浅谈智能建筑中节能空调应用.docx

节能建筑之空调应用【摘要】在实践中大致有多种方式,过去以燃气作直燃式吸收式制冷机的能源方式和通过燃气在锅炉燃烧后获得蒸气或热水后作为吸收式制冷机的热源方式这两类为多。现在则利用燃气为能源驱动燃气机带动压缩式制冷机(或热泵)为多。【关键字】 空调系统 燃气空调 生态建筑 节能 政策环境 制冷空调节能(一).引言 进入21世纪80年代后，电子技术和计算机网络技术的的极大发展和普及,随着我国建筑行业的高速发展，人们对自己的生活环境质量提出来越来越高的要求,人们对居住环境和办公自动化提出了更高要求，在建筑设备自动化控制基础上,引入涵盖通信、计算机、网络等领域的现代信息技术，由此智能建筑的概念变产生了。 据新华网报道我国建筑能耗总量在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10，上升到近年的2745。在民用建筑中，空调用电占到建筑用电的4050，水泵电梯等设备用电占1045，照明用电占1525，其他设备用电占1015左右.从上面数据可以看出智能建筑中节能是重中之中重，尤其是空调系统的节能应用，智能建筑的节能化将是未来社会行业的发展方向。本文着重从空调的节能方面在智能建筑中的应用介绍的。 (二)我国节能空调运用的现状 随着我国人民生活水平的不断提高，建筑室内不断改善室内环境不但改善，与此相关的建筑能耗不但增长。空调系统耗能是各类建筑能耗的主要环节之一。 目前我国市场上各类空调产品的能耗分布情况如下，冷水机组1.2级节能产品所占比例最高，接近40%，单元式空气调节机1.2级节能产品占比例占31%，多联机1.2级节能产品15%左右，而房间空调调节器1.2级节能产品所占比例仅为4%左1，由上面的数据可以看出作为21世纪的智能建筑绿色建筑节能将是一项重要的指标，节能也是建筑智能化的发展方向之一。（三）我国对节能空调运用的要求 在国家“十一五”规划提出了两个约束性指标：节能20%，减排20%。由此可见国家对节能的重视，同时在国家中长期节能规划中提出：“主要耗能设备能耗指标：2010新增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平，部分汽车、电动机、家用电器达到国际先进水平”，国家在提出指标要求的同时，也在政策上给了大量的支持。 对于节能空调的运用我国政府做了大量的工作给了企业大力的政策支持具体措施有以下几点：第一能效标识，用于表示能源效率等级、能源消耗量等指标的标签，从2005年开始实行；第二节能产品认证，自1998年开始实行；第三政府采购；第四税收优惠政策，自2008年1月1日开始实行。（四）.我国空调节能的措施及应用 空调的节能我们可以从两大个方向去努力;一是从空调的本身入手，运用选进的技术手段降低空调的本身能耗；二是从空调消耗的能源入手，也就是空调的能源可以来天然气，沼气等，从而降低我们对煤和石油等资源的依赖。 从空调设备本身入手有以下几个方法。4.1提升空调电机的运用效率 运用先进的IR高效IONMTION平台，该平台是功率半导体和管理方案领导厂商国际整流公司推出的运用于空调运用的电机控制平台。该控制平台可以实现的效率，同时还能降低噪声简化机械构造。从而明显降低空调电机的耗电量和金属耗材，IR的功率设计平台是一个优化的系统结构.结合了IR专有的高压集成电路(HVIC)技术与模拟、数字和功率模块及数字控制算法,可用于采用OC连接相位电流感应的无传感器电机控制应用。该空调平台采用专有控制算法.可用于压缩机.风扇的内部永磁同步电机还包含功率因数校正。这些功能与旧的专用日VIC及分立GBT下结合可实现95%的转换效率,实现高效转换效率从而降低对电能的依赖，降低我国对煤资源的消耗，同时有效从源头遏制PM2.5的形成。4.2合理降低空调的设计负荷 目前我国的多数人员在设计空调系统时往往采用负荷指标进行估算，并且出于安全的考虑，指标往往取的过大，造成了系统的冷热源、能量输配设备、末端换热设备的容量都大大地超过了实际需求，形成“大马拉小车”的现象，即增加了投资，也不节能。4.3减少输送系统的动力能耗 空调系统动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。系统形式的选择，直接影响冷、热源耗能和动力耗能，采用科学合理方法使之降低，对整个空调系统的节能有十分重要的意义。具体的技术措施有： （1）采用变流量技术 （2）增大送风温差和供回水温差 （3）降低水和空气流速 （4）采用变风量技术4.4合理地选择空调的机组 空调系统包括三方面：空调冷热源、水或空气输送系统、空调机组末端设备。（1）空调冷热源选择 空调系统消耗能的大部分是在冷热源系统中消耗的。所以合理选择冷热源对空调系统节能至关重要。空调系统常采用的冷热源方式是水冷冷水机组+锅炉、热泵、溴化锂吸收式+锅炉。（2）空调水系统选择 一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力用电的 2025，夏季供冷期间占 1224。因此水系统节能具有重要意义，目前，空调水系统在设计上存在着一些问题：（1）选择水泵是按设计值查找水泵样本名牌参数确定，而不是按水泵的特性曲线选定水泵型号；（2）大流量、小温差现象普遍存在，设计中供、回水温差一般取5，但经实测，夏季冷冻水回水温差较好的为 35，较差的只有 1.52，造成实际水流比设计水量大 1.5 倍以上，使水泵电耗大大增加。 （3）空调系统新风系统选择 空调新风系统设计工况是满足室外气象条件和室内设计条件下的最大要求，由于空调系统是全年运行的（或者说是在某个季节都运行的），因此从节能上必须考虑到全年运行工况而不仅仅是设计工况。在建筑需要供冷期间，如果能够直接利用室外较低温度的新风来供冷，可以因此减少人工冷源的冷量消耗。设计定风量全空气系统时，宜采取实现全新风运行或可调节新风比的措施，新风管设计时应按全新风送风设计，并设计与全新风运行相对应的机械排风系统，防止全新风运行时，因房间正压过大无法按要求的风量送风。新风量的控制与工况的转换，宜采用新风和回风的焓值控制方法。 上面我们讨论了从空调设备本身解决节能问题，接下来我来看看从空调的所消耗的能源来源来看看我怎样节能的。 4.5燃气空调节能的应用 在实践中大致有多种方式,过去以燃气作直燃式吸收式制冷机的能源方式和通过燃气在锅炉燃烧后获得蒸气或热水后作为吸收式制冷机的热源方式这两类为多。现在则利用燃气为能源驱动燃气机带动压缩式制冷机(或热泵)为多。燃气空调有如下优点： （1）. 采用燃气空调,如以吸收式制冷机供给冷(热)水,其变负荷调节一般优于电动压缩机,建筑物实际负荷一般为设备设计容量的30一70%由于运转效率的提高,可以节约经常费用。 （2）.当以燃气为能源,采用燃气机发电或传动压缩机制冷以及采用燃气轮机供电时,都同时产生大量排气、废热,在空调中可以多方面利用,充分提高能量效率。 （3）. 当以燃气为能源而用吸收式冷热水机时,则夏季冬季可用同一台设备,设备亦可设置在屋顶上(中小型时),节省了机房的位置,同时无振动和噪声。 （4）. 采用城市燃气时,地下等储存燃料的空间可以省掉,每天24小时可稳定地供应。3.2自然通风空调节能的应用 自然通风是当今生态建筑中广泛采用的一项技术措施。它是一项久远的技术 ,我国传统建筑平面布局坐北朝南 ,讲究穿堂风 ,都是自然通风 ,节省能源的朴素运用。只不过当现代人们再次意识到它时 ,才感到更加珍贵 ,与代技术相结合 ,从理论到实践都提高到一个新的高度。在建筑设计中自然通风涉及建筑形式、热压、风压、室外空气的热湿状态和污染情况等诸多因素。 自然通风可以在过渡季节提供新鲜空气和降温 ,也可以在空调供冷季节利用夜间通风 ,降低围护结构和家俱的蓄热量 ,减少第二天空调的启动负荷。实验表明 ,充分的夜间通风可使白天室温低 24 。日本松下电器情报大楼、高崎市政府大楼等都利用了有组织的自然通风对中庭或办公室通风 ,过渡季节免开空调。冬季 ,双层玻璃间层形成阳光温室 ,提高建筑围护结构表面温度。夏季 ,利用烟囱效应在间层内通风 ,将间层内热空气带走。自然通风在生态建筑上的应用目的就是尽量减少传统空调制冷系统的使用 ,从而减少能耗 ,降低污染。 因此，自然通风空调节能在智能建筑中有广泛地应用，自然通风在空调节能中的作用是：储存和分配热空气和冷空气以备需要，进行冷热交换。3.3沼气空调可以在我国广大农村应用 我国农村人口比例巨大，农村耗能比例也是非常大，据清华大学调查报告显示20062008年我国北方地区农村平均建筑能耗为12.1kg ce(m2.a) ,由于北方地区能源消耗中供暖消耗偏高，所以北方地区农村每年每平方米建筑能耗是南方地区的2倍以上【2】 从以上数据可以看出农村节能大有可为。 农村节能又极大的优势，在有风能的农村可以用风力发电作为空调的能源，同时在农村有植物的秸秆、柴薪等废弃物，可以用于沼气的发酵，从而获得能源。我认为农村可以设计这样一个模型解决农村的供暖需求，设计一个沼气空调。它的模型如下这样做不仅解决农村的起暖问题而且在农村还可以形成以良性循环；猪沼果 猪沼稻等等的生态模型。 （五）我国节能空调的发展展望 5.1节能潜力大，节能投资市场大2009年，我国能源消费总量为31亿tce。研究结果表明，目前我国的年节能潜力超过4亿tce，潜在投资市场规模超过10000亿元。同时，我国政府提出到2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年降低40%45%的目标。这里节能的贡献度将超过85%，预示着未来的节能空间仍非常巨大。巨大的节能潜力，庞大的节能市场，显示出节能服务产业在我国具有良好的市场发展前景. 5.2工业节能潜力 在“十一五”节能20%目标的大背景下，2008年我国工业部门主要产品能耗都有着不同程度的下降，但与国际先进水平相比还存在一定的差距，如火电供电煤耗高10.6%，大中型钢铁企业吨钢可比能耗高15.1%，乙烯综合能耗高59.5%，纯碱综合能耗高21.9%。 5.3供热节能潜力 传统的采暖区域集中在北方寒冷地区和严寒地区15个省市，城镇供热面积约80亿m2，供热能耗接近2亿tce，是我国的主要用能领域之一。其中，70%以上为集中供热，其余为分散采暖方式。 5.4公共机构和商业楼宇节能潜力 在公共机构和商业楼宇节能领域，包括政府机关、商场超市、宾馆酒店、学校、医院、体育场馆、交通枢纽、文化设施、仓储设施、数据中心等，中央空调和照明能耗是主要能耗，普遍存在30%以上的节能潜力。 5.5国家高度重视，政策环境前所未有近年来，我国政府相继出台了一系列推动节能降耗的行政措施、法律和经济政策，为节能服务公司创造了前所未有的节能改造市场和发展空间。同时，我国政府对“合同能源管理”机制给予了高度关注，许多重要的政府文件，例如节能中长期专项规划、国务院关于加强节能工作的决定、公共机构节能条例等，都明确提出要把推广“合同能源管理”机制作为推进我国节能工作的重要措施。 我国节能市场广阔前景非常可观，节能技术将会在我国得到充分体现，节能方面的专业