中文名 | 暖通空調(diào)系統(tǒng) | 外文名 | HVAC |
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空調(diào)系統(tǒng)種類(lèi) | 三種 | 空調(diào)系統(tǒng)作用 | 夏季制冷冬季供暖 |
性????質(zhì) | 科學(xué) | 空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ) | 制冷技術(shù) |
采暖系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)的差別是通過(guò)散熱器將熱水或者蒸汽中的熱量散發(fā)到房間,而不是像中央空調(diào)系統(tǒng)那樣通過(guò)空氣交換。采暖系統(tǒng)的主要熱源是鍋爐,集中供熱的規(guī)模從一棟建筑到一個(gè)城市的區(qū)域甚至整個(gè)城市。由于嚴(yán)寒地區(qū)采暖是人民生活的必要條件,所以我國(guó)采暖在建筑能耗中占有很大的比例。
廣義的通風(fēng)包括空調(diào),狹義的通風(fēng)可以理解為沒(méi)有冷熱交換的室內(nèi)外空氣的交換。當(dāng)室外空氣的溫度和潔凈度合適時(shí),僅采用通風(fēng)也能夠?qū)⑹覂?nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)到可以接受的程度,這樣比采暖和空調(diào)節(jié)省大量的能源。 2100433B
家用空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模較小,采用制冷劑直接冷卻(加熱)空氣,一般不設(shè)置風(fēng)道傳輸空氣。
中央空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模較大,采用冷水機(jī)組制取冷(熱)水,通過(guò)水泵驅(qū)動(dòng)冷(熱)在水管流動(dòng),分布到空調(diào)機(jī)組中,與室內(nèi)空氣和部分室外空氣進(jìn)行熱交換,冷卻(加熱)空氣,商場(chǎng)、劇院等大型公共建筑中還需要通過(guò)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣在風(fēng)道中流動(dòng),分布到各個(gè)房間,在這個(gè)過(guò)程中,冷水機(jī)組從冷水中獲取(散發(fā))的熱量,還需要通過(guò)冷卻塔這類(lèi)設(shè)備散發(fā)到空氣、水、土壤中,或者從空氣、水、土壤中獲取等量熱量,該換熱過(guò)程大部分采用水為媒介,驅(qū)動(dòng)該媒介流動(dòng)的設(shè)備是冷卻水泵,如果散發(fā)到空氣中,需要采用冷卻塔來(lái)增強(qiáng)傳熱。冷水機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)、冷卻塔等構(gòu)成中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗的主要部件。中央空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模從幾千平方米的一棟大樓到數(shù)百萬(wàn)平方米的小區(qū)不等,而小區(qū)中央空調(diào)稱(chēng)為區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是本專(zhuān)業(yè)研究的重點(diǎn)對(duì)象。
戶(hù)式中央空調(diào)系統(tǒng)與室內(nèi)空氣換熱的媒介可以分為水和制冷劑。戶(hù)式中央空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模限于家庭,數(shù)百平米的建筑面積。與中央空調(diào)系統(tǒng)相比,戶(hù)式中央空調(diào)系統(tǒng)一般不設(shè)置制冷機(jī)房,而是將室外換熱器設(shè)置在走廊等處。與家用空調(diào)相比,戶(hù)式中央空調(diào)系統(tǒng)可以采用一個(gè)家庭一套制冷主機(jī),家庭裝修、維護(hù)較為方便。
可以的,計(jì)算匯總?cè)x;看結(jié)果導(dǎo)出就行
分析的很到位。
哪一種類(lèi)型的暖通空調(diào)系統(tǒng)常用于商業(yè)建筑
比如VAV系統(tǒng)。
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醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)——文章簡(jiǎn)述了醫(yī)院的住院病房、門(mén)急診、檢驗(yàn)部門(mén)、手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室、消毒供應(yīng)空調(diào)設(shè)計(jì)的 特點(diǎn)和采用的空調(diào)方式;介紹了有關(guān)新風(fēng)的取值、氣流的組織和壓力梯度方面的耍求;強(qiáng)調(diào)了在醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。
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市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,對(duì)生活質(zhì)量的要求也就越來(lái)越高,這也為空調(diào)的發(fā)展與其市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了一定的契機(jī)。暖通空調(diào)系統(tǒng)被逐漸地運(yùn)用到城市生活工作中。隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)被普遍運(yùn)用,其缺點(diǎn)在運(yùn)用的過(guò)程中也逐漸顯示出來(lái)。本文就暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制進(jìn)行分析研究。
現(xiàn)在人們的生活水平正在不斷的提升,追求更為舒適的生活環(huán)境已經(jīng)變成一個(gè)越來(lái)越受人重視的問(wèn)題??照{(diào)可以說(shuō)是現(xiàn)在一種非常常見(jiàn)的家電,不過(guò)今天我們要跟大家介紹的是暖通空調(diào)系統(tǒng)。相信絕大多數(shù)人對(duì)暖通空調(diào)并不是很了解,不知道它是由什么組成,又分成哪幾類(lèi),下面我們就一起來(lái)了解一下。
一、基本組成
暖通空調(diào)系統(tǒng)包含有供暖、通風(fēng)、空調(diào)三大子系統(tǒng)。
1、供暖系統(tǒng)有熱水采暖以及蒸汽采暖。熱水材料比較普遍使用在建筑當(dāng)中,通過(guò)熱水和二次熱交換器進(jìn)行循環(huán)來(lái)維持溫度。
2、通風(fēng)系統(tǒng)是指輸送新鮮空氣到室內(nèi),并且排除舊空氣。通風(fēng)的主要作用就是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量,并且還可以適當(dāng)?shù)慕档褪覂?nèi)的溫度。
3、空調(diào)系統(tǒng)是有很多部件組成,主要作用就是讓進(jìn)入建筑的空氣達(dá)到某種狀態(tài),從而去除室內(nèi)的余熱或者是余濕,確保溫度和濕度在人體能夠接受的范圍內(nèi)。
二、分類(lèi)
1、按使用目的
舒適性:要達(dá)到溫度合適、環(huán)境舒適,對(duì)濕度和溫度沒(méi)有嚴(yán)格的要求,一般多用于租房、辦公室、汽車(chē)?yán)锩妗?/p>
工藝性:對(duì)溫度和濕度有精確的要求,此外對(duì)于空氣的潔凈度也有比較高的要求。比較多使用在生產(chǎn)車(chē)間、計(jì)算機(jī)室、生物實(shí)驗(yàn)室地方。
2、按設(shè)備布置情況分類(lèi)
集中式:在中央空調(diào)室里面集中了空氣處理設(shè)備,將處理過(guò)的空氣運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)房間的空調(diào)系統(tǒng)。
半集中式:不但有中央空調(diào)還有處理空氣的末端設(shè)備。這種系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜,能夠?qū)崿F(xiàn)比較高的調(diào)節(jié)精度。
局部式:每一個(gè)房間會(huì)有自己的空氣處理設(shè)備,空調(diào)能夠直接就裝在房間里面。
通過(guò)介紹可以看出,暖通空調(diào)系統(tǒng)的分類(lèi)是非常多的,可以按照自己的需求進(jìn)行合理的選擇,從而保證更好的使用。
市場(chǎng)上的暖通空調(diào)形形色色,到底該如何選擇呢?小編在這里推薦物優(yōu)家平臺(tái)在售的暖通空調(diào),它是國(guó)內(nèi)一站式舒適集成定制平臺(tái),線上提供豐富的暖通產(chǎn)品供消費(fèi)者選擇,配備完善的售前、售后服務(wù),涉及領(lǐng)域包括制冷、地暖、新風(fēng)、凈水、電梯、智能家居等各個(gè)方面,還有在線客服為您排憂(yōu)解惑,無(wú)需擔(dān)心該如何選擇合適自身需求的暖通空調(diào)。
暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能空間應(yīng)從建筑設(shè)計(jì),空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等三方面綜合考慮。
建筑物的形體,方位,顏色以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等因素均能對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷需求量產(chǎn)生重要影響。如:廈門(mén)地區(qū)由于供暖負(fù)荷較小而供冷負(fù)荷大,以淺色為好。以及減小外窗的面積,采用雙層隔熱玻璃,采取遮陽(yáng)措施等等。
空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)常以滿(mǎn)足最大負(fù)荷為依據(jù),但是在實(shí)際運(yùn)行中最大負(fù)荷出現(xiàn)的機(jī)會(huì)很少。對(duì)某5星級(jí)酒店的抽樣調(diào)查中發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)配置為163w/m2,而在90%的運(yùn)行時(shí)段內(nèi)實(shí)際容量?jī)H為60~100 w/m2?,F(xiàn)代旅游飯店是集住宿、商務(wù)、會(huì)議、餐飲、娛樂(lè)、健身為一身的多功能建筑,而其多功能并不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)冷負(fù)荷服務(wù)需求高峰。合理的負(fù)荷要求設(shè)計(jì)師精益求精的設(shè)計(jì)作風(fēng)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)單地套用資料數(shù)據(jù)可以減少設(shè)計(jì)師的風(fēng)險(xiǎn),但是可能帶來(lái)設(shè)備利用率的降低。
設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)選擇不當(dāng)進(jìn)一步加劇了設(shè)備利用率的降低,如:飯店中的商場(chǎng)、健身、商務(wù)等設(shè)施是為下榻客人服務(wù)的,如果套用和國(guó)美,家樂(lè)福一樣的指標(biāo)就過(guò)分了。
水泵的揚(yáng)程是依據(jù)系統(tǒng)最不利負(fù)荷水頭損耗再乘以一定的安全系數(shù)后,套用水泵樣本確定的,如果沒(méi)有合適的水泵型號(hào),就采取寧大勿小的原則,因此水泵的選型常常造成額外冗余。
冷凍水系統(tǒng)是按設(shè)計(jì)容量配置的,而實(shí)際負(fù)荷卻是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷冷量時(shí)變的,下圖給出了系統(tǒng)冷負(fù)荷變化示意圖。在恒速水泵系統(tǒng)中當(dāng)實(shí)際負(fù)荷低于設(shè)計(jì)容量時(shí),就會(huì)出現(xiàn)大流量小溫差的現(xiàn)象,產(chǎn)生不必要的節(jié)流損耗和水泵的能效指標(biāo)下降,不僅如此,冗余的載冷劑水量還會(huì)造成不必要的系統(tǒng)冷量損耗。
因此,暖通空調(diào)的節(jié)能控制就成了業(yè)內(nèi)人士的共同追求,隨著現(xiàn)代變頻控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及系統(tǒng)控制技術(shù)和理論的不斷發(fā)展,為暖通空調(diào)節(jié)能事業(yè)提供了嶄新的平臺(tái)。
節(jié)能效益空間更多的是取決于低負(fù)荷維持的時(shí)間和出現(xiàn)的頻率。
水冷式暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是由制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、載冷劑循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)共同構(gòu)成,其中載冷劑循環(huán)系統(tǒng)又由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)組成。下圖給出TRANE? RTHB450S制冷機(jī)的能效性能和YROK? YK500TR制冷機(jī)的能耗性能,可以看出制冷主機(jī)的冷凍水出水溫度、冷卻水進(jìn)水溫度以及負(fù)荷率對(duì)能耗的影響。所謂的系統(tǒng)調(diào)節(jié)就是跟隨系統(tǒng)冷負(fù)荷的變化,通過(guò)合理調(diào)節(jié)載冷劑的揚(yáng)程、流量和冷卻空氣流量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍水出水溫度和冷卻水進(jìn)水溫度以及負(fù)荷率的合理調(diào)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)COPc以及Nw和Na的隨動(dòng)控制,達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,降低運(yùn)行能耗的目的。
制冷機(jī)的制冷量Qo應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足末端負(fù)荷用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的冷量Qy需求和冷凍水系統(tǒng)自身的冷量損耗Qs:
如果末端用戶(hù)負(fù)荷所需冷量不變,由于冷凍水流量的減少,不僅可以降低各末端用戶(hù)在調(diào)節(jié)閥門(mén)上的節(jié)流損失和系統(tǒng)管網(wǎng)以及水泵的磨擦損失,使得冷凍水泵的功耗降低,更重要的是系統(tǒng)在管網(wǎng)、閥門(mén)和水泵上的冷量損耗Qs也跟隨降低,這就使得制冷機(jī)的冷負(fù)荷跟隨降低。
通常制冷機(jī)無(wú)論采用什么樣的能量調(diào)節(jié)技術(shù),其COPc始終跟隨負(fù)荷冷量變化,并在其最大制冷量的附近顯現(xiàn)最高COPc拐點(diǎn),即最高效率點(diǎn)。
在用戶(hù)負(fù)荷冷量需求不變的前提下,因冷凍水流量的降低帶來(lái)的系統(tǒng)冷負(fù)荷的降低,使得制冷機(jī)的制冷系數(shù)COPc降低(見(jiàn)圖2-1b),同時(shí)也會(huì)使得冷凝器的釋冷量跟隨減少,在冷卻水量不變的前提下,冷卻水出水溫度會(huì)降低,如果冷卻水進(jìn)水溫度相應(yīng)降低的話,可以使COPc得以補(bǔ)償(見(jiàn)圖2-1),但是這是需要時(shí)間和冷卻系統(tǒng)的共同作用??梢?jiàn)由于系統(tǒng)冷負(fù)荷的降低,對(duì)COPc產(chǎn)生的正面作用是不確定的,而造成的負(fù)面影響卻是肯定的。所以通過(guò)系統(tǒng)冷負(fù)荷的降低能夠優(yōu)化制冷主機(jī)COPc的說(shuō)法是不妥的。
但是COPc的降低并不意味著不節(jié)能,對(duì)于采用不同能量調(diào)節(jié)技術(shù)的制冷機(jī)型來(lái)說(shuō),因系統(tǒng)冷負(fù)荷的降低而產(chǎn)生的能耗降低是完全不同的。例如:多機(jī)頭的活塞機(jī),冷負(fù)荷的降低可能使其停開(kāi)一組壓縮機(jī),產(chǎn)生的節(jié)能效果不言而喻;制冷機(jī)制造商對(duì)產(chǎn)品性能的不懈努力從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。不斷地改進(jìn)使得部分負(fù)荷運(yùn)行的電耗不斷降低,效率不斷提高;而對(duì)于采用熱氣體旁通能量調(diào)節(jié)閥技術(shù)的機(jī)型而言,當(dāng)冷負(fù)荷降低時(shí),壓縮機(jī)的吸氣壓力就會(huì)降低,通過(guò)能量調(diào)節(jié)閥將一部分高溫高壓制冷劑氣體旁通到吸氣管阻止吸氣壓力的繼續(xù)下降,這樣制冷量是下降了,但是壓縮機(jī)的功耗僅僅是略有下降甚至是基本不變,節(jié)能效果當(dāng)然就很少了。由此可見(jiàn),冷凍水流量減少產(chǎn)生的系統(tǒng)冷負(fù)荷降低,會(huì)導(dǎo)致制冷機(jī)COPc的降低,但是冷凍水系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的系統(tǒng)冷量降低為主機(jī)能耗的降低創(chuàng)造了客觀條件,至于主機(jī)能耗是否能跟隨降低以及降低多少,取決于主機(jī)自身的能量調(diào)節(jié)性能,因機(jī)而異。制冷機(jī)COPc的最大化并不是暖通空調(diào)節(jié)能控制的根本目標(biāo),從熱學(xué)物理角度出發(fā),冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)節(jié)主要是通過(guò)合理地降低載冷劑流量,減少系統(tǒng)冷量損耗Qs的途徑獲取的。
冷凍水系統(tǒng)可以從降低水泵電耗和減少系統(tǒng)冷量損耗兩個(gè)方面獲取節(jié)能效益。
室外大氣環(huán)境的溫濕度是影響濕式冷卻塔運(yùn)行性能主要因素,冷卻水的進(jìn)水溫度過(guò)高直接造成主機(jī)制冷系數(shù)COPc降低,冷卻水進(jìn)水溫度過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致冷凝溫度和壓力的降低,造成冷媒流量不足,導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定和制冷量減少。另外,冷卻水進(jìn)水溫度過(guò)低造成的主機(jī)難以啟動(dòng)也是困擾用戶(hù)的一個(gè)難題。
冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能控制主要是通過(guò)降低冗余的冷卻水流量和系統(tǒng)管網(wǎng)以及水泵的磨擦損失,且盡量保持循環(huán)水泵和電機(jī)高效運(yùn)行的途徑獲取的。
1.節(jié)能系統(tǒng)控制目標(biāo)的追求
在電制冷暖通空調(diào)系統(tǒng)中,常用制冷機(jī)組的制冷系數(shù)COPc來(lái)衡量其制冷效果,定義是:制冷量QO與制冷機(jī)輸入電功率Nc的比值,即
以水輸送系數(shù)COPw來(lái)衡量水系統(tǒng)輸送效果,定義是:顯熱交換量QO與循環(huán)水泵電功率Nw的比值,即
暖通空調(diào)機(jī)房總電耗Ns是制冷主機(jī)電耗Nc和水系統(tǒng)(冷凍水、冷卻水)電耗Nw以及冷卻塔風(fēng)機(jī)電耗N之和,水系統(tǒng)水泵和冷卻風(fēng)機(jī)又統(tǒng)稱(chēng)為輔機(jī):
我們這里引入暖通空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換系數(shù)COPs概念,定義為:?jiǎn)挝幌到y(tǒng)電耗的制冷量,所反映的是機(jī)房系統(tǒng)二次能源能效指標(biāo):
相應(yīng)的二次能源能耗指標(biāo)實(shí)質(zhì)上就是系統(tǒng)能耗效率比,表示為:
如果用經(jīng)濟(jì)學(xué)中投入產(chǎn)出比的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量暖通空調(diào)效率,就像是一個(gè)黑匣子,投入的是系統(tǒng)總電耗Ns,產(chǎn)出的是系統(tǒng)總制冷量QO,一度電按發(fā)熱量860*4.187=3600kJ/(kw·h)計(jì)。
由于暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)出冷負(fù)荷的時(shí)變性,使得投入的系統(tǒng)電耗存在跟隨變化的節(jié)能空間,如果在保證暖通空調(diào)系統(tǒng)安全運(yùn)行和用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的前提下,能夠使系統(tǒng)電耗跟隨負(fù)荷量的變化,提高系統(tǒng)的COPs,就可以實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗指標(biāo)ε,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。
綠色節(jié)能:
是一種以提高舒適度和倡導(dǎo)健康的節(jié)能理念,將節(jié)能理念提高到新的境界。例如:舒適性空調(diào)允許服務(wù)溫度有較大的變化范圍,當(dāng)室外環(huán)境溫度較低時(shí),室內(nèi)服務(wù)溫度相應(yīng)調(diào)的低一些;當(dāng)室外溫度偏高時(shí),室內(nèi)溫度相應(yīng)調(diào)高一點(diǎn),保持室內(nèi)外有相對(duì)恒定的溫差。當(dāng)室外溫度接近舒適溫度時(shí),則盡可能地多用新風(fēng),使得室內(nèi)小環(huán)境跟隨室外大環(huán)境空氣狀況變動(dòng),既能更大限度地節(jié)省能源,又能提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和舒適度。
空調(diào)系統(tǒng)中除了機(jī)房能耗外,用以處理新風(fēng)所需的能耗常被工程師忽視,某五星飯店用以處理新風(fēng)的能耗僅占了空調(diào)系統(tǒng)總能耗的40%,處理新風(fēng)的冷負(fù)荷在12w/(m3/h),廈門(mén)地區(qū)可能會(huì)更高。
目前大多數(shù)飯店新風(fēng)恒定不變,節(jié)能空間顯而易見(jiàn)。
可持續(xù)節(jié)能是一種以不斷努力,不斷提高和不斷改進(jìn)的節(jié)能理念。
隨著人類(lèi)對(duì)自然科學(xué)的不斷認(rèn)識(shí)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新的節(jié)能空間還將被人們不斷發(fā)現(xiàn),新的節(jié)能技術(shù)和新材料會(huì)不斷出現(xiàn),與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)發(fā)展觀是保持可持續(xù)節(jié)能的指導(dǎo)思想。
1. 節(jié)電效果評(píng)估
單從式15-17看,似乎只要分別通過(guò)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻風(fēng)機(jī)各自的能耗控制,降低輔機(jī)系統(tǒng)的能耗,就能夠提高系統(tǒng)能效指標(biāo)COPs。其實(shí)不然,暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程,任何子系統(tǒng)都不能夠孤立存在,要想實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況,僅僅從局部去考慮問(wèn)題是不夠的。任何一個(gè)不是以降低系統(tǒng)綜合能耗指標(biāo)為控制目標(biāo)的暖通空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)都可能出現(xiàn)三種情況:
1.減少冷卻水水量后,輔機(jī)系統(tǒng)功耗Nw下降,冷凝溫度基本維持不變。這種情況下,制冷機(jī)COPc基本不變,即系統(tǒng)制冷量不變,總能耗Ns下降,能效指標(biāo)COPs提高,能耗指標(biāo)ε降低,節(jié)能效果明顯。
2.減少冷卻水流量后,Nw下降,系統(tǒng)總能耗Ns下降,但是由于冷凝溫度上升使得制冷機(jī)COPc略為降低,制冷量也相應(yīng)下降,能效指標(biāo)COPs和指標(biāo)ε尚能維持基本不變,節(jié)能效果難以鮮見(jiàn)。
3.減少冷卻水流量后,Nw下降,但是冷凝溫度上升使得制冷機(jī)COPc顯著下降,導(dǎo)致系統(tǒng)能效指標(biāo)COPs下降,能耗指標(biāo)ε上升,節(jié)能效果為負(fù)值,勞命傷財(cái)。
因此節(jié)能控制應(yīng)運(yùn)用系統(tǒng)工程理論從系統(tǒng)層面出發(fā)全面權(quán)衡協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系和牽連,避免單方面地強(qiáng)調(diào)某一個(gè)側(cè)面,而忽略其它側(cè)面可能會(huì)給系統(tǒng)運(yùn)行造成的負(fù)面影響,因此無(wú)論是冷凍水子系統(tǒng)還是冷卻水子系統(tǒng)的節(jié)能控制,均不能以各自子系統(tǒng)的水泵節(jié)能收益最大化為唯一目的,也就是說(shuō),水泵轉(zhuǎn)速的降低不是節(jié)能目標(biāo)而是節(jié)能手段,各子系統(tǒng)的節(jié)能控制必須服從系統(tǒng)安全運(yùn)行和整體節(jié)能效益的大局。由于“電表是掛在系統(tǒng)上的”,用戶(hù)是按繳費(fèi)計(jì)量電表繳費(fèi)的,所以控制系統(tǒng)的唯一目標(biāo)就是整個(gè)暖調(diào)空調(diào)系統(tǒng)綜合效率的提高,二次能源能耗指標(biāo)ε的降低。說(shuō)白了,就是在保障系統(tǒng)安全運(yùn)行和用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的前提下,盡可能地降低繳費(fèi)表計(jì)的計(jì)量度數(shù),減少用戶(hù)電費(fèi)支出。一句話,只有用戶(hù)的電費(fèi)支出減少了,節(jié)能控制方案才是成功的。
同理,對(duì)于冰水蓄冷的節(jié)能評(píng)估,也不能僅以轉(zhuǎn)移電量的多少確定節(jié)能收益,因?yàn)楸罾浼夹g(shù)在能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)移的生產(chǎn)過(guò)程中存在大量的附加能量(包括電能、機(jī)械能和熱能)損耗,這些能量和管理成本的增加并不能為用戶(hù)創(chuàng)造利潤(rùn),也不能為廠商帶來(lái)利益。
1. 辯證看待節(jié)電率
我們從上述的章節(jié)已經(jīng)了解了暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能機(jī)理和節(jié)能空間,跟隨系統(tǒng)冷負(fù)荷的變化,系統(tǒng)的節(jié)能空間也是不斷變化的,因此系統(tǒng)的能耗指標(biāo)ε也是一個(gè)變量,節(jié)電率當(dāng)然就不會(huì)是一個(gè)固定值。也就是說(shuō),由于不同的時(shí)間有不同的冷負(fù)荷,因此就有不同的節(jié)電率,同樣的一套節(jié)能控制設(shè)備在不同的空調(diào)系統(tǒng)中必然會(huì)有不同的節(jié)電效果。嚴(yán)格地說(shuō),世上沒(méi)有一個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)是相同的,每一個(gè)系統(tǒng)都有其的獨(dú)特的個(gè)性,從不雷同。形象地說(shuō),就是每個(gè)系統(tǒng)都有自身唯一的DNA。其它案例的節(jié)電率,僅僅是該系統(tǒng)某一時(shí)段的典型數(shù)據(jù),既不能代表系統(tǒng)的平均節(jié)電率,也不能說(shuō)明系統(tǒng)整體節(jié)電效果。但是常常被廠商用以產(chǎn)品的包裝。對(duì)該案例之外的任一系統(tǒng)都僅有借鑒意義而沒(méi)有任何指導(dǎo)意義。
上圖給出了廈門(mén)某項(xiàng)目從2005年2月4日至10月17日節(jié)電率走勢(shì),期間甲乙雙方協(xié)議節(jié)電量1705738.41kwh。圖中也出現(xiàn)了如tA明確地標(biāo)示出在輔機(jī)節(jié)能21.94%時(shí),主機(jī)的節(jié)電率為-21.26%,系統(tǒng)節(jié)電率竟為-7.21%的現(xiàn)象。
不同的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)得出不同的節(jié)電率,以某項(xiàng)目連續(xù)測(cè)試九天(216小時(shí))為例:
工況 |
前三天變頻運(yùn)行72小時(shí) |
中間三天定頻運(yùn)行72小時(shí) |
后三天變頻運(yùn)行72小時(shí) |
耗電量 |
46363.93kwh |
54578.75kwh |
42246.84kwh |
節(jié)電率 |
15.05% |
22.59% |
如果九天內(nèi)氣象條件發(fā)生較大變化,節(jié)電率的變化量則更多。
案例1:在廈門(mén)某大廈案例招標(biāo)中,有的供應(yīng)商一看到單臺(tái)水泵的功率就熱血沸騰,揚(yáng)言志在必得,在即沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)實(shí)施調(diào)研分析,也沒(méi)有分清水系統(tǒng)節(jié)電率和機(jī)房系統(tǒng)節(jié)電率的區(qū)別的情況下,開(kāi)口就保證系統(tǒng)節(jié)電60%以上,并承諾達(dá)不到不要錢(qián),其實(shí)該案例的水泵早已經(jīng)切削了葉輪。
案例2:廈門(mén)某酒店經(jīng)測(cè)試水泵系統(tǒng)節(jié)電率為53.4%,工程部皆大歡喜頒獎(jiǎng)慶賀,但是次月空調(diào)電費(fèi)不降反升,財(cái)務(wù)部提出質(zhì)疑:50%的節(jié)電率上哪里去了?工程部無(wú)言。原因至少有兩個(gè),一是水系統(tǒng)的節(jié)電率并不是空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)電率,水系統(tǒng)節(jié)電并不能說(shuō)明空調(diào)系統(tǒng)就節(jié)電,也有可能系統(tǒng)更耗電;二是隨著冷負(fù)荷的增加,系統(tǒng)節(jié)電率是呈下降趨勢(shì)的,次月天氣溫濕度升高,又洽逢旅游旺季酒店入住率攀升,冷負(fù)荷需求增大,節(jié)電率下降。
具體地說(shuō),一個(gè)案例的節(jié)能效益主要取決于兩個(gè)方面:
系統(tǒng)節(jié)能空間的大?。òǎ鹤畲筘?fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷之間的設(shè)計(jì)余量和最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之間的負(fù)荷變化量以及低負(fù)荷時(shí)頻的長(zhǎng)短);
控制系統(tǒng)跟隨負(fù)荷變化的隨動(dòng)控制能力。
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小結(jié):
在采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)和居民生活各個(gè)領(lǐng)域的同時(shí),暖通空調(diào)系統(tǒng)及其長(zhǎng)期運(yùn)行不可避免產(chǎn)生不良影響,甚至出現(xiàn)病態(tài)建筑綜合癥等系列嚴(yán)重問(wèn)題。室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生及免疫安全等問(wèn)題已在世界范圍內(nèi)成為建筑環(huán)境品質(zhì)的焦點(diǎn),并在許多國(guó)際性高規(guī)格場(chǎng)合與反核化生恐怖合并處置。我國(guó)絕大多數(shù)暖通空調(diào)系統(tǒng)在預(yù)防空氣污染、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)方面存在明顯不足,系統(tǒng)不僅不能保證送風(fēng)質(zhì)量與室內(nèi)空氣環(huán)境,反因自身污染而成為室內(nèi)空氣污染源之一,此外我國(guó)的大氣質(zhì)量不佳也加重了暖通空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部污染。
2003年的SARS危機(jī)與2009年至今施虐全球的甲型H1N1流感,給室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)控制及暖通空調(diào)系統(tǒng)提出了新的難題,也集中凸顯了建筑室內(nèi)環(huán)境與暖通空調(diào)系統(tǒng)清潔的重要意義。與此同時(shí),綠色建筑與可持續(xù)建筑的概念在世界范圍早已深入人心,而建筑業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在國(guó)家與社會(huì)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程中將承擔(dān)更重要的角色。
以《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》GB 19210- 2003的頒布實(shí)施為最重要的標(biāo)志之一,暖通空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行管理與服務(wù)日益受到重視,特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)清潔作為一個(gè)行業(yè)存在的地位已經(jīng)確立。
發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)70年代末80年代初就開(kāi)始重視集中空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道清洗,到20世紀(jì)90年代就已發(fā)展成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。在上世紀(jì)80年代中、后期已經(jīng)形成了暖通空調(diào)清洗行業(yè)及相應(yīng)的行業(yè)協(xié)會(huì),并與相關(guān)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)共同制定了比較完善的規(guī)范。著名的行業(yè)協(xié)會(huì)有美國(guó)風(fēng)管清洗協(xié)會(huì)NADCA、日本風(fēng)管清洗協(xié)會(huì)JADCA、瑞典的通風(fēng)系統(tǒng)清洗服務(wù)協(xié)會(huì)RSVR和西班牙的空調(diào)清洗協(xié)會(huì)AELSA等,相關(guān)的學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)有國(guó)際通風(fēng)衛(wèi)生委員會(huì)ICVH、歐洲通風(fēng)衛(wèi)生協(xié)會(huì)EVHA、美國(guó)室內(nèi)空氣品質(zhì)協(xié)會(huì)IAQA和英國(guó)的暖通服務(wù)商協(xié)會(huì)HVCA等。
我國(guó)自2005年起陸續(xù)成立了上海空調(diào)風(fēng)管清洗協(xié)會(huì)、廣東省室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生行業(yè)協(xié)會(huì)及海南省設(shè)備管理協(xié)會(huì)等相關(guān)社會(huì)團(tuán)體組織。中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì)、中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)建筑節(jié)能分會(huì)、中國(guó)安裝協(xié)會(huì)通風(fēng)空調(diào)分會(huì)和中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)CIDA等多個(gè)全國(guó)性行業(yè)組織也在拓展相關(guān)工作領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了空調(diào)清洗業(yè)專(zhuān)業(yè)期刊《中央空調(diào)清洗》雜志,系統(tǒng)報(bào)道空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理的國(guó)內(nèi)外新經(jīng)驗(yàn)、新技術(shù)、產(chǎn)品信息、研究成果和學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)。
國(guó)內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)大批專(zhuān)業(yè)化空調(diào)清洗企業(yè),其初期來(lái)源主要包括空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)施工安裝企業(yè)業(yè)務(wù)擴(kuò)展、持有境外技術(shù)和設(shè)備的外資或中外合資企業(yè)、以及引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備的國(guó)內(nèi)企業(yè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)在數(shù)量和質(zhì)量上均已取得長(zhǎng)足的發(fā)展,特別是國(guó)產(chǎn)化的自有技術(shù)和創(chuàng)新裝備正在不斷涌現(xiàn)。
以2008北京奧運(yùn)會(huì)為新的重大契機(jī),我國(guó)集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗工程實(shí)踐也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2009年中國(guó)空調(diào)清洗行業(yè)十佳評(píng)選中獲得“十佳工程”的空調(diào)工程對(duì)象就包括國(guó)家游泳中心(水立方)、國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)、國(guó)家大劇院、北京301醫(yī)院、上海金茂大廈和廣州市地下鐵道總公司等各類(lèi)重要和有代表性的建筑。2008奧運(yùn)會(huì)前北京市政府曾在全市范圍全面開(kāi)展集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的清洗工作,2010年上海世界博覽會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)籌備組織部門(mén)也在積極開(kāi)展有關(guān)空調(diào)清洗工程及設(shè)備產(chǎn)品的各項(xiàng)工作。
先進(jìn)國(guó)家及我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)表明,建立和完善各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范行業(yè)行為,是保證暖通空調(diào)系統(tǒng)清潔行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和健康發(fā)展的主要途徑。1992年美國(guó)國(guó)家通風(fēng)管道清洗協(xié)會(huì)制定了第一個(gè)建筑供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)清洗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),此后日本、瑞典、英國(guó)等都相繼制定了自己的建筑供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)清洗的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2002年美國(guó)國(guó)家通風(fēng)管道清洗協(xié)會(huì)綜合前述各國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定了最新的建筑供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)清洗工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ACR2002。此外,1999年成立了有12個(gè)國(guó)家參加的國(guó)際通風(fēng)衛(wèi)生評(píng)議會(huì)著手制定國(guó)際通用的風(fēng)管清掃技術(shù)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)在這一領(lǐng)域的工作雖起步較晚,但自開(kāi)始起就十分重視法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的作用。繼《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》GB 19210- 2003和《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)范》GB50365- 2005兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)后,2006年2月10日衛(wèi)生部發(fā)布《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》,2月17日發(fā)布根據(jù)上述管理辦法制定的《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》等三項(xiàng)規(guī)范,“一法三規(guī)”進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)的空調(diào)清洗事業(yè)發(fā)展,初步形成了政府主管部門(mén)和全社會(huì)共同關(guān)注和推動(dòng)的局面。2009年6月衛(wèi)生部辦公廳又進(jìn)一步下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生監(jiān)管工作的通知》,將集中空調(diào)清洗情況納入公共場(chǎng)所經(jīng)營(yíng)單位日常監(jiān)督管理。
同時(shí),《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18883-2002、《室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T17905-1997)及《通風(fēng)與空調(diào)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GBJ50243-2003)等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也成為暖通空調(diào)系統(tǒng)清潔標(biāo)準(zhǔn)化的共同基礎(chǔ)。
2008年6月,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立全國(guó)暖通空調(diào)及凈化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)工業(yè)清潔設(shè)備分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC143/SC1),主要負(fù)責(zé)工業(yè)暖通空調(diào)清潔設(shè)備等領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部通過(guò)全國(guó)暖通空調(diào)及凈化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)對(duì)其進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)。SAC/TC143/SC1的成立標(biāo)志的發(fā)展達(dá)到新的高度。