暖通空調(diào)系統(tǒng)通風

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)變成一個越來越受人重視的問題。空調(diào)可以說是現(xiàn)在一種非常常見的家電，不過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，下面我們就一起來了解一下。

一、基本組成

暖通空調(diào)系統(tǒng)包含有供暖、通風、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中，通過熱水和二次熱交換器進行循環(huán)來維持溫度。

2、通風系統(tǒng)是指輸送新鮮空氣到室內(nèi)，并且排除舊空氣。通風的主要作用就是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，并且還可以適當?shù)慕档褪覂?nèi)的溫度。

3、空調(diào)系統(tǒng)是有很多部件組成，主要作用就是讓進入建筑的空氣達到某種狀態(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

1、按使用目的

舒適性：要達到溫度合適、環(huán)境舒適，對濕度和溫度沒有嚴格的要求，一般多用于租房、辦公室、汽車里面。

工藝性：對溫度和濕度有精確的要求，此外對于空氣的潔凈度也有比較高的要求。比較多使用在生產(chǎn)車間、計算機室、生物實驗室地方。

2、按設(shè)備布置情況分類

集中式：在中央空調(diào)室里面集中了空氣處理設(shè)備，將處理過的空氣運輸?shù)礁鱾€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：每一個房間會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。

通過介紹可以看出，暖通空調(diào)系統(tǒng)的分類是非常多的，可以按照自己的需求進行合理的選擇，從而保證更好的使用。

市場上的暖通空調(diào)形形色色，到底該如何選擇呢？小編在這里推薦物優(yōu)家平臺在售的暖通空調(diào)，它是國內(nèi)一站式舒適集成定制平臺，線上提供豐富的暖通產(chǎn)品供消費者選擇，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、凈水、電梯、智能家居等各個方面，還有在線客服為您排憂解惑，無需擔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，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和運行管理等三方面綜合考慮。

建筑物的形體，方位，顏色以及圍護結(jié)構(gòu)等因素均能對空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷需求量產(chǎn)生重要影響。如：廈門地區(qū)由于供暖負荷較小而供冷負荷大，以淺色為好。以及減小外窗的面積，采用雙層隔熱玻璃，采取遮陽措施等等。

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計常以滿足最大負荷為依據(jù)，但是在實際運行中最大負荷出現(xiàn)的機會很少。對某5星級酒店的抽樣調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，設(shè)計配置為163w/m2，而在90%的運行時段內(nèi)實際容量僅為60~100 w/m2。現(xiàn)代旅游飯店是集住宿、商務(wù)、會議、餐飲、娛樂、健身為一身的多功能建筑，而其多功能并不會同時出現(xiàn)冷負荷服務(wù)需求高峰。合理的負荷要求設(shè)計師精益求精的設(shè)計作風和豐富的設(shè)計經(jīng)驗，簡單地套用資料數(shù)據(jù)可以減少設(shè)計師的風險，但是可能帶來設(shè)備利用率的降低。

設(shè)計數(shù)據(jù)選擇不當進一步加劇了設(shè)備利用率的降低，如：飯店中的商場、健身、商務(wù)等設(shè)施是為下榻客人服務(wù)的，如果套用和國美，家樂福一樣的指標就過分了。

水泵的揚程是依據(jù)系統(tǒng)最不利負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，如果沒有合適的水泵型號，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)計容量配置的，而實際負荷卻是根據(jù)系統(tǒng)負荷冷量時變的，下圖給出了系統(tǒng)冷負荷變化示意圖。在恒速水泵系統(tǒng)中當實際負荷低于設(shè)計容量時，就會出現(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下降，不僅如此，冗余的載冷劑水量還會造成不必要的系統(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)、計算機技術(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。

節(jié)能效益空間更多的是取決于低負荷維持的時間和出現(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)和冷卻風循環(huán)系統(tǒng)組成。下圖給出TRANE? RTHB450S制冷機的能效性能和YROK? YK500TR制冷機的能耗性能，可以看出制冷主機的冷凍水出水溫度、冷卻水進水溫度以及負荷率對能耗的影響。所謂的系統(tǒng)調(diào)節(jié)就是跟隨系統(tǒng)冷負荷的變化，通過合理調(diào)節(jié)載冷劑的揚程、流量和冷卻空氣流量來實現(xiàn)對冷凍水出水溫度和冷卻水進水溫度以及負荷率的合理調(diào)控，實現(xiàn)對COPc以及Nw和Na的隨動控制，達到提高系統(tǒng)運行效率，降低運行能耗的目的。

制冷機的制冷量Qo應(yīng)同時滿足末端負荷用戶服務(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：

如果末端用戶負荷所需冷量不變，由于冷凍水流量的減少，不僅可以降低各末端用戶在調(diào)節(jié)閥門上的節(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)、閥門和水泵上的冷量損耗Qs也跟隨降低，這就使得制冷機的冷負荷跟隨降低。

通常制冷機無論采用什么樣的能量調(diào)節(jié)技術(shù)，其COPc始終跟隨負荷冷量變化，并在其最大制冷量的附近顯現(xiàn)最高COPc拐點，即最高效率點。

在用戶負荷冷量需求不變的前提下，因冷凍水流量的降低帶來的系統(tǒng)冷負荷的降低，使得制冷機的制冷系數(shù)COPc降低（見圖2-1b），同時也會使得冷凝器的釋冷量跟隨減少，在冷卻水量不變的前提下，冷卻水出水溫度會降低，如果冷卻水進水溫度相應(yīng)降低的話，可以使COPc得以補償（見圖2-1），但是這是需要時間和冷卻系統(tǒng)的共同作用。可見由于系統(tǒng)冷負荷的降低，對COPc產(chǎn)生的正面作用是不確定的，而造成的負面影響卻是肯定的。所以通過系統(tǒng)冷負荷的降低能夠優(yōu)化制冷主機COPc的說法是不妥的。

但是COPc的降低并不意味著不節(jié)能，對于采用不同能量調(diào)節(jié)技術(shù)的制冷機型來說，因系統(tǒng)冷負荷的降低而產(chǎn)生的能耗降低是完全不同的。例如：多機頭的活塞機，冷負荷的降低可能使其停開一組壓縮機，產(chǎn)生的節(jié)能效果不言而喻；制冷機制造商對產(chǎn)品性能的不懈努力從來沒有停止過。不斷地改進使得部分負荷運行的電耗不斷降低，效率不斷提高；而對于采用熱氣體旁通能量調(diào)節(jié)閥技術(shù)的機型而言，當冷負荷降低時，壓縮機的吸氣壓力就會降低，通過能量調(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，但是壓縮機的功耗僅僅是略有下降甚至是基本不變，節(jié)能效果當然就很少了。由此可見，冷凍水流量減少產(chǎn)生的系統(tǒng)冷負荷降低，會導(dǎo)致制冷機COPc的降低，但是冷凍水系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的系統(tǒng)冷量降低為主機能耗的降低創(chuàng)造了客觀條件，至于主機能耗是否能跟隨降低以及降低多少，取決于主機自身的能量調(diào)節(jié)性能，因機而異。制冷機COPc的最大化并不是暖通空調(diào)節(jié)能控制的根本目標，從熱學物理角度出發(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行性能主要因素，冷卻水的進水溫度過高直接造成主機制冷系數(shù)COPc降低，冷卻水進水溫度過低也會導(dǎo)致冷凝溫度和壓力的降低，造成冷媒流量不足，導(dǎo)致運行不穩(wěn)定和制冷量減少。另外，冷卻水進水溫度過低造成的主機難以啟動也是困擾用戶的一個難題。

冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能控制主要是通過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)水泵和電機高效運行的途徑獲取的。

1.節(jié)能系統(tǒng)控制目標的追求

在電制冷暖通空調(diào)系統(tǒng)中，常用制冷機組的制冷系數(shù)COPc來衡量其制冷效果，定義是：制冷量QO與制冷機輸入電功率Nc的比值，即

以水輸送系數(shù)COPw來衡量水系統(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)機房總電耗Ns是制冷主機電耗Nc和水系統(tǒng)（冷凍水、冷卻水）電耗Nw以及冷卻塔風機電耗N之和，水系統(tǒng)水泵和冷卻風機又統(tǒng)稱為輔機：

我們這里引入暖通空調(diào)機房系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換系數(shù)COPs概念，定義為：單位系統(tǒng)電耗的制冷量，所反映的是機房系統(tǒng)二次能源能效指標：

相應(yīng)的二次能源能耗指標實質(zhì)上就是系統(tǒng)能耗效率比，表示為：

如果用經(jīng)濟學中投入產(chǎn)出比的標準來衡量暖通空調(diào)效率，就像是一個黑匣子，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。

由于暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)出冷負荷的時變性，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)安全運行和用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，能夠使系統(tǒng)電耗跟隨負荷量的變化，提高系統(tǒng)的COPs，就可以實現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗指標ε，達到經(jīng)濟運行的目的。

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，當室外環(huán)境溫度較低時，室內(nèi)服務(wù)溫度相應(yīng)調(diào)的低一些；當室外溫度偏高時，室內(nèi)溫度相應(yīng)調(diào)高一點，保持室內(nèi)外有相對恒定的溫差。當室外溫度接近舒適溫度時，則盡可能地多用新風，使得室內(nèi)小環(huán)境跟隨室外大環(huán)境空氣狀況變動，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)中除了機房能耗外，用以處理新風所需的能耗常被工程師忽視，某五星飯店用以處理新風的能耗僅占了空調(diào)系統(tǒng)總能耗的40%，處理新風的冷負荷在12w/（m3/h），廈門地區(qū)可能會更高。

目前大多數(shù)飯店新風恒定不變，節(jié)能空間顯而易見。

可持續(xù)節(jié)能是一種以不斷努力，不斷提高和不斷改進的節(jié)能理念。

隨著人類對自然科學的不斷認識和科學技術(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)和新材料會不斷出現(xiàn)，與時俱進的科學發(fā)展觀是保持可持續(xù)節(jié)能的指導(dǎo)思想。

1. 節(jié)電效果評估

單從式15-17看，似乎只要分別通過冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻風機各自的能耗控制，降低輔機系統(tǒng)的能耗，就能夠提高系統(tǒng)能效指標COPs。其實不然，暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，任何子系統(tǒng)都不能夠孤立存在，要想實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的最佳經(jīng)濟運行工況，僅僅從局部去考慮問題是不夠的。任何一個不是以降低系統(tǒng)綜合能耗指標為控制目標的暖通空調(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COPc基本不變，即系統(tǒng)制冷量不變，總能耗Ns下降，能效指標COPs提高，能耗指標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COPc略為降低，制冷量也相應(yīng)下降，能效指標COPs和指標ε尚能維持基本不變，節(jié)能效果難以鮮見。

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COPc顯著下降，導(dǎo)致系統(tǒng)能效指標COPs下降，能耗指標ε上升，節(jié)能效果為負值，勞命傷財。

因此節(jié)能控制應(yīng)運用系統(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，避免單方面地強調(diào)某一個側(cè)面，而忽略其它側(cè)面可能會給系統(tǒng)運行造成的負面影響，因此無論是冷凍水子系統(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，水泵轉(zhuǎn)速的降低不是節(jié)能目標而是節(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”，用戶是按繳費計量電表繳費的，所以控制系統(tǒng)的唯一目標就是整個暖調(diào)空調(diào)系統(tǒng)綜合效率的提高，二次能源能耗指標ε的降低。說白了，就是在保障系統(tǒng)安全運行和用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，盡可能地降低繳費表計的計量度數(shù)，減少用戶電費支出。一句話，只有用戶的電費支出減少了，節(jié)能控制方案才是成功的。

同理，對于冰水蓄冷的節(jié)能評估，也不能僅以轉(zhuǎn)移電量的多少確定節(jié)能收益，因為冰水蓄冷技術(shù)在能量儲存和轉(zhuǎn)移的生產(chǎn)過程中存在大量的附加能量（包括電能、機械能和熱能）損耗，這些能量和管理成本的增加并不能為用戶創(chuàng)造利潤，也不能為廠商帶來利益。

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)能機理和節(jié)能空間，跟隨系統(tǒng)冷負荷的變化，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ε也是一個變量，節(jié)電率當然就不會是一個固定值。也就是說，由于不同的時間有不同的冷負荷，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)中必然會有不同的節(jié)電效果。嚴格地說，世上沒有一個暖通空調(diào)系統(tǒng)是相同的，每一個系統(tǒng)都有其的獨特的個性，從不雷同。形象地說，就是每個系統(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。對該案例之外的任一系統(tǒng)都僅有借鑒意義而沒有任何指導(dǎo)意義。

上圖給出了廈門某項目從2005年2月4日至10月17日節(jié)電率走勢，期間甲乙雙方協(xié)議節(jié)電量1705738.41kwh。圖中也出現(xiàn)了如tA明確地標示出在輔機節(jié)能21.94%時，主機的節(jié)電率為-21.26%，系統(tǒng)節(jié)電率竟為-7.21%的現(xiàn)象。

不同的評估標準，就會得出不同的節(jié)電率，以某項目連續(xù)測試九天（216小時）為例：

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：在廈門某大廈案例招標中，有的供應(yīng)商一看到單臺水泵的功率就熱血沸騰，揚言志在必得，在即沒有對系統(tǒng)實施調(diào)研分析，也沒有分清水系統(tǒng)節(jié)電率和機房系統(tǒng)節(jié)電率的區(qū)別的情況下，開口就保證系統(tǒng)節(jié)電60%以上，并承諾達不到不要錢，其實該案例的水泵早已經(jīng)切削了葉輪。

案例2：廈門某酒店經(jīng)測試水泵系統(tǒng)節(jié)電率為53.4%，工程部皆大歡喜頒獎慶賀，但是次月空調(diào)電費不降反升，財務(wù)部提出質(zhì)疑：50%的節(jié)電率上哪里去了？工程部無言。原因至少有兩個，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；二是隨著冷負荷的增加，系統(tǒng)節(jié)電率是呈下降趨勢的，次月天氣溫濕度升高，又洽逢旅游旺季酒店入住率攀升，冷負荷需求增大，節(jié)電率下降。

具體地說，一個案例的節(jié)能效益主要取決于兩個方面：

系統(tǒng)節(jié)能空間的大?。òǎ鹤畲筘摵膳c設(shè)計負荷之間的設(shè)計余量和最大負荷與最小負荷之間的負荷變化量以及低負荷時頻的長短）；

控制系統(tǒng)跟隨負荷變化的隨動控制能力。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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