中央空調系統設計中的節能
要實現中央空調系統的節能, 首先應設計合理。 中央空調系統是為空調建筑服務 的,因此,節能設計可以分為兩方面,一方面是減少空調建筑的熱負荷,另一方 面是提高中央空調系統的效率。 空調建筑在夏季依靠制冷機將室內的熱負荷移到室外。 顯然, 減少了室內的熱負 荷,制冷機的運行時間就減少,中央空調系統的能耗就減少。 室內的熱負荷來自兩方面, 一是由室內外溫差而引起的熱量交換, 另一方面是室 內照明和設備產生的熱負荷。因此,可以采取遮陽、氣密、絕熱等措施,以減少 室內的熱負荷達到節能。
一、減少室內的熱負荷
1、遮陽
減少陽光直接輻射屋頂、 墻、 窗及透過窗戶進入室內, 可采用挑檐、 遮陽板(篷)、 鍍膜玻璃等;減輕外墻、屋面吸收陽光幅射熱,可采用淺色外墻飾面,將絕熱層 設在外墻外側和屋頂屋面,或架空屋面。 增加外遮陽對夏季冷負荷(或供冷量)減少十分明顯。據中國建筑科學研究院測 定,在水泥屋面刷上石灰水,夏季屋面的表面溫度可降低 16-19℃。
2、氣密
提高門窗氣密性,防止縫隙進風。采用塑鋼門窗不僅氣密性好,而且熱阻大,并 可降低噪音,減少灰塵。或采用門窗密封條,提高門窗氣密性。房間換氣次數由 8 降到 5 次,建筑物的耗冷可降低 8%左右。 因此設計中應采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手 段。根據門窗的具體情況,分別采用不同的密封條.如橡膠條、塑料條或橡塑結 合的密封條。
3、絕熱
采用絕熱材料對墻、屋頂、門窗等進行絕熱,如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙 烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質泡沫塑料、PVC 塑料門窗、 中空玻璃等,以減少圍護結構的傳熱系數。采用空心砌塊、二層窗等,利用空氣 隔熱,也可起到絕熱作用。增設外墻及屋頂的保溫層對冬、夏兩季節能有利.
4、控制窗墻比
窗墻比是窗洞口與墻的面積比值, 增大這個比值不利于空調建筑節能。 通過外窗 的耗熱量占建筑物總耗熱量的 35%~45%。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下 列數字:北向 25%;東、 西面向 30%;南向 35%。 l 減少窗、墻面積比,對減少夏季冷負荷有較好的效果。窗的設計和發展經歷了 單層窗時期、 雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。 目前最先進的節能窗是超級節能窗, 雖然超級節能窗比普通窗的價格高(20~50)%,但以節能計算,它的回收期只有 2~4 年。
5、照明
在我國,照明用電量已占總用量的 10%以上,照明用電往往直接轉化為空調冷 負荷。 對于空調面積大、照明容量大的地方,應采用照明與空調的組合系統。注意采用 節能燈,節能燈發光效率高,是白熾燈的 5 倍左右。即同樣亮度時,節能燈耗電 只有白熾燈的 1/5。 采用節能燈不僅減少照明電耗 ,而且可以減少空調負荷。
二、提高中央空調系統的效率
1、合理選擇制冷裝置(冷源) 配置多臺壓縮機的冷水機組具有明顯節能效果。 因為這樣的機組在部分負荷時仍 有較高的效率,而且,機組起動時可以實現順序起動各臺壓縮機,對電網的沖擊 小,能量損失小。 此外,可以任意改變各臺壓縮機的起動順序, 使各臺壓縮機的磨損均衡,延長 使用壽命。但臺數不宜過多,冷水機組臺數宜選用 2~3 臺,制冷量較大時亦不 應超過 4 臺,單機制冷量的大小應合理搭配。
2、合理選擇主機容量, 為了安全起見, 絕大部分的冷水主機容量要比實際尖峰熱負載大 20%以上。 但是, 實際尖峰熱負載在全年出現的頻率相當低, 全年平均的熱負載大約是尖峰熱負載的(60~70)%,使得全年平均的熱負載只有冷水主機容量的(50~60)%。 由此,造成冷水主機大部分時間都在低負載下運轉。冷水主機負載率在 60%以下 運轉效率不佳。因此,主機容量不應選擇過大。
3、合理選擇制冷方式, 有余熱(如蒸汽、 熱水和窯爐排放熱等)可供利用的地方, 應優先選用溴化鋰吸收 式冷水機組作為空調系統的冷源。
4、 配置優質的節能設備, 由于設計制造技術的提高,近年來新上市的冷水主機的耗電率比 20 年前所生產 的冷水主機降低約 35%左右。因此在適當時候將舊主機換成高效率的冷水主機是 非常可行的。 根據實例,某用戶為了解決 CFC 冷媒的問題,將一臺已經運轉約 15 年的 350RT 的冷水主機, 換成可滿足尖峰需求的 300RT 的冷水主機, 設備投資約可在 4 年左 右回收。
