水系统和制冷剂系统 按照被处理空气的来源可分为： 封闭式系统：循环式系统，无新风 直流式系统：全新风 混合式系统：新风混合一部分回风 工业空调以全空气的集中空调系统比较多见。

3、,空调系统组成,典型建筑中央空调系统主要由四部分组成： 冷热源 流体输送与分配系统 空气处理装置 控制调节装置,空调通风系统节能,Part 2 空调系统冷热源 空气处理方式 空气处理设备,空调系统分类和组成 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,2. 空调系统设备,空调冷热源 天然冷热源和未利用能 天然水: 地下水、地表水水源热泵 土壤蓄能：土壤源热泵 空气蓄能：空气源热泵 废热：工业污水和生活污水中的废热、锅炉余热污水源热泵 可再生能源 太阳能：太阳能热泵 风能、生物质能等 常规能源 电能、化石燃料,城市能源系统,空调冷热源的选择与组合方案,选择冷热源需要考虑的因素 1、

4、能源情况 2、设备性能特性 3、能耗及COP 4、环保 5、初投资 6、运行费用 不同的冷热源具有不同的性能特点，有一定的适用条件，因此注意选择条件。,空调冷热源的选择与组合方案,常用空调冷热源组合方案 1、电动式冷水机组供冷+锅炉供暖 2、电动式冷水机组供冷+热网供暖 3、直燃式溴化锂吸收式冷热水机组夏季供冷，冬季供暖 4、空气源/土壤源热泵冷热水机组夏季供冷，冬季供暖 5、离心式冷水机组与锅炉、吸收式冷水机组组合 6、热电冷三联供,某工厂空调系统流程图,空调系统冷源装置,制冷机 冷水机组：制冷剂在蒸发器中吸收水中的热量而蒸发，机组向空调系统提供冷水。 按冷却介质分类：风冷冷水机组和水冷冷水

5、机组 按压缩机类型分类：活塞式、螺杆式、离心式 冷风机组：蒸发器为直接膨胀式盘管，制冷剂在盘管中吸热蒸发，直接对空气进行冷却。 分体式空调，单元式空调 吸收式制冷装置：利用制冷剂液体在汽化时要吸收汽化潜热的物理特性来实现制冷 溴化锂-水溶液是空调用吸收式制冷系统常用的“工质对”。 吸收式冷水机组、吸收式冷热水机组和吸收式热泵机组 制冷机的组成：压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀 制冷剂：R22、R123、R134A，R407C,空调系统热源装置,锅炉供热 热水锅炉 蒸汽锅炉 热交换器供热 热泵、直燃机供热,热泵,热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义，热泵也就是像泵那

6、样，可以把不能直接利用的低位热能（如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、油、电能等）的目的。 热泵空调系统是热泵系统中应用最为广泛的一种系统。在空调工程实践中，常在空调系统的部分设备或全部设备中选用热泵装置。空调系统中选用热泵时，称其系统为热泵空调系统，或简称热泵系统。,热泵,与常规的空调系统相比，具有如下特点： （1）热泵空调系统用能遵循了能级提升的用能原则，而避免了常规空调系统用能的单向性。所谓的用能单向性是指“热源消耗高位能（电、燃气、油、和煤等）向建筑物提供低温的热量向环境排放废物（废热、废气、废渣等）”的用能模

7、式。 （2）热泵空调系统用大量的低温再生能替代常规空调系统中的高位能。 （3）常规暖通空调系统除了采用直燃机的系统外，基本上分别设置热源和冷源，而热泵空调系统是冷源与热源合二为一，用一套热泵设备实现夏季供冷，冬季供暖，冷热源一体化，节省设备投资。 （4） 一般来说，热泵空调系统比常规空调系统更具有节能效果和环保效益。,热泵,热泵系统分类 热泵系统按低位热源的种类分类可以分为： 空气源的热泵系统； 水源的热泵系统； 土壤源的热泵系统； 太阳能热源的热泵系统； 废热源的热泵系统； 多热源的热泵系统。 按驱动能源的种类分类可以分为： 电动热泵系统，其驱动能源为电能，驱动装置为电动机； 燃气热泵系统，

8、其驱动装置是燃气发动机。,空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水。 空气源热泵产品与锅炉相比的优点在于： （1）热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效率不会超过100%； （2）运行费用低：与燃油，燃气锅炉比，全年平均可节70%的能源； （3）环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂R417A，对臭氧层零污染，是较好的环保型产品； （4）运行安全，无需值守； （5）模块式安装，便于增添设备。,21,空气源热泵,各种形式的空气源热泵机组,22,空气源热泵热水器为一种利用空气作为低温热源来制取生活

9、热水的热泵热水器，主要由空气源热泵循环系统和蓄水箱两部分组成。空气源热泵热水器就是通过消耗少部分电能，把空气中的热量转移到水中的制取热水的设备。它的工作原理同空气源热泵（空气/水热泵）一样。,空气源热泵热水器,23,空气源热泵,空气源热泵热水器的工作原理,24,地源热泵空调系统是一种通过输入少量的高位能，实现从浅层地能（土壤热能、地下水或地表水中的低位热能）向高位热能转移的空调系统，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为低位热源（或热汇）的热泵空调系统。 以土壤为热源和热汇的热泵系统称之为土壤耦合热泵系统，也称地下埋管换热器地源热泵系统；以地下水为热源和热汇的热泵系统称之为地下水热泵系统；以地表

10、水为热源和热汇的热泵系统称之为地表水热泵系统。,25,地源热泵,（1）地表水源热泵 闭式环路系统：将盘管直接至于水中，通常盘管有二种形式，一是松散捆卷盘管，即从紧密运输捆卷拆散盘管，重新卸成松散捆卷，并加重物；二是伸展开盘管或“Slinky”盘管。,26,地源热泵空调系统分类和形式,开式环路系统：通过取水装置直接将湖水或河水送至换热器与热泵低温水进行热交换，释热后的湖水或河水直接返回湖或河内，但注意不要与取水短路。,27,地源热泵空调系统分类和形式,（2）地下水源热泵 同井回灌：同井回灌热泵技术是我国发明的新技术。取水和回灌水在同一口井内进行，通过隔板把井分成二部分，一部分是低压（吸水）区，另

11、一部分是高压（回水）区。当潜水泵运行时，地下水被抽至井口换热器中，与热泵低温水换热，地下水释放热量后，再由同井返回到回水区。,28,地源热泵空调系统分类和形式,异井回灌：异井回灌热泵技术是地下水源热泵最早的应用形式。取水和回水在不同的井内进行，从一口抽取地下水，送至井口换热器中，与热泵低温水换热，地下水释放热量后，再从其它的回灌井内回到同一地下含水层中。若地下水水质好，地下水可直接进入热泵，然后再由另一口回灌井回灌回去。,29,地源热泵空调系统分类和形式,（3）大地耦合热泵 水平式埋管换热器：水平式埋管换热器在水平沟内敷设，埋深1.23.0m。每沟埋16根管子。管沟长度取决于土壤状态和管沟内管

12、子数量与长度。根据埋管形式可分为水平管换热器和螺旋管换热器（埋管在水平沟内呈螺旋状敷设）。一般来说，水平式埋管换热器的成本低、安装灵活，但它占地面积大。因此，一般用于地表面积充裕的场合。,30,地源热泵空调系统分类和形式,垂直式埋管换热器和单竖井、单U型管：垂直式埋管换热器的埋管形式有U形管、套管和螺旋管等。垂直埋深分浅埋和深埋两种，浅埋埋深为810m，深埋埋深为33180m，一般埋深为为2392m。它与水平式埋管换热器相比，所需的管材较少，流动阻力损失小，土壤温度不易受季节变化的影响，所需的地表面积小，因此，一般用于地表面积受限制的场合。,31,地源热泵空调系统分类和形式,双竖井、单U形管：

13、每个竖井内布置一根U形管，由两个竖井U形管串联组成一个小环路，各个小环路并联在环路集管上。,32,地源热泵空调系统分类和形式,（4）单井循环系统：单井循环系统是土壤源热泵同轴套管换热器的一种变形。相对于土壤源热泵套管换热器而言，取消了套管的外管，水直接在井孔内循环，与井壁岩土进行热交换。井孔直径为150mm，井深152.5457.5m，井与井之间理想的间距1523m。,33,地源热泵空调系统分类和形式,地源热泵本质上是季节性蓄热,34,制冷量单位,美国常用Btu/h（British Thermal Unit，英热单位/小时）。 换算关系： 1W=0.86kcal/h=3.412Btu/h； 1

14、Btu/h=0.252kcal/h 美国还常用“冷吨”来表示制冷量，1冷吨是指1吨0的水在24小时内凝结成0的冰所需要提取的热量。 1USRt（美国冷吨）3517W3024kcal/h12000Btu/h,制冷机（热泵）的能效,为了衡量制冷机在制冷或制热方面的热力经济性，常采用的能效评价指标有性能系数COP，能效比EER。 性能系数（Coefficient of Performance, COP） 制冷机在制冷循环中，所产生的制冷量与所消耗的功量之比，称为制冷机的制冷系数，或称为性能系数（COP）。即 式中 Q制冷量，W或kW； W消耗功率，W或kW。,热泵机组的COP,在热泵循环时消耗能量W

15、，从低温热源提取热量Qe转换为高温热源的热量Q1提供给建筑物采暖。Q1与W之比，称为热泵的制热系数或性能系数。 热泵的性能系数永远大于1。 用热泵供热，比用电直接加热要经济得多。,因为,所以,离心式水冷冷水机组的性能系数要求,容积式冷水（含热泵制冷）机组的性能系数要求,容积式冷水（含热泵制冷）机组名义工况时的温度条件,蒸汽溴化锂吸收式冷水机组的性能指标要求,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的能耗要求,美国ARI标准,从美国进口的离心或螺杆机组。如果没有特别指明，这些冷水机组都是按美国制冷学会（America Refrigeration Institute，ARI）的标准（ARI 550/590）生

16、产的。 ARI离心式和螺杆式冷水机组标准（ARI 550-92）中对建筑负荷变化的分析便是采用美国采暖制冷空调工程师学会（ASHRAE）总部所在地美国佐治亚州的亚特兰大市的气象参数。 中美之间离心机和螺杆机COP的最大差异在工况温度和水的污垢系数上。,ARI 550/590-1998标准中规定的标准工况,注：ARI550-590标准的1998标准到2003再到2011年的标准工况无变化。,ARI 550/590标准中额定工况参数的变化,注：ARI550-590标准的1998标准到2003再到2011年的额定工况参数无变化。,我国冷水机组标准,我国冷水机组应用的主要地区夏季不仅干球温度较高，而且

17、大多数地区平均湿球温度也较高，冷却塔出水温度要达到32以下是相当困难的。我国冷水机组标准中将冷却水进水温度定为32。 我国大部分地区常常应用地下水作为工业用水，也没有完备的水处理条件，水质较差。因此在我国冷水机组标准中规定冷冻水、冷却水侧的污垢系数为0.086 m2/kW。,ARI工况和中国工况,我国空调工况冷却水进水温度高于ARI标准，机组在较高的冷凝温度下运行，因此在ARI工况下运行的冷水机组在中国工况下的满负荷效率（COP）下降值可估算为5。 同一台冷水机组在我国水侧污垢系数较高的条件下，与ARI工况相比，其满负荷效率（COP）的降低幅度平均可达5%10%。 综合ARI空调工况和中国空调

18、工况在冷却水温度和污垢系数方面的差异分析可以得出：同一台冷水机组在ARI空调工况时的名义满负荷效率（COP）在中国空调工况下要降低10%15%。,制冷机组的季节能效比,制冷机组的季节能效比用SEER（Seasonal Energy Efficiency Ratio）表示。 SEER取决于机组的部分负荷效率，美国的各种建筑节能标准中都要求冷水机组制造厂商提供SEER的数据，美国ARI标准也规定了测试SEER的工况条件。美国用的SEER单位是Btu/kWh，我国用的单位是W/W。二者之间相差3.412倍。,热泵采暖季节性能系数,采暖季节性能系数HSPF（Heating Seasonal Perfo

19、rmance Factor）,平衡温度,空气源热泵在供热工况下运行时，遇到的最大问题之一就是当室外气温很低时，建筑散热量增加、采暖负荷加大，但空气源热泵在低温下的效率降低，制热量减少。气温越低、越供不出热。 空气源热泵有一个平衡温度。当室外气温低于平衡温度时，需要辅助热源补充供热。这个平衡温度与建筑围护结构的保温情况（即总传热系数OTTV）有关。OTTV越小，保温越好，平衡温度便越低。,空气源热泵的供热平衡温度,CD线是空气源热泵热量随室外气温变化的曲线，AB线是建筑散热量曲线。AB线的斜率就是建筑的传热系数（或总传热系数OTTV）。很显然，传热系数越小，曲线斜率也越小。图中AB线就表明了这种

20、趋势。,热泵供热曲线CD与建筑散热曲线AB在F点相交，在F点，热泵供热量恰好等于建筑物散热量，该点对应的温度E即平衡温度。在该点右侧（即室外温度高于平衡温度），热泵的供热量有余，热泵处于部分负荷下运行。在该点左侧（即室外温度低于平衡温度），热泵的供热量不足，由AFC围成的三角形面积的热量需要由辅助热源提供。,如果增加热泵的容量，使CD线上移，自然可以降低平衡温度，使E点左移。但这样一方面会增加初投资，另一方面也会使热泵长时间处于部分负荷下运行，效率降低。因此，平衡温度应根据建筑物的保温情况、当地低于平衡温度的气温出现频率，以及热泵机组本身的性能等因素综合决定。也可以选择多台（或多压缩机）配置的

21、模块化机组，用台数控制来保持系统的效率，同时保证采暖需求。当然这又涉及初投资和占用面积的经济性问题。,综合部分负荷值IPLV,综合部分负荷值IPLV（Integrated Partial Load Value）。它综合考虑了在不同负荷率条件下机组的COP值。 美国ARI 550/590标准按照100、75、50和25四种负荷率的出现频率加权平均，得到制冷机组统一的IPLV计算公式,IPLV = 1.3%A + 40.1%B + 47.3%C + 11.3%D,水冷冷水机组采用冷却水进水温度（ECWT),A = EER OR COP 100% 负荷时的能效 ，29.4 ECWT或35.0 EDB

22、 B = EER OR COP 75% 负荷时的能效 ， 23.9 ECWT或26.7 EDB C = EER OR COP 50% 负荷时的能效 ，18.3 ECWT或18.3 EDB D = EER OR COP 25% 负荷时的能效 ，18.3 ECWT或12.8 EDB,中国气象条件下典型办公建筑IPLV计算公式,风冷冷水机组采用环境干球温度（EDB）,提高冷水机组（热泵）能效的方法及运行节能,提高制冷机的运行负荷率 制冷机在高负荷率附近时运行效率较高，随着制冷机运行负荷率的增大，单位制冷量的耗功逐渐减少，即能效越来越高。 选用多台机组时的运行能效高。 确定制冷机组数量时应该综合分析初

23、投资和运行费用。 合理调节蒸发温度和冷凝温度 制冷机组或制冷系统的性能受到制冷量和秏功率与外在参数之间关系的影响。其中蒸发温度和冷凝温度是影响制冷量的主要因素，在一定范围内提高蒸发温度或降低冷凝温度，可以提高单位容积制冷量，而蒸发温度的影响则更大。,冷冻机能效曲线,效率区别 1 定速冷冻机效率线（虚线）在60% 至100% 负荷区的效率几乎不变。变速冷冻机效率线（实线）在此同样负荷区域中，效率增加很多。 2 当冷却水温度降低时，变速冷冻机的效率相对定速冷冻机效率可以大幅提高。,常见空调方式,全空气空调系统的一种，通过改变送风量（也可调节送风温度）来控制某一空调区域温度。 没有风机盘管的凝水问题

24、和霉变问题； 能实现局部区域(房间) 的灵活控制,可根据负荷的变化或个人舒适要求自动调节各房间的送入能量，在考虑同时使用系数的情况下空调器总装机容量可减少10%30%左右； 部分负荷运转时可大大降低风机能耗； 系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑,57,变风量空调系统（VAV）,末端装置 系统控制器 变频风机,58,变风量空调系统的组成,59,变风量空调系统（VAV）,下送风（置换通风）+辐射冷顶板系统,辐射供冷供热空调 人体对辐射换热的热舒适性反应较敏感，用周围壁面温度与空气温度结合进行供冷供热，既可以节省能耗，又能保证热感觉指标PMV在合适的范围内。 利用低温热水或高温

25、冷水作空调冷热源。 一般仅承担热负荷，由通风换气的新风承担室内湿负荷，故供冷时要求冷水温度较高（16以上），以防止板面产生结露现象。 舒适、节能、噪声易于控制,下送风复合型空调 下送风属于全空气空调方式，在气流分布上有一定的特殊性，并可与“个性化送风”相结合成为一种能明显改善室内热舒适和空气品质的空调方式。空调设备可采用专用的下送风空气处理箱，地板构成架空结构，地板下即为送风静压箱，设置地面送风口（可带小型风机）。其主要特点为： 地面送风符合置换通风的原理，通风换气效率高。 顶部回风可带走部分照明热量。 地板下可布线，电气安装方便。 地板内不设风管，出风口可在平面内变动，易于和室内布置配合。

26、下送风方式可提供一个温度标准稍低的“背景空调”，工作人员附近再配合个人空调送风装置，按个人要求进行调节。 设计时应注意下送风气流和送风参数对人体舒适性的影响，一般规定人头足间高度范围内不应3。,下送风（置换通风）+辐射冷顶板系统,置换通风系统末端地板送风口,62,置换通风系统末端柱状散流器,A型是面风速均匀的平板式多孔型，高0.48m，净面积为0.159m2,B型是面风速不均匀、卷吸性能较高的平板多孔型，高0.58m，面积为0.306m2,63,置换通风的另一形式工位空调,64,诱导器系统,VRV空调系统的概念和组成 变制冷剂流量空调系统是制冷剂流量可自动调节的一大类直接蒸发式空调设备的总称。

27、自20世纪90年代初以来,变频VRV系统在日本发展迅速,应用广泛。VRV系统一般由室内机、室外机、控制装置和冷媒配管组成。一台室外机可以配置不同规格、不同容量的室内机(1-16台)。根据室内、外机数量的多少可划分为单元VRV系统(SVRV系统)和多元VRV系统(MVRV系统)两大类。 VRV空调系统由室内机、室外机、配线与控制系统和制冷剂配管等组成。从系统外观上看，该空调系统室外机相当于水系统空调中的制冷机组，制冷剂管道相当于冷水管，室内单机相当于风机盘管。,66,变制冷剂流量空调系统（ VRV）,VRV空调系统组成,室外机,天花板嵌入式室内机,新风处理机,67,变制冷剂流量空调系统（ VRV

28、）,VRV空调系统的压缩机技术 VRV空调系统通过压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量,适时满足室内冷热负荷要求,是一种可以根据室内负荷大小自动调节系统容量的节能、高效、舒适的空调。在对制冷压缩机的控制上有变频VRV系统和数码蜗旋VRV系统之分。 （1）变频压缩机技术：包括由变频器驱动提供的可变速压缩机、带旁路(热气和液体)的多级压缩机、双速压缩机和二级容量控制压缩机等。 （）数码涡旋技术：数码涡旋技术是实现容量调节的一种全新的技术，使用的是涡旋压缩机，它有一独特固有性能,称为“轴向柔性”，该技术为谷轮公司专利。,68,变制冷剂流量空调系统（ VRV）,VRV空调系统的节能 （1

29、）空调系统在全年的绝大部分时间里是处于部分负荷运行状态，常规空调在设计时是按照设计负荷选定的制冷设备，在非额定工况下，制冷机COP值较低，而VRV空调产品在部分负荷下运行时也有较高的COP值； （2）VRV空调系统中，不同的房间可以设定不同的温度,以满足不同使用者的要求,避免了集中控制造成的无效能源消耗,也提高了舒适水平； （3）空调系统直接以制冷剂作为传热介质,传送的热量约为水的10倍、空气的20倍,且不需用庞大的水管和风管系统,不但减少了耗材,节省了空间，还减小了输送耗能及冷媒输送中的能量损失。,69,变制冷剂流量空调系统（ VRV）,水环热泵系统,空气处理设备,空气热湿处理设备 接触式热

30、湿交换设备：空气与热湿交换热备直接接触 喷水室、蒸汽加湿器、局部加湿装置、液体吸湿剂 表面式热湿交换设备：空气与热湿交换热备不直接接触 光管式、肋管式热交换器 （表冷器、加热器） 其他设备 电加热器、蒸汽加湿设备、冷却减湿设备、吸湿剂减湿 空气净化处理设备 粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、静电除尘器 组合式空调机组和整体式空调机组,组合式空调机组,组合式空调机组由各种功能的模块（称为功能段）组合而成，用户可以根据自己的需要选择不同功能段进行组合。,空调通风系统节能,Part 3 空调的控制参数 空调系统自动控制方式 空气焓湿图 空调系统的工况分区控制 加强运行管理和控制,空调系统分类和组成

31、 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,3. 空调系统运行与控制,空调的控制参数,空调系统的自动控制方式,温度设定值的自动再调控制 利用室外空气温度传感器及新风控制器，自动修正室内温度传感器的设定值，控制加热阀或制冷阀。使冬季、夏季、春秋季的室内温度在一定的范围内变动。 送风温度高、低限值控制和自动补偿 利用送风温度传感器、室内温度传感器的输出信号，和预先设定的规律，控制加热阀或制冷阀。使冬季送风温度不超过预设的上限温度，夏季的送风温度不低于预设的下限温度。 风量和新风量控制 新风量控制 送风量控制 通风机风量控制 露点温度控制 主要适用于喷水室和冷水表冷器的冷却去湿处理过

32、程中对空气去湿量的控制。 定露点控制：通过控制机器露点来控制室内相对湿度 变露点控制：根据室内相对湿度偏差进行调节，以补偿室内热湿负荷的变化。,新风量的确定 空调系统新风量：应向空调房间供给的室外新鲜空气量，即最小新风供给量 新风量：是保证良好室内空气环境的基本要求；是衡量空调系统是否到达健康标准的基本条件。 最大限度利用室外新风冷源。 人员所需新风量 以CO2 的允许浓度为标准，对人员所需新风量有具体规定：一般生产厂房 30 m3/ h.人； 若满足卫生要求的新风量为gw （m3/ h人） 则最小新风量 Gw1 = n（人数） gw m3/ h,空气焓湿图（i-d图）,工艺流程图和空气处理i

33、-d图,全空气系统一次回风系统分析与计算,空调系统的工况分区控制,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采取不同的运行调节方法。 分区原则 系统在全年的运行中都能保证空调房间所要求的温湿度参数。 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。 调节机构最少(即控制、调节环节少) ，调节方法最简单。 工况间的区域分界线应是调节过程中的临界线,工况间应便于转换。,全年运行分五工况区的调节条件及调节内容,全年运行的五工况分区图,全年运行的三工况分区图,全年运行的四工况分区图

34、,系统调节方法 (1) 、 V区为夏季工况：在区，因室外空气焓大于室内焓，故采用最小新风量。在V区，因空气焓小于室内焓，故采用100 新风，经冷却除湿后送人室内。 (2) I区为冬季工况：应采用最小新风量，先和回风混合，经加热、加湿后送人室内。 (3) 区是过渡季工况：在过渡季节应充分利用室外新风的冷却能力。可以根据室外气象条件的变化，改变新、回风比例，随室外气温的升高，逐渐增大新风比例，当室内温度等于室外温度时，采用100新风。在该工况区不需冷却和加热处理，只需加湿，就能实现对室内温、湿度的控制。 (4) 区仍为过渡季工况：需开启冷水机组供应冷水，采用100新风，进行等湿冷却。,全年运行的五

35、工况分区图,加强运行管理和控制,根据空调系统所需冷热负荷量对冷冻机系统、锅炉系统进行自动控制，做到适时负荷自动跟踪，及时增减冷冻机或锅炉运行的台数，有效避免设备在低负荷运转时效率下降所产生的能源浪费。 加强室内外冷热管道保温措施，减少“跑、冒、滴、漏” 做好空调系统在线调试。定期进行系统的在线调试与改造，是保证空调系统节能不可缺少的措施。,空调通风系统节能,Part 4 蓄冷空调 低温送风 热回收 置换通风 冷却水免费供冷 需求控制通风 过渡季全新风 泵与风机的节能 被动式节能技术,空调系统分类和组成 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,4. 空调节能技术,蓄冷空调 昼夜

36、负荷存在差异,上海市历年的电力高峰负荷和最大昼夜负荷峰谷差,蓄冷空调的作用 移峰填谷 利用分时电价,蓄冷空调,（1）冰盘管式：又称为冷媒盘管式（Refrigerant Ice-On Coil）和外融冰系统（External Melt Ice-On Coil Storage Systems）。该系统也称直接蒸发式蓄冷系统，其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内，冰冻结在蒸发器盘管上。融冰过程中，冰由外向内融化，温度较高的冷冻水回水与冰直接接触，可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水，出水温度与要求的融冰时间长短有关。,86,冰蓄冷设备,（）完全冻结式：又称乙二醇静态储冰（Glycol Static

37、Ice Storage）和内融冰式冰蓄冷（Internal Melt Ice-On-Coil Storage）,一种典型的内融冰式蓄冰装置,另一种典型的内融冰蓄冰装置,87,冰蓄冷设备,（）动态制冰：又称收冰系统（Ice Harvester）或制冰滑落式系统。系统的基本组成是以制冰机作为制冷设备，以保温的槽体作为蓄冷设备，制冰机安装在蓄冰槽的上方，在若干块平行板内通入制冷剂作为蒸发器。循环水泵不断将蓄冰槽中的水抽出送到蒸发器的上方喷洒而下，在平板状蒸发器表面结成一层薄冰，待冰层达到一定厚度（一般在36. 5mm之间）时，制冰设备中的四通换向阀切换，使冰落至槽内,88,冰蓄冷设备,（4）冰球式（

38、Ice Ball）：又称容器式（Encapsulated Ice）蓄冰。此种类型目前有多种形式，即冰球，冰板和蕊心褶囊冰球。冰球又分为园形冰球，表面有多处凹凸的冰球和齿形冰球。 一种典型的冰球式蓄冰系统的蓄冰球外壳是由高密度聚合材料制成，球内充注具高凝固-融化潜热的溶液。其相变温度为0C，分为直径77mm和95mm两种。,冰球结构图,89,冰蓄冷设备,（5）共晶盐（Eutectic Salt）： 一般译作“共晶盐”，也可取其音译为“优太盐”。共晶盐是一种由无机盐，即以硫酸钠水化合物为主要成份，加上水和添加剂调配而成的混合物，充注在高密度聚乙烯板式容器内。 （6）冰晶或冰泥（CrystalIce

39、orIce Slurry）：该系统是将低浓度乙二醇水溶液冷却至冻结点温度，产生千千万万个非常细小均匀的冰晶，其直径约为100m。这种冰粒与水的混合物，形成类似泥浆状的液冰，可以用泵输送。,90,冰蓄冷设备,一种典型的冰浆蓄冰系统,91,冰蓄冷设备,低温送风,低温送风空调系统的送风温度为410，比常温空调系统的送风温度1216低。 低温送风借助于冰蓄冷系统的14的低温冷冻水或载冷剂。将低温送风技术和冰蓄冷技术相结合，可进一步： 减少空调系统的运行费用：低送风温度可减少送风量，大供回水温差可减少供水量。水泵风机能耗一般可降低30%。 降低一次性投资：设备投资一般可降低10% 。 提高空调品质 改善

40、储冷空调系统的整体效能。,热回收,回收建筑内外的余热（冷）或废热（冷），作为供热（冷）或其他设备的热源加以利用。 分类 按热回收能力形式分类：显热回收、全热回收 按在空调系统中的位置分类： 排风热回收:对空调系统排风热回收用于新风预冷或预热，减少新风处理所需的能量。 建筑内区热回收：如建筑内区的房间在冬季需要供冷，利用风道或设备，使外区冷量和内区热量进行换热，实现建筑物内冷热量需求平衡。 机组冷凝热量的回收：将冷水机组运行过程中排向外界的大量废热回收再利用，作为用户的最终热源或初级热源。,转轮（回转）式热回收 转轮式换热器具有全热交换性质，在换热器旋转体内，设有两侧分隔板，使新风与排风反向逆流

41、。,转轮式全热回收器的构造原理图,转芯细部结构,94,典型的排风热回收装置,板翅式热回收：板翅式换热器结构简单，运行安全、可靠，无传动设备，不消耗动力，无温差损失，设备费用较低；但是设备体积大，须占用较大建筑空间，接管位置固定，缺乏灵活性，传热效率较低。,95,典型的排风热回收装置,热管式热回收：热管是利用某种工作流体在管内产生相态变化和吸液芯多孔材料的毛细作用而进行热量传递的一种传热元件。,热管用于直流系统热回收,96,典型的排风热回收装置,盘管式热回收：盘管式换热器是一种空气+液体热交换器，由布置在新风、排风管道上的两个热交换器、泵、膨胀箱、排空阀和管道组成。使用一台小功率泵作为系统的循环

42、动力，管道内的传热液体采用稀乙烯、乙二醇溶液或水，传热液体将排风中的热量再传递给新风，该装置优点是新风、排风管道布置灵活。,盘管式换回收示意图,97,典型的排风热回收装置,热回收,风冷热泵余热回收系统,系统简单，操作维护方便，无冷却塔，无锅炉，无烟气，减少环境污染，节能效果明显，制冷同时可回收高达120%的热量，最高出水温度55度，综合COP可达到7-8。,热回收,带热回收冷冻机系统,系统冷凝侧增加热回收冷凝器，从压缩机排除的高温、高压的制冷剂气体进入到热回收冷凝器中将热量释放给被预热的水，此项技术适用于同时需要冷量和热量的项目。,置换通风与大空间送风,置换通风工作原理,置换通风与混合通风的比

43、较,置换通风节能的体现热力分层,置换通风的流场，整体上形成下部单向流动区和上部混合区。 理论上讲，只要保证分层高度在工作区以上，就可以使工作区始终保持新鲜空气，而上部的紊流区是非工作区，无须空调，可减少大量的空调能耗。,工位空调,以工作台为单位形成个人的工作区域，把空调系统细分到每个工作台上，控制工作区域内温度、湿度和产生的污染源，在保证工作区的小环境的同时有效利用能源的空调系统称为工位空调。,中部送风,对于某些高大空间，实际的空调区处在房间的下部，没有必要将整个空间作为控制调节的对象，因此可采用中送风的方式。这种送风方式在满足室内温、湿度要求的前提下，有明显的节能效果，但就竖向空间而言，存在

44、着温度“分层”现象，通常称为“分层空调”。 a图为中部送风下部回风；b图为中部送风、下部回风加顶部排风的方式。,分层空调的原理,根据厂房主要工作区域为地上23 m的特点,为了有效地节约能源,将该厂房分成上下两个空间考虑,上层3 9 m 采用机械通风(包括送风与排风) ,排除车间设备、顶棚热量;下层设计的冷空气从23 m高度的出风百叶直接送到工作地点,而不考虑3 m以上空间气温的高低及非工作地点的温度。 上层空间主要热源为屋面结构传热及采光带所传递的室外阳光直接照射的太阳辐射热;下层空间,即工作区主要热源为设备产生热量和人员散热,主要作业空间在下层,因此设计冷负荷只需满足下层工作地点的需求,同时

45、适当考虑上层空间的影响。,冷却水免费供冷,在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备，当室外湿球温度低于某个值时，关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，以达到节能的目的。,需求控制通风,根据室内人流密度，实时控制空调通风系统。 空调房间：根据室内和室外空气中CO2浓度差值控制空调通风。 车库：根据室内和室外空气中CO浓度差值控制车库排风。,过渡季全新风,在全年运行的舒适性全空气集中式空调系统中，全年新风摄取量必须大于某一最小限度，在冬季和夏季，需要施行最小新风量控制，以节约能耗。春季和秋季，室外空气的温度或质量焓一般都低于室内所希望保持的上限温度或质量焓，可以调节新

46、风阀开度，尽可能地引入新风，实现“免费供冷”。,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：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。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。输送管路的设计和安装不合理，管路阻力大，运行能耗加大。管路水力不平衡，只能采取阀门或闸板调节流量，增加了节流损失。维护保养不当，泵与风机经常带病工作，浪费了能源。,泵与风机的节能,一般的节能措施有

47、： 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。 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。 在主要管路上安装检测计量仪表。 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。 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，因此被广泛采用。,被动式节能技术,利用自然通风 合理设计建筑开窗方式和风井，利用热压和风压的作用，引

48、导室内空气流动，带走热量。,被动式节能技术,建筑遮阳 在夏季室内得热量中，透过外窗进入室内的太阳辐射热量所占比例较大。因此可以将外遮阳和立面设计相结合，减少室内空调负荷。,被动式节能技术,建筑围护结构保温 围护结构热工性能要求是公共建筑节能设计标准的最主要的内容。公建围护结构热工性能主要是指外墙、屋顶、地面的传热系数，外窗的传热系数和遮阳系数，窗墙面积比，建筑体型系数。,保温材料选择,窗墙面积比：控制适当窗墙比，在满足通风、采光的同时，避免大面积使用无特殊处理的玻璃幕墙,建筑体型系数：追求简单、实用的建筑体型，避免体型复杂所造成的建筑表面积增大,空调通风系统节能,Part 5 能源管理的思想

49、能源管理的类型 合同制能源管理 主要用能设备的能耗分析计算,空调系统分类和组成 空调系统设备 空调系统运行与控制 空调节能技术 管理节能,5. 管理节能,能源管理的思想 能源服务的思想 能源管理是一种服务。它的目标是提高能源终端利用效率、降低建筑运营成本。 节能决不是单从数量上限制用户，而是应向用户提供恰当的能源品种、合理的能源价格、高效的用能设备，以及节能技术、工艺和管理方式。 系统优化的思想 节能不是“头痛医头，脚痛医脚”的权宜之计，应从能源政策、能源价格、供需平衡、成本费用、技术水平、环境影响等多方面进行投入产出分析，选择社会成本最低、能源效率较高、又能满足需求的节能方案。,5.管理节能

50、,采用先进节能技术的思想 将有限的资金投入节能所产生的效益要远远高于投资能源生产的效益。采用经济上合理、技术上可行的节能技术提高终端能源利用效率是实现能源终端需求战略的关键所在。 动态节能的思想 节能技术是有时效性和地域性的。各地气候、生活习惯、建筑形式、系统形式以及功能有差别。由于气候变化、功能改变、用户需求变化，以及设备系统的损耗都会引起节能效果的改变，因此节能并不是一劳永逸的。,能源管理的类型,节约型能源管理，又称“减少能耗型”能源管理。这种管理方式着眼于能耗数量上的减少，采取限制用能的措施。 设备更新型能源管理。或称为“设备改善型”能源管理。这种管理方式着眼于对设备、系统的诊断，对能耗比较大的设备、或需要升级换代的设备，既使没有达到折旧期，也毅然决定更换或改造。 优化管理型能源管理。这种管理模式着眼于“软