浅谈暖通空调节能技术

浅谈暖通空调节能技术【摘要】高层建筑在节能设计方面存在一些如自然采光利用率低、室内通风效果不佳、外围护结构保温隔热能力差、可再生能源的利用率不高等常见的问题。中国农村居民住房的能耗量是发达国家的35倍，因此对这类用房采取有效节能措施已势在必行并迫在眉睫。变频”采用了比较先进的技术，它是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。而在变频空调的发展方向上，直流变频和无氟是其必然趋势. 【关键词】高层建筑节能变频空调节能 农村住宅节能引言热舒适是心灵的状态，与热环境表示满意，并受主观评价标（ANSI/ASHRAE标准55）。保持热舒适标准的建筑物或其它附件住户是暖通空调系统设计工程师的重要目标（加热，通风，空调）。为了创造舒适的室内空调环境，必须消耗大量的能源。暖通空调能耗是建筑能耗中的大户，据统计，在发达国家中，暖通空调能耗占建筑能耗的65，以建筑能耗占总能耗的35.6计算，暖通空调能耗占总能耗的比例竟高达22.75，由此可见建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。从暖通空调的能耗组成可以看出：暖通空调系统的能耗主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的合理配置，空调系统的布置和空调设备的选择是以空调负荷为依据的。所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定，而暖通空调节能工作也应该从这个方面着手，合理布置建筑物的位置，正确选择外墙、门、窗、屋顶的形状及材料等，尽量减少空调负荷。室内环境的影响暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境，主要包括：室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境（包括四壁、地面、顶棚等）之间的辐射换热（简称环境热辐射）等。在一般的舒适性空调中，以能够使人体保持平衡而满足人们的舒适感觉为目的；在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中，一切以满足生产工艺为目标。而房屋的建筑热工设计是恰当地利用房屋维护结构的热导性，抵抗室外气候的变化，使房间内产生舒适的微气候。围护结构暖通空调负荷的影响围护结构包括外围结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户（包括阳台门等）；内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中，围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的，以4个单元6层的砖墙、混凝土楼板的典型多层建筑为例，在北京地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77（其中外墙25，窗户24，楼梯间隔墙11，屋面9，阳台门下部3，地面2）；通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23；在哈尔滨地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的71（其中外墙28，窗户28，屋面9，阳台门下部1，外门1，地面4）；通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占29。由此可见改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。建筑规划设计对暖通空调节能的影响规划设计时建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境；有利于节能，充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素。节能规划设计就是分析成气候的决定因素、辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用，而且对于建筑节能也有重要作用。因为首先树木可以从根部吸收水分，同过叶面蒸发，从而降低空气温度，其次树木有很好的遮阳作用，从而使建筑物直接受到的太阳辐射及从地面得到的辐射热减少，二是树木有引导风及挡风的作用。此外，地面不但会反射太阳辐射，而且其本身辐射升高后又会成为新的热辐射源。所以尽量种草、植树，避免地面土壤裸露，并减少不必要的大面积混凝土地坪对于减少空调负荷，达到节能的目的是非常重要的手段。而且清洁的室外环境对于洁净空调系统的有效运行和空调箱过滤器的寿命也是有利的。一、高层建筑设计常见问题 高层建筑设计中常出现围护结构保温隔热能力差的问题，建筑的外围护结构包括屋面、外墙、外窗以及地面等部位。对于高层建筑而言，由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积，因此，建筑屋顶、建筑外墙及建筑外窗的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。影响建筑外墙节能的主要因素是墙体材料，以及影响墙体材料节能效果的墙体外饰面，东、西外墙遮阳，墙体构造形式等。在研究中发现，高层建筑外墙应设置保温层，采用双层玻璃。由于西安高新区清扬国际大厦，外墙采用加气混凝土砌块，未设置保温层，使得该办公建筑供暖空调能耗占总能耗的比例高达60.27%。另外，当建筑外墙采用玻璃幕墙配合外挂铝塑板的构造做法时，虽然设置了聚苯板外保温但其供暖空调能耗普遍较高，如旺座现代城B座和D座，供暖空调能耗高达54.62%56.08%。在窗户类型的选择上，分析可知，供暖空调能耗较高的都采用了单层单玻窗，能耗高达56.8%60.27%。除此之外，还发现几乎没有高层建筑采取遮阳手段来降低供暖空调能耗，尤其是西向遮阳的问题，值得引起专业人员的重视。设计对策 （1）外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状，且基于高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选取较为灵活的特点，对于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等，配合外墙外保温和合理的窗墙面积比，控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的使用。当实体围护结构达到保温隔热要求后，透明围护结构应遵循以下措施：尽量减少使用玻璃幕墙；控制合理的窗墙面积比，控制可开启面积以组织通风；选用节能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。（2）墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房间制冷状态下，对房间能耗的影响；二是对墙体传热系数的直接影响；三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。居住建筑节能设计标准规定：建筑外墙采用“浅色外饰面（太阳辐射吸收系数0.6）”节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”，当外墙的传热系数由于其构成而不能达到建筑节能设计标准要求时，采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等，最典型的2类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。（3）墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外，还可增加建筑遮阳，以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式，可结合立面设计意图进行设计，尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。居住建筑节能设计标准规定：建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳（透射比0.5）”的节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”，节能设计中应考虑“东、西外墙遮阳”，在夏天东、西晒非常严重的地区，东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市，如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市，高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时，也丰富了建筑立面，增加了城市景观。在系统的能源使用方面，应尽量开发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如，使用分体空调的建筑建议增设地源热泵，这样可大大降低空调系统能耗；使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置，冷却塔的废热应予以回收利用；热泵作为一种新型节能技术，也应该在办公建筑中考虑采用；关于太阳能的利用，可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统，全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。二、变频空调节能可以说是楼字自动控制系统的出发点和归宿。众所周知，在智能建筑中，HVAC(采暖、通风和空调)系统所耗费的能量要占到大楼消耗的总能量的极大部分比例，大致在5060左右。特别是冷：东机组、冷却塔、循环水泵和空调机组、新风机组，都是耗能大户。所以实有必要发展一种有效的空调系统节能方法，尤其用是在改善现有大楼空调系统自动化上方面。DDC(Directdigitalcontr01)直接数字化控制，是一项构造简单操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调冷水循环系统、空调箱变频自动风量调整及冷却水塔散热风扇的变频操控等，可以让空调系统更有效率的运转，这样，不仅为物业管理带来很大的经济效益，而且还可使系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能之目的。一般大楼常用的空调系统有CAV、VAV、VWV等，各有不同操控方式，都可以用DDC控制。1、定风量系统(ConstantAirVolume，简称CAV)。定风量系统为空调机吹出的风量一定，以提供空调区域所需要的冷(暖)气。当空调区域负荷变动时，则以改变送风温度应付室内负荷，并达到维持室内温度于舒适区的要求。常用的中央空调系统为AHU(空调机)与冷水管系统(FCU系统)。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区，为了应付室内部分负荷的变动，在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，在一般FCU系统则以冷水阀ONOFF控制来调节送风温度。2、变风量系统(VAV)变风量系统(VarlableAirVolume，简称VAV)即是空调机(AHU或FCU)可以调变风量。常用的中央空调系统为AHU(空调机)与冷水管系统FCU系统。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区，为了应付室内部分负荷的变动，在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，在一般FCU系统则以冷水阀ONOFF控制来调节送风温度。然而这两者在送风系统上浪费了大量能源。因为在长期低负荷时送风机亦均执行全风量运转而耗电，这不但不易维持稳定的室内温湿条件，也浪费大量的送风运转能源。变风量系统就是针对送风系统耗电缺点的节能对策。变风量系统可分为两种：一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统(AHUVAV系统)；一种为FCU系统中的室内风机变风量系统(FCU-VAV系统)。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定，而以调节送风机送风量的方式来应付室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冷水供应量固定，而在室内FCU加装无段变功率控制器改变送风量，亦即改变FCU的热交换率来调节室内负荷变动。这两种方式透过风量的调整来减少送风机的耗电量，同时也可增加热源机器的运转效率而节约热源耗电，因此可在送风及热源两方面同时获得节能效果。3、变流量系统(VWV)所谓变流量系统(VariableWaterVolume，简称VWV)，是以一定的水温供应空调机以提高热源机器的效率，而以特殊的水泵来改变送水量，顺便达成节约水泵用电的功效。变水量系统对水泵系统的节能效率依水泵的控制方式和VWV使用比例而异，一般VWV的控制方式有无段变速(SP)与双向阀控制方式。以上三种空调系统是目前大楼空调最常被设计的系统。中央空调控制也就是把管路、管件、阀体或阀门集中设定控制流体提供冷气。所以有效组合中央空调控制即能有效控制耗能，设计合乎节能的空调系统。近年来，我国大部分地区，尤其是东南沿海地区夏季空调能耗正在急剧上升，空调用电激增的趋势已引起电网供电紧张。据统计，近年来我国每年炎热季节空调耗电已占全社会用电的三分之一，大量电能被工业和民用建筑空调所吞噬，尤其是大型建筑中央空调系统，如各类商业建筑（写字楼、商场、医院、饭店等）的中央空调由于其空间大、人流量多、运作时间长、管理复杂的特点，使得运行能耗相当高，商业建筑空调能耗几乎占其总能耗的50。中央空调的设计容量是按最大负荷计算的，而大部份建筑物一年中只有几十天时间中央空调处于最大负荷状态。中央空调冷负荷始终处于动态变化之中，如每天早晚、每季交替、每年轮回、环境及人文状况，实时影响着中央空调的冷负荷。一般，冷负荷在560%范围内波动，大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。而大多数中央空调实际开机容量远小于装机容量，若以最大冷负荷为最大功率驱动，造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，实际造成巨大能源浪费，给国民经济和社会发展带来很大的影响。这给中央空调的节能控制带来了严峻的课题，也给广大的节能控制领域的工作者带来了极大的施展才华的空间。电力负荷缺口增大，电力供应紧张局面近几年难以得到缓和。因此，节能尤其是节电，不仅具有重大的社会意义而且具有迫切的现实意义。积极研究开发推广绿色环保新型空调技术和设备，抑制空调能耗增加，已成为建筑暖通空调领域一个迫切而热门的研究课题。依靠技术创新、体制创新，节能降耗，提高能源利用效率，保证在能源消耗最少，环境污染最小的基础上，实现节能优先，结构多元，环境友好的能源发展战略。 20世纪90年代后半期，家用电器依托变频技术，主要瞄准高功能和省电。比如，要求控制性能好、小型轻量、大容量、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等优点。在空调器中，变频技术是一项新兴的技术，它是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果，由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。如今，变频空调已成为高效节能空调市场的发展方向和趋势， 变频空调技术的发展过程变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代后半期开始，电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新促使电力变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWMVVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并广泛应用。VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较小，受定子电阻压降的影响比较显著，故造成输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，因此人们又研究出矢量控制变频调速。矢量控制变频调速的做法是：将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic、通过三相二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。VVVF变频、矢量控制变频都是交直交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流回路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交交变频应运而生。由于矩阵式交交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。空调器使用变频后，扩大了压缩机的工作范围，不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制，达到降低电力消耗，消除由于温度变动而引起的不适感。近年来，新式的空调器已采用无刷直流电动机实现变频调速，其节能效果较交流异步电动机变频又提高约1015。为了进一步提高装置的效能，近年来，日本的空调器又逐步从单纯的PWM控制改为PWM十PAM混合控制方式。即较低速时采用PWM控制，保持Uf为一定；当转速大于一定值时，将调制度固定在最大值附近，通过改变直流斩波器的导通占空LL，提高逆变器输入直流电压值，从而保持变频器输出电压和转速成比例，这一区域称为PAM区。采用混合控制方式后，变频器的输入功率因数、电机效率、装置综合效率都比单独PWA4控制时有较大幅度的提高。变频空调的发展前景与研究 变频空调的发展前景虽然在中国，变频空调由于种种原因，还没有完全发展成熟，但据数据调查，目前在日本和欧美等发达国变频空调已经成为空调行业的技术平台，98%左右的空调均为变频空调。以目前的国家宏观调控以及空调厂商等方面看来，今后中国的变频空调必然成为一种趋势。“变频空调”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳或冬天室外温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制热要求。不过，“变频空调”的价位通常较“定频空调”高出几百元。根据目前的变频技术的发展主要表现在以下两个方面：（1）机的驱动方式从交流变频到直流调速；（2）制技术VVVF变频技术，PWM脉宽调速控制技术，矢量控制技术。变频技术的优点：（1）制冷或制热速度快（2）较好的舒适性。（3）变频空调启动时对电路没有大、的电流冲击。直流变频与交流变频变频空调通过采用变频技术来实现调节压缩机的转速，依靠压缩机转速的快慢变化来控制输出功率(即制冷制热量)的大小，从而达到控制室温的目的。分为交流变频和直流变频。交流变频：采用交流变频压缩机，2次调节电压转换，从而达到省电的目的。直流变频：采用直流数字变转速压缩机，只经过一次电压转换，相对于交流变频能节省18-40%的电能，从而体现出直流变频技术的优越性。变频空调为实现其功能在定频空调的原理的基础上，换装了变频压缩机，加装了变频控制器系统，并将毛细管换为电子膨胀阀。辅件部分是：除霜阀，双毛细管。但目前变频空调容易产生以次代优的情况出现，即用低价构件代替进口优质构件。由于其主要部件成本高，销售价格过高，所以导致维修时成本也居高不下。变频空调由于电路系统比定频复杂，在使用时系统可靠性比定频空调低、比定频机容易出故障：维修难度大，费用高。在调速过程中产生的高频电磁波比定速空调高，对人体有害，长期受此影响会导致脑癌的发生率高于常人。变频空调的室外机有微电脑控制的变频器，其印刷电路板在高温及潮湿的情况下较容易损坏。变频空调通常是高端空调的代名词，但现在市面上出现了很多低价变频空调，低价变频空调的缺陷在哪些方面？主要是偷工减料，如：购买国产的低价变频压缩机取代优质变频压缩机。用毛细管代替电子膨胀阀来获得高额利润。是把小匹数变频压缩机用于大匹数功率的机器上。生产单冷变频机，减少使用四通阀来提高利润。直流电的两个电极的极性是固定不变的，电流只有一个流向，不会发生交变，根本无频率可言，谈何变频？目前市场上宣传的所谓“直流变频空调”实际上是直流调速空调，它所采用的直流调速技术要远远优于调频技术。直流调速只经过一次电压转换，所以能源损耗比调频调速要小。另外，由于这种直流电机的定子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的定子电流消耗，所以，它从电网电源到电动机这一段的电效率要比调频调速方式高，节省了一定的能量。节不节能主要取决于制冷系统的设计与配置，视其系统制冷系数的大小而定。将恒速空调机改进成调速空调机主要就是为了改善其自动调节的方式，以提高机器的品质，而不是以节能为目标。但调速只不过是改善空调机运行品质的一个基础，而真正的改善还有赖于制冷系统的匹配。调节系统制冷量的关键部件是节流减压元件，如果不将其从恒阻尼的毛细管改成与调速范围相适应的、可调阻尼的电子减压阀（膨胀阀），那么，这种调速空调机就没有多大意义，甚至还要多余消耗内部转换所需的电能。现今空调的效能比一般在.之间，极少有超出.的。 无氟变频空调目前，日本无氟变频空调普及率已高达95%以上、欧洲市场销售的空调中也有90%以上采用的是R410a新冷媒的无氟环保空调、北美地区的相关政策也宣布2010年将全面禁用R22冷媒；在09年末召开的哥本哈根会议也加速了含氟空调淘汰的步伐，以无氟变频技术为主导的空调时代正式开启。对于变频趋势来说，无氟也是其行业的一大热点，不但变频市场份额会有激增，无氟变频空调的时代也将到来，一同大力的开拓变频空调市场。何为无氟？所谓的无氟，其实是说空调在使用这种制冷剂后不会产生对大气臭氧层有破坏力的“氟氯烃”，这样在使用时就会环保健康。目前，卖场上空调常用的两种制冷剂就是R410A制冷剂和R22这两种，R22比较普遍，而R410A制冷剂则在商家重点推荐机型或是以无氟为卖点的空调产品上运用。其实，早在很久以前，无氟空调就已在一些发达国家普及运用，而对于国内空调市场，由于受生产成本以及国内原有现状影响，无氟空调仅作为广大空调厂商的重点主打产品中在运用，并且相对的使用无氟制冷剂的空调在价格上也偏高，这都是与生产成本以及国内市场走势密不可分。从消费者角度出发，无氟空调不但有着健康环保的使用特性，其高效、更加强劲的产品特点更是提升了空调的关注度，而无氟空调想要大面积普及，不但需要厂商加大对无氟产品的投入力度，同时也需要国家政策给予支持，就像变频空调家电下乡，变频份额得到快速增长，这都得益于国家的正确方针与政策，所以国家的宏观调控与引导，在明年的空调发展年中也将起到潜移默化的作用。跟随市场发展，无氟变频空调将会顺应产品发展方向会在未来几年大面积攻占产品领域，以健康、高效、安全性更高等特性赢得消费者，赢得市场。变频空调的发展对于定频空调来说，这是一种威胁也是一次转机。威胁，定频空调的市场份额会逐步被变频产品所吞噬，虽然目前定频产品以有力地位占据，但从未来的发展前景看，变频必然是主流方向，而定频的天下也有望被取代。从变频多年的发展历程看，近年市场的发展趋势是一次转机，在今年不但变频份额激增，从各大厂商的动态上看，变频产品势不可挡。变频空调的研究变频的关键是频率变化，频率变化范围越宽，对外界冷量需求变化的适应性越强，性能越好。压缩机结构特点就像我们小时候玩的陀螺，自转的转速越高就越稳定，转速越低也就越不稳定。实现低频运行，必须解决压缩机振动、吸排气管脉动以及压缩机回油等技术难题，所以低频是变频技术难点，也是技术核心。低频与高频空调相比，有两个显著区别，其一是低频运行功率更小，最低可达45w；其二是可以实现更宽的冷(热)量输出，而高频冷(热)量调节范围窄，更容易停机，温度波动大，舒适性差。 在这个概念上而言，变频技术低频稳定运行，意味着更节能舒适，因而低频必然是变频技术必然的发展趋势。目前我国格力的1赫兹变频技术达到世界先进水平，要达到这样技术水平的确有一定的难度，这需要更多的企业积极参与进来，加大自主研发投入，不能在掌握低频变频技术上“一步慢、步步慢”，否者将难以在激烈的市场竞争中占据有利地位。中央空调变频中央空调变频的趋势随着城市建设和经济发展速度的加快，中央空调应用的范围和领域越来越大，在提倡节约性社会的前提下，加强中央空调变频节能的技术研究和开发，将中央空调的能源耗费降到最低程度，成为中央空调行业发展的必然趋势。中央空调变频节能的工作原理中央空调所采用的技术主要是蒸汽压缩式制冷循环和吸收式制冷循环两种，普遍应用容积型的活塞式压缩机或螺杆式压缩机以及速度型的离心式压缩机。中央变频空调是拥有主机及末段系统的中央空调，采用变频电脑控制技术，利用变频压缩机和可控制的变频器，根据中央空调区域环境温度的变化对变频器的影响，自动选择除湿、制热或者制冷的运转方式，并且保持空调运转转速的稳定，在节约能源，降低能耗的前提下，在最短时间内是周围环境内的温度迅速达到若你们所需要的标准，从而满足人们关于中央空调舒适、节能、快速的要求。中央空调变频节能的未来发展趋势中央空调变频节能的未来发展的基础是节能减排、保护环境中央空调变频节能的未来发展的基础是节能减排、保护环境是中央空调变频节能的第二个发展方向。人们生活水平的日益提高在经济社会的发展初期往往是以牺牲环境为代价的，对此，人们已经有了深刻的体会，节能减排、保护环境正成为全球经济发展的一致要求，中央空调变频节能的未来发展也必须服务和服从于这个大局，不断提高中央空调系统的自动化控制水平，进一步降低能源耗费，不断减少中央空调系统对大气的污染程度，全面提高中央空调压缩机系统和末段系统的运行的安全性和经济性，促进中央空调变频节能的全面发展。近年来年均新增农村居民住房建筑面积达到900,000,000，至 1,000,000,000平方米。尽管住房增长速度如此之快，房屋的隔热和保温措施却没有得到加强，以致能量消耗巨大。中国农村居民住房的能耗量是发达国家的35倍，因此对这类用房采取有效节能措施已势在必行并迫在眉睫。住房节能设计的最佳方案取决于两个方面：隔热和保温。因为我国南方地区夏季高温且没有取暖设施，因此该地住房设计的通风、隔热和避免夏季用电高峰的情况应得到改观。同时北方地区的保温和防止热量流失也应得到加强.三、影响农村住房能耗的因素1、太阳辐射太阳辐射是热量来源所在，我们得到这种热量的多少取决于地球的自转所引起的白天和夜晚的更替，以及地球公转和我们所住地的纬度所带来的季节变迁因素。2、风力这个因素包括风向和风力强度。实际设计中我们应主要考虑所设计住房周围是否具备能削弱风力的大树、建筑物或山丘。3、热传导率影响该参数的主要因素包括屋顶及墙壁的厚度，门窗面积，及对太阳辐射的吸收和反射程度，以及建筑材料的热传导性能。4、遮阳系数这个参数主要影响因素有住房周围的大树，及外墙和屋顶的植被覆盖情况，这些因素同等地影响对太阳辐射的吸收及对风力的削弱。5、制热和制冷设备这包括很多种类，如降温用的电风扇，通风机，空调，燃气炉，加热砖床，加热墙壁，等等。最优设计方案探讨3.1房屋朝向因为冬季来自西伯利亚和蒙古高原的寒流经常侵入我国，而在夏季内陆地区存在高强度的太阳辐射，所以中国的气候呈现冬冷夏热的特征。通常在决定住房地点和朝向的时候，我们主要考虑的是当地地形条件，日照时间，全年主流风向，太阳辐射强度。通常中国北方的住房方位应避免冬季主流风向并避免寒潮，而南方地区则应迎向夏季主流风向以增强室内空气流通，以及避免西晒。3.2节能外墙的设计这包括外墙和屋顶的节能措施。这其中，外墙的节能设计包括选择最佳的构造系数和应用保温建筑材料。构造系数，作为常用的控制建筑节能的配额量，是指暴露在外界气候中的外露面积和其营造的室内空间的比率。建筑物外露面积越大，浪费能量的面积就越大。所以构造系数越大，能量浪费就越大。1）根据地形条件选择合适的建筑平面形状（见表1）；2）增加楼层数可以降低构造系数；3）将住房单元并靠同样可以降低构造系数，因为增加一个住房单元，将节约一面山形墙而因此减少了外露面积。表1 ：不同建筑形状的构造系数参量三角形正方形长宽比例1：2的长方形圆形底侧数量344标准面积率0.7710.891.27体积系数0.390.50.450.64构造系数5.1344.443.13谈及建筑材料，中国农村居民住房传统上使用的是240mm 或 360mm实心砖。尽管这样做可以节省初投资，但是会严重破坏耕地，并消耗更多的煤。根据相关数据，平均来说，做1亿实心砖要消耗150英亩农田和7，850吨煤。另一方面，以实心砖作外墙，其热阻系数比其他材料要低（见表2）。通常来说，空心砖或多孔空心砖能用在富粘土地区，而交通便捷地区可以选择190mm 或240mm双孔水泥砖或240mm三孔水泥砖。表2：常用砖热传导系数外墙类型外墙厚度（mm）热传导系数（w/m2.k）热阻系数（m2.k / w）实心粘土砖2402.050.49空心粘土砖2401.570.67粘土砖2401.570.64单排孔混凝土砖1902.140.467双排孔混凝土砖1901.3090.764单排孔混凝土砖2402.440.641三排孔混凝土砖2401.260.792住房屋顶的设计可以采取传统的拱形屋顶。如果在拱形屋顶上敷设瓦片，这种设计将经济实惠，并方便维护，同时具备优秀的绝热功能。如果采用这种屋顶，还将增加房屋表面的承压性能以及排雨水能力。同时，我们还能在屋顶添置植被以增强屋顶的绝热性能。这意味着在屋顶种植物，这样能遮挡阳光，吸收这些热能来进行光合作用、蒸腾作用和呼吸作用。这些植物把太阳辐射热能转换为生物能和有益大气成分。3.3设计节能门窗门窗的节能设计是我们住房设计的最薄弱环节。通过门窗的热量或冷量损失严重。为了阻止能量流失和增加室内光亮，门窗的开启位置及面积应当设计合理。因此，住房节能的优化设计的关键点在于怎样增强门窗的绝热功用。门窗的节能设计取决于这些因素，如住房所处纬度，当地冬夏日照强度，房间采光情况，以及房屋间的阳光遮挡性状。在中国北方，冬季寒冷多风，大量热量从门窗流失，相当于房屋总的热量流失量的25%30%。另一方面是通风量，它随着热传导率和门窗气密性能的增强而增大。可以采取以下措施：1）降低热传导率，并为门窗设计合适规格、位置和形状。没必要制作过大面积的门窗，只要它们能保证足够的采光和舒适度即可。它们最好是朝南方向。而不是朝北。最好是采用带窗帘的双层窗户或双层玻璃窗户，门也带门帘以减少热量损失。而门窗的材料可以选择木质结构，因为木头的热阻较小。可行的话也可采用塑胶或橡胶框架。2）增加门窗气密性。通过门窗缝隙损失的热量占全部热量损失的40%60%。通常，在门窗周围缝隙处塞纸张是简单可行的办法。在南方，夏季太阳辐射热量通过门窗进入房间。所以节能方面要强调合理利用门窗来降低或带走室内热量，并提供凉空气。这主要在于利用自然风和设置不同的遮阳设备。对于前者，我们可以采取下列措施：1）窗户的位置和方向设计合理以朝向夏季主流风向，并设法减少或去除阻碍气流的障碍物；2）合理布置门窗以使空气对流，形成气流并形成短而直接的风力通道。遮阳设备包括所有种类的室内窗帘和室外设备。窗帘可以由布料、竹片或芦苇。也可以是石棉板，轻质混凝土，或芦苇垫，竹质窗帘，和席子等等。3.4绿化设计如果工程地点有攀附性植物，例如中国常青藤，中国喇叭花藤，或波士顿常青藤在房屋东部，南部或西部墙壁上，通过墙壁的得热量就会降低并且绝热功能加强，另外绿化还有美化环境及纯净空气的作用。同时我们还可以在住房周围栽种树木，果树和常青树可以混合栽种。果树可以遮风挡雨，收获水果。但是一到冬天大多数果树的树叶都会凋落。栽种常青树更为合理。3.5室内设计和装饰尽量将卧室布置在南边，厨房、厕所及储藏室布置在北边，并且将厕所下水道连到沼气池。在屋内，人们使用和触摸最多的是室内装饰物和家具。所以室内装修应该节能、天然、合理和人性化。不必要的装饰尽量省略以节省室内理性空间，并且色彩对我们的情绪，健康及去除疲劳是非常重要的。为了提高室内舒适度并减少设备负荷以减少能耗，可以选择天然色彩。同时，舒适的室内空间能够告别室内外隔绝的孤独感，也能满足气候造成的心理需求。一般来说，在墙壁上悬挂我们最喜爱的书法和图画可以提高我们的审美情趣并减少疲劳感。3.6发展利用沼气据统计，农村住房制热设备如散热墙壁，热炕的热效率仅仅只达到15%-20%，主要燃料仅仅是煤和木柴。这些燃料的燃烧会放出硫、氮氧化物，此类释放物会对人体健康造成威胁，并使环境酸化。并且它们释放的灰尘和灰烬将影响农作物的生长并使空气不新鲜。在农村地区采取有力措施来开发新能源并减少燃烧木材和煤的利用以进行资源保护是迫在眉睫的。更重要的是，农村地区有大量的家畜粪便。人畜粪便可以收集到沼气池中产生沼气。所以能量能得到充分利用，并使粪便的肥效得到加强。同时沼气是比煤和木材更清洁的能源，利用起来也更为方便。3.7利用地下水如果条件允许，尽量在日常生活中使用地下水。因为地下水来自地下，其温度全年维持在1220左右，在大气温度发生夏季酷热冬季严寒的巨大变化的同时，地下水温在冬夏两季却没有明显区别。就因为这个特征，开采地下水将节约大量能量。更值得一提的是，地下水比自来水更清洁并含有人体所需的微量元素。 本研究课题将摒弃以往的控制方案，以模型辨识、随动控制系统理论、智能控制系统理论为基础，与中央空调主机制冷技术与冷媒循环系统控制相结合，以变频技术为辅助手段，实现中央空调全系统的整体协调运行和综合性能优化。本研究是空调节能的新理念，代表了节能技术的新的发展趋势。1)循环系统节能：以系统的角度，通过对末端负荷参数、中央空调主机、辅机的运行工况变化，采集温度、压力等多种变化参数，然后通过负荷随动计算，改变系统冷冻水流量，冷却水流量和冷却塔风机风量来适应空调负荷的变化，同时使主机运行工况始终处于优化的最佳工作点上。对冷冻水系统采用最佳输出能量控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时，各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至智能控制器，控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，实时计算出末端空调负荷所需的制冷量，以及各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值，并以此调节各变频器输出频率，控制冷冻水泵的转速，改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在控制器给出的最优值。由于冷冻水系统采用了输出能量的动态控制，实现空调主机冷媒流量跟随末端