第九章建筑空调通风节能技术Word下载.docx
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（1）合理地控制室内参数，减低空调冷负荷。
在空调设计时合理地选择室内设计温度和湿度，避免夏季盲目低温和冬季采用过高温度。
在风机盘管加新风系统中设置新风调节阀，避免新风量不均。
设计中避免送风温度过低，因为当送风温度由18℃降到14℃，在同样的房问温度（26℃，相对湿度50％）下，处理送风的能耗会增加25％。
（2）提高输配系统的效率。
设计时合理地选择水泵的扬程，如果扬程过高时，系统阻力无法消耗时，靠减小阀门开度来调节系统的水力平衡，使得系统的能耗过多地消耗在阀门和过滤器上。
适当采用二级泵系统，通过二次泵调整系统的流量和负荷。
在送风系统设计时应确定合理的流量及余压，使风机工作在高效区，也可通过变频设备调整风量和负荷需求。
（3）提高制冷系统的效率。
在制冷机负荷相同的情况下，冷冻水温度越高，冷却水温度越低，制冷机的效率越高，因此应选用合理的冷冻水温度，并尽量选用高效冷却塔，降低冷却水温度。
合理地调配冷却塔的运行，设置连动装置，避免冷却塔停风机而不停水。
（4）充分利用天然能源。
在过渡季节充分利用新风，并且合理地使用热回收装置。
例如在有内外区的大型建筑甸收内区余热
量或从排风系统中回收能量，用以对新风进行预处理。
（5）采用蓄冷系统。
在实施峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统和水蓄冷系统。
（6）在使用条件、使用功能同步的地区或工程采用热电联产三联供。
在工程初期通过合理的规划是可以确保节能效果的。
（7）采用变频技术
空调系统变频技术主要有两种形式：
用变速泵和变速风机替代调节阀，减少系统内部消耗，提高整机效率，或者采用变流量技术，根据空调负荷改变水流量或风流量。
实行变流量调节不仅可防止或减少运行调节的再热、混合等损失，而且由于流量随负荷的减少而减少，使输送动力能耗大幅度降低，节约风机和水泵耗电量，因而能有效地节能。
变流量系统分为变风量系统（VAV）和变水量系统（VWV）。
9—6如何确保空调系统的节能效果？
（1）设计前期与建筑协调配合，做好负荷模拟，有条件的应对同地域同类工程进行负荷调研，合理配置冷热源负荷，确定系统方式、输送方式、末端设备。
1）合理配置冷热源
空调系统冷热源的合理选择不但直接关系到空调系统能否可靠地供冷、供热，而且也对空调节能与能源合理利用意义重大。
选择合适的冷热源涉及能耗、经济性、安全可靠性等综合因素，还要考虑建筑物所在地的气象条件、对环境的影响、空调系统有无采用余（废）热回收的可能等问题。
冷热源单台容量和台数的选择，应能适应空调负荷全年的变换规律、季节及部分负荷的要求。
设备及系统都应满足现行规范的各种性能参数要求。
2）确定系统方式、输送方式、末端设备
空调系统节能运行的好坏取决于系统方式、输送方式、末端设备的形式；
良好的系统可保证不同区域、不同使用功能的运行调整和控制，可达到按需、按时提供负荷需求。
（2）空调系统的优化设计
在既要节能，又要保证室内空气品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统、蒸发冷却和去湿空调系统以及冷却塔供冷系统（又称免费供冷系统）、根据工位需求的送风系统在国外绿色办公建筑中已成为流行的空调方案。
系统的合理分区以及大温差技术也在空调节能中占有非常重要的地位。
（3）施工时应确保设计要求的落实，校核设备，特别是水泵、风机的扬程、余压，降低不必要的能耗损失。
确保材料、特别是保温材料的质量和施工质量；
系统必须进行平衡调试，确保系统的运行质量。
（4）设置热能回收装置
空调系统耗能的特点之一是大量余热的浪费。
热回收装置可在空调系统运行过程中，使状态不同（载热不同）的两种流体，通过某种热交换设备进行总热（或湿热）传递，不消耗或少消耗冷（热）源的能量，完成系统需要的热、湿变化过程，从而达到节能的目的。
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％。
为保证室内环境卫生，空调运行时要排走室内部分空气，必然会带走部分能量，而同时又要投入能量对新风进行处理。
如果在系统中设置能量回收装置，用排风中的（热或冷）能量来处理新风（冷或热），就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。
目前常用的做法有转轮式余热交换器、板式换热器、热管换热器、建筑结构蓄热（冷）、热回收环路热泵系统等热回收装置和系统。
其中前四种属于直接接触式热回收装置，热回收式热泵则为间接式热回收装置。
如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用，其热回收效率比单一设备要高得多。
工程中声转轮式热回收与热泵的联合工作系统，热管热回收与热泵的联合工作装置等。
热回收系统目前在国外特别是在日本应用得相当普遍。
（5）空调系统的节能控制
自动控制技术是使空调系统能够高效节能运行的不可或缺的组成部分。
一个可靠、精确、具有智能功能的计算机检测与控制系统可以依据室外气象条件与室内热湿负荷，在满足使用要求的前提下，确定最佳节能温、湿度控制方案和最节能的空气处理过程，使空调系统自动运行在最节能工况下。
采用先进的控制设备，开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证空调系统节能运行的有效措施。
例如，采用自适应控制与模糊控制等高级控制软件，减少调试工作量，提高控制精度，从而扩大温、湿度的允许控制范围，达到优化节能的目的。
设计冷热源设备的调控策略时，应根据不同的使用工况确定运行时问和方式，防止设备长期在低负荷下运行、避免设备频繁启停，提高系统运行效率、减少能源消耗。
9—7什么是空调、采暖设备能效比?
能效比是空调、采暖系统或设备能源利用效率的量化指标（对于锅炉供热系统常用热效率指标）。
用公式表示为：
EER=Q/E
式中EER——空调采暖设备的能效比；
Q——空调采暖设备提供的冷（热）量；
E——空调采暖设备提供冷（热量）时所消耗的能量，多数情况为电能。
显然，能效比越高，满足相同的冷（热）量需求所需要消耗的电能越少。
提高空调系统能效比是节约空调能耗、实现建筑节能的重要途径。
空调系统或设备的能效比除了受系统或设备本身的构造形式、工作原理的影响外，还与它工作的环境条件有关系。
例如，空气源热泵空调器，夏季制冷时室外空气温度越低、室内空气设定温度越高，能效比越高；
冬季制热时室外空气温度越高、室内设定温度越低，其能效比就越高。
如空调在室外温度30℃、室内温度28℃时的能效比要比室外温度37℃、室内温度25℃的能效比高。
所以，通常设备所标明的能效比都是指在某一个规定的工作条件下（称为额定工况）的能效比，《房间空气调节器》（GB/T7725—2004）规定的房间空调器的额定制冷工况为室内空气干球温度27℃、湿球温度19.5℃，室外空气干球温度35℃、湿球温度24℃。
同理，对于地源热泵这样的与土壤进行换热的空调系统，土壤的温度状况对系统能效比的影响与室外空气对空气源热泵的影响相类似。
9—8空调系统的节能评价指标有哪些?
（1）空调系统的节能评价指标主要有制冷机的运行性能系数COP、水泵的运行效率、风机的运行效率、水系统的输送系数WTF、全空气系统输送系数ATF、冷站能效比ECP等。
（2）主要评价指标
1）制冷机的运行性能系数COP：
在运行工况下制冷量与其消耗能量之比；
其值越高，设备能效越好。
2）各种冷水（热水）机组制冷性能系数COP见表9—1所列。
冷水（热泵）机组制冷性能系数表9—1
类型
额定制冷量CC（kW）
性能系数COP（W/W）
水冷
活塞式/
涡旋式
＜528
528～1163
＞1163
3.8
4.0
4.2
螺杆式
4.10
4.70
5.10
离心式
4.40
风冷或蒸
发冷却
＜50
＞50
2.40
2.60
2.80
3）水系统的输送系数ⅣTF：
水系统干管输配的总冷（热）量与水系统干管循环水泵的耗电量之比（kW／kW），它的大小是检验供回水温差、水力平衡计算及水泵选择是否经济合理的综合指标。
按节能标准规定：
空调供冷W丁F不应小于30；
冬季供暖、寒冷和夏热冬冷地区不应小于150。
4）全空气系统输送系数ATF：
风系统输配的总冷（热）量与风系统输送风机（排风机）的耗电量之比。
5）冷站能效比ECP：
冷水机组的瞬时供冷鲢与空调系统冷站设备的瞬时总功率之比，参考值为2.2～4.0。
9—9综合部分负荷性能系数值（IPLV）？
空调系统运行时，除了通过运行台数组合来适应建筑冷量需求和节能外，在相当多的情况下，冷水机组处于部分负荷运行状态，为了控制机组部分负荷运行时的能耗，有必要对冷水机组的部分负荷时的性能系数（IPLV）做出一定的要求。
蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组综合部分负荷性能系数计算的根据：
取我国典型公共建筑模型，计算出我国19个城市气候条件下，典型建筑的空调系统供冷负荷以及各负荷段的机组运行小时数，参照美国空调制冷协会《采用蒸气压缩循环的冷水机组（ART550/590—1998）标准中综合部分负荷性能IPLV系数的计算方法，对我国4个气候区分别统计平均，得到全国统一的IPLV系数值（表9—2）
冷水（热泵）机组综合部分负荷性能系数表9—2
—
4.47
4.81
5.13
4.49
4.88
5.42
9—10空调系统划分的原则是什么?
为什么这样划分?
为了最大限度地节省输送能耗，空调系统的划分不应过大，且应尽可能以水代气进行能量的传送。
在标准状态下，水的比热是空气的4.2倍左右，而水的比容只有空气的1/773左右，即1m3水能比同容积的空气多携带3000多倍的热量。
9—11空调水系统节能运行基本要求是什么？
（1）冷冻水和冷却水泵开启台数与开启制冷机的数量相等。
应按设计要求，在制冷机开启时只开启相应的冷冻泵寸冷却泵。
（3）对于运行效率小于60％的水泵，宜根据实际运行工况参数（扬程、流量）重新调整或更换水泵。
（4）应对水泵进行调整使系统达到工况点，，不宜通过调节制冷机房内的阀门控制流量大小。
（5）冷冻水供回水温差宜大于4℃；
当冷冻泵、冷却泵可变频调节时，应对其转速进行控制，使冷冻水、冷却水的供回水温差不不应小于4.5℃。
（6）当采用二级泵系统时，二次侧冷冻水供回水温差不应小于4℃。
（7）冬季供暖工况下，热水供回水温差不宜小于8℃。
9—12多台制冷机组单台运行时为什么应关断未运行机组的相关阀门？
多台制冷机组单台运行时，经常会出现其他机纵的冷冻水、冷却水进水阀门不关断的现象，这样就形成冷冻水冷却水通过未运行机组旁通，供水质量发生变化，提升供水温度，降低冷机的效率。
因此实际运行时应避免冷冻水、冷却水通过停机的机组旁通，应关断相关阀门。
9—13空调冷、热水系统的节能设计应注意哪些?
空调冷、热水系统的设计应符合以下规定：
（1）应采用闭式循环水系统。
（2）只要求按季节进行供冷和供热转换的空调系统，应采用两管制水系统。
（3）当建筑物内有些空调区需全年供冷水，有些空调区则冷、热水定期交替供应时，宜采用分区两管制水系统。
（4）全年运行过程中，供冷和供暖工况频繁交替转换或需同时使用的空调系统，宜采用四管制水系统。
（5）有条件的工程应尽量采用南北、东西管网分设或加装控制调节阀门，以确保负荷需求和不必要的能耗损失。
我国近几年的公建工程采用玻璃幕墙的结构较多，受辐射热的影响，造成南北、东西温差很大，空调负荷需求不一致的现象较大，靠空调末端调整较难，造成能耗损失大，而令使用者舒适度降低。
（6）中、小型工程、系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时，宜采用一次泵系统；
在经过充分的技术论证（包括设备的适应性、控制系统方案等）、确保运行安全可靠且具有较大的节能潜力和经济性的前提下，一次泵可采用变速调节的方式。
（7）系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统；
二次泵根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式。
（8）冷水机组的冷水供、回水设计温差不应小于5℃。
在技术可靠、经济合理的前提下宜尽量加大冷水供、回水温差。
9—14空调冷却水系统设计应符合什么要求?
空调冷却水系统设计应符合下列要求：
（1）空调冷却水系统应具有过滤、缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等水处理功能。
（2）冷却塔应设置在空气流通条件好的场所，保证达到设计要求的冷却效果，降低能耗。
（3）冷却塔补水总管上设置水流付汁计装置。
9—15冷冻水的供回水温差应如何确定？
为什么?
在不影响制冷效果的情况下，适度提高冷冻水出水温度。
水泵的循环水量与供回水温差有关，温差越大，循环水量越小，可降低水泵能耗；
温差根据使用功能和所在地区及温、湿负荷、制冷设备确定，常规温差为5℃，可调至7～10℃。
9—16何为冷却塔供冷系统（又称免费供冷系统）？
冷却塔供冷系统是在室外条件满足冷却塔换热需求时，通过冷却水系统换热供给室内冷量的系统。
主要适用于长江以北地区、冬季或过渡季需要供冷、有内外区的建筑。
系统需要设置季节供冷切换装置，主要需注意冷却水的污物处理，合理选择换热设备。
9—17为什么空调供暖水系统定压优先考虑高位水箱？
高位水箱定压主要有运行可靠、经济，且减少了补水泵、降低了能耗的作用；
但定压点应设置在合理的位置。
9—18空调风系统节能运行要点是什么?
（1）间歇运行的空调系统宜在使用前30min启动空气处理机组进行预冷或预热，此时关闭新风风阀，预冷或预热结束后开启新风风阀；
宜在使用结束前15～30min关闭空气处理机组。
（2）年运行时间超过1200h、风机功率大于5kW的全空气空调系统的空气处理机组风机宜采用变频控制，空调系统最小风量应满足气流组织和风机正常运行的要求。
（3）人员密度相对较大且变化大的房问，宜采用新风需求控制。
（4）为保持空调运行期间建筑物内部风平衡，应合理控制新风机组和排风机的运行，防止外窗开启，减少无组织新风，同时防止楼梯间、电梯问等非空调空间与空调空问的不合理空气流动。
（5）当空调系统所负担区域与厨房、车库等需长时间、大量排风的空问相连时，应通过自动闭门器等装置切断相连空间。
对与空调空问相连的厨房、车库等空问，应设置送风机，保持与排风机联动，维持厨房、车库等微负压。
（6）在室外温度适宜时，如春秋季、夏季夜间，应充分利用新风降温、蓄冷，减少机械制冷运行时间。
（7）局部热源的热量应通过局部排热系统就地排除，防止进入空调区域带来不必要的空调负荷。
（8）排风热回收装置应正常运转，空调系统运行时应开启热回收装置，保证新、排风道风阀开关位置正确。
过渡季节利用新风降温时，如设有旁通措施，应采取旁通运行。
9—19新风的作用和新风的必要性是什什么？
为什么要合理控制新风?
在空调环境中，由于人为的保温保湿等措施，环境内外空气不能自然对流交换，必须人为地送入外界自然空气以保持环境内空气品质的要求，送人的空气称之为新风。
空调系统需要的新风，就是要消除空气污染，满足室内人员的卫生要求，同时补充室内排风和保持室内正压。
由于集中空调用新风是需要将不同季节的室外空气通过空调机组处理到室内需求温湿度，新风量的多少将影响空调负荷和能耗。
因此新风的送人不仅仅是送风设备的耗能问题，而是大流量的连续送入的新风调温调湿大量耗功的问题，它在整个空调耗能中占有相当大的比例。
新风既是必需的，又要力求少耗能，因此必须予以充分地重视。
9—20新风应如何选取?
目前大多数空调系统采用的是前面所述的混合式系统。
对于这种系统来说，如何在设计和全年的运行中确定新风量的大小，使之既满足室内空气环境的要求，又达到最大限度地节能，是需要认真分析的。
在设计空调系统或进行系统改造时，新风值的选取可以依据以下原则。
（1）按空调环境人群的密集程度和人员的活动状态确定平均每人需新风量（㎡／h·
人）值。
对于建筑设计新风量的确定，应该根据建筑的功能，依据我国相关的规范标准执行。
（2）依据空调环境的功能及要求
如果工艺流程的生产车问、冷库库房等是人少或无人的空间环境，则可根据环境实况总体确定通风量。
如果是有工作人员的环境，则应在保证人员的正常需要及舒适性要求，按人确定风量值，以确保供氧及降低有害气体浓度比，从而达到要求。
（3）依据新风的布局和调节形式
应按照全置换换气、局部置换换气或混合调节换气与射流送风等不同形式而采用不同的供新风世值。
（4）有条件的工程应按季节设置新风没符，加装变频控制，在保证基本新风标准的同时，在过渡季。
市通过新风调节室内负荷。
9—21分区空调的意义?
同一建筑物内平面和竖向各房间空调负荷差别很大，各房间的用途和使用时间不尽相同，而且有时整个建筑物的空调容量很大，因此，用一个系统来解决是不合理的。
为使空调系统既能保证不同房问要求的室内空气参数，又做到经济运行，就需要将系统分区。
系统分区主要考虑的因素有：
房间的温湿度标准、负荷特性、建筑高度、使用时问、空调设备容量、节能管理方便等。
对于大型建筑来说，周边区（进深6m左右的区域）受到室外空气温度和日照辐射的影响较大，冬夏季空调负荷随室外气象条件变化，一般夏季需要供冷而冬季需要供热；
内部区由于远离外围护结构，室内人体、照明及设备的散热可能全年都需要供冷。
因此，通常将建筑在立面上分为周边区与内部区，针对各区负荷的特点分别进行空调分区。
周边区由于日射负荷随时问的变化很大，故常按东西南北等朝向进行分区。
除了按朝向分区外，还按建筑物各房问的不同用途、不同的使用时问进行分区。
例如，对办公建筑而言，可按办公室、会议室、食堂、活动室等分区，设置不同的空调系统；
对旅馆建筑客房是全天使用的，其他如餐厅、宴会厅商店等公用部分并非天使用，就应划分不同的空调系统；
对医院来说，把洁净度相同的房问划分为一个区，可按手术室、新生婴儿室、病房、办公楼分别设置空调系统。
进行空调分区，不仅能有效地满足各性质、用途房间的使用要求，而且有利于节约空调能耗并便于维护管理。
9—22怎样降低空调风机能耗?
在集中空调系统中，全空气系统风机能耗是总能耗的重要组成部分。
风机的作用是促使待处理的空气流经空气处理设备（如空调机组中的表冷器、风机盘管中的盘管换热器）时，进行强制对流换热，将冷冻水（或热水）携带的冷量（或热量）取出，并将处理好的空气输送至空调房间，用于消除房间的热湿负荷。
被处理的空气可以是室外新风、室内循环风、新风与回风的混合风。
此外，风机还用来为系统引入新风或进行排风。
降低风机能耗的主要措施有：
1．正确选用空气处理设备
在中央空调系统中，用得最多的是新风加风机盘管系统和全空气系统。
组合式空调机组和风机歙管是最常用、最主要的设备，风机一般也都安装在这些设备内部。
（1）选用空调机组（包括新风机组、变风量机组及组合式空调机组）时，应注意机组风量、风压的匹配，选择最佳状态点运行，不宜过分加大风机的风压，风压提高，风机耗功率显著增加。
应选用漏风量及外形尺寸小的机组。
国家标准规定在700Pa压力时的漏风量不应大于3％，目前，很多厂的产品漏风量均在5％以上，有的高达10%。
实测证明：
漏风量5％，风机功率增加16％；
漏风量10％，风机功率增加33％；
漏风量达到15%时，风机功率增加50％。
选择机组时应校核和比较ATF的大小，选择ATF较大的机组。
（2）选择风机盘管时，应选用单位风机功率供冷量大的机组。
有关资料统计了国内13个厂家的产品，单位风机功率供冷量平均值为58.6W／W，最大的为75W／W，最小的为48W／W；
可见，现有产品的性能参差不齐，选择时应注意甄别。
另外，目前国内风机盘管样本值与测试值差距较大，在选用时一定注意选择经国家空调设备检测中心抽检合格的产品。
2．应用变风量系统
变风量系统于20世纪60年代在美国诞生。
其基本技术原理很简单：
通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。
由于空调系统大部分时问在部分负荷下运行，所以，风量的减小就带来了风机能耗的降低。
由于变风量系统通过调节送人房问的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。
变风量系统属于全空气系统，它还可以在过渡季节利用新风消除室内负荷。
变风量系统也存在一些缺点，如：
在系统风量变小时，有可能满足不了室内新风量的需求，影响房间的气流组织；
在湿负荷变化较大的场合，难于保证室内的湿度要求；
系统的控制要求，且系统运行难于稳定，噪声较大，投资较高等。
这些缺点是导致变风量系统在我国应用不广的原因，但不能因而抹杀变风量系统的节能特性。
只要设计者在设计时周密考虑，并设置合理的自动控制措施，就可以达到既满足使用要求又节能的目的。
风机的输入功率与风量和全压的乘积成正比，风机工作时的风量和全压由风机性能和管路特性决定。
所以，减小送风量所取得的降低风机能耗的效果与风机工况的调节方法有关。
通过电动机变频改变风机的转速，从而减小送风量，可以使风机消耗的功率近似按风量的三次方下降；
如果通过调节管路中的阀门等手段来减小风量，由于此时风机的全压一般还略有上升，其能耗的降低就远不如变频调速明显。
3。
通过良好的气流组织设计，提高冷空气的利用效率
空调房间并不是每一处空间都需要空调的。
通过良好的气流组织设计，只对需要空调
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