空调水范文10篇

空调水范文篇1

暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：

Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。

L为该最不利环路的管长

K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6

－－－－－冷冻水泵扬程实用估算方法－－－－－

这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是量常用的系统。

1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。

2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。

3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。

4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。

根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程：

1.冷水机组阻力：取80kPa（8m水柱）；

2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa；系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa（14m水柱）；

3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45kPa（4.5水柱）；

4.二通调节阀的阻力：取40kPa（0.4水柱）。

5.于是，水系统的各部分阻力之和为：80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa（30.5m水柱）

6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果，可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围，尤其应防止因未经过计算，过于保守，而将系统压力损失估计过大，水泵扬程选得过大，导致能量浪费。

－－－－－水泵扬程设计－－－－－

（1）冷、热水管路系统

开式水系统

Hp=hf+hd+hm+hs（10-12）

闭式水系统

Hp=hf+hd+hm（10-13）

式中hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；

hm——设备阻力损失，Pa；

hs——开式水系统的静水压力，Pa。

hd/hf值，小型住宅建筑在1~1.5之间；大型高层建筑在0.5~1之间；远距离输送管道（集中供冷）在0.2~0.6之间。设备阻力损失见表10-5。

（2）冷却水管路系统

1）冷却塔冷却水量

设备阻力损失

设备名称

阻力（kPa）

备注

离心式冷冻机

蒸发器

30~80

按不同产品而定

冷凝器

50~80

按不同产品而定

吸收式冷冻机

蒸发器

40~100

按不同产品而定

冷凝器

50~140

按不同产品而定

冷却塔

20~80

不同喷雾压力

冷热水盘管

20~50

水流速度在0.8~1.5m/s左右

热交换器

20~50

风机盘管机组

10~20

风机盘管容量愈大，阻力愈大，最大30kPa左右

自动控制阀

30~50

冷却塔冷却水量可以按下式计算：

W=Q/c(tw1-tw2)kg/s（10-14）

式中Q——冷却塔排走热量，kW；压缩式制冷机，取制冷机负荷1.3倍左右；吸收式制冷机，去制冷机负荷的2.5左右；

c——水的比热，kJ/（kg·oC），常温时c=4.1868kJ/（kg·oC）；

tw1-tw2——冷却塔的进出水温差，oC；压缩式制冷机，取4~5oC；吸收式制冷机，去6~9oC。

2）水泵扬程

冷却水泵所需扬程

Hp=hf+hd+hm+hs+ho

式中hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；

hm——冷凝器阻力，mH2O；

空调水范文篇2

为研究不同网络连接方式和系统调节方式对系统水力稳定性的影响，采用一个通用的水力稳定性定量分析指标对常用的异程系统、同程系统、分布式变频泵系统、混水系统以及环形网的稳定性作了分析比较，得出了可供供热空调水系统设计和运行调节参考的结论。

关键词：稳定性/水系统/集中供热/控制/设计

Abstract

Adoptsageneralcriterionevaluatingthehydraulicstabilityofseveraltypesofnetworksincludingdirectreturn,reversereturn,distributed-pumpsandloopnetworksindetail,whichrevealsthestabilitydifferencesbetweenthesenetworksandthefactorsinfluencingthestabilityandreachesafewconclusionshelpfultodesignandregulationinoperation.

Keywords：stability/hydraulicnetworks/districtheating/control/design

0引言

目前，随着变频技术的发展以及系统规模的不断扩大，供热空调水系统的形式在不断发展，各种设计思想层出不穷。对这些系统性能的评价需要一些通用的指标，水力稳定性就是其中之一。

水系统的功能就是通过水的循环来传输冷量和热量，系统的运行调节也主要表现为对水力参数如流量、压力或压差的调节，一个供热空调水系统往往由许多水力调节回路组成，水力稳定性就是对各回路之间相互影响程度的反映。例如当一个支路开大阀门以增加流量，其他支路的流量相应地大幅度减小时，我们就称该系统"水力稳定性差"。

在设计管网系统时，水力稳定性是系统设计是否合理的一重要指标，它可以帮助确定合理的系统形式，指导管网参数的合理选择。对于一个设计好的系统，在设计其控制系统或进行运行调节时，水力稳定性的研究同样具有指导意义。通过对水力稳定性的分析，可以明确系统可能达到的控制效果，找到系统控制中的薄弱环节，确定相应的调节手段和控制算法。

本文采用一种通用的水力稳定性分析方法[1，2]对几种典型的系统形式进行分析，比较不同系统形式在水力稳定性方面的差异以及影响系统水力稳定性的主要因素，分析如何在经济上可行的情况下尺可能提高系统的水力稳定性，从而为系统的设计和运行调节提供参考。

1水力稳定性的定义

将水系统中的所有水力参数控制回路分为两个部分：D和F。D表示其中的一个回路，而F是其它所有控制回路的集合。以F中所有回路均不控制和全部采用理想闭环控制两个过程作为基础，定义回路D和F的水力稳定性为：

(1)

其意义为：

①在某一工况下，若F中的回路全为开环，改变回路K的调节量MD使被调量CD变化ΔCDF；

②上述改变可能同时引起F中各回路被调量的变化，若F中的回路全部采用理想闭环控制，则各回路将通过调整其调节量来恢复相应回路的被调量，这些调整又会使得D回路的被调量变化-ΔC′DF；

③二者的比值就是该工况下回路D对F的水力稳定性。

对某一网络的一个特定工况，Ks随集合D，F的选取而变化。经过上述一个回合的调整，回路D的被调量与设定值Ci+ΔCDF的偏差为-Ks·ΔCDF。经过n个回合的调整，其与设定值的偏差为（-Ks）n·ΔCDF。若|Ks|<1，则该过程是收敛的，系统是稳定的。Ks=0表示回路D与集合F中回路的调节互不影响，因而其稳定性最好，Ks与0的偏差大小反映了系统的水力稳定程度，偏差越小稳定性越好。当|Ks|=1时，采用上述调节方式，系统将会等幅振荡，而|Ks|>1，系统就会发散。

应该指出，水力稳定性是水系统本身的属性，它与具体的调节器、控制器特性以及控制参数等没有关系。为了反映水系统本身的特性，上述的调节量一般是管段的阻力特性系数（对应阀门调节）或水泵的转速（对就变频调节），而被调量一般是管段的流量、节点的压力或节点间的压差。通过理论计算或在线辨识可以得到对应某一工况和一组D和F的水力稳定值[2]。

由于实际系统并非完全按照上述理想的运行方式来调节，因此水力稳定性与运行调节的关系也并非如前面所述的那样简单。结合实际系统的运行调节，得到水力稳定性的一般意义：

①|Ks|<0.2表明在该工况下D回路对F中诸回路的水力稳定性很好。此时若各回路参数已经单独整定，在运行时基本不需要重新整定D回路的控制参数即可得到较好的控制品质。在供热空调系统设计时，应尽量使各回路的水力稳定性在此范围内，从而为系统的控制和运行调节奠定基础。

②0.2≤|Ks|<0.8表明相应工况下D回路的水力稳定性较差。此时，如果各回路参数已经单独整定，投入运行后一般需要对控制参数进行一些调整才能使得系统正常运行。

③|Ks|≥0.8表明相应回路的水力稳定性极差，这时如果各回路控制参数单独整定，系统整体闭环运行时几科不可避免地发生不可控的现象。需要考虑的一些其他的控制措施，如解耦控制等。

④当|Ks|>1时，D回路被调量对调节量的响应在F中所有回路闭合时将会反向。这就是说，如果D回路单独整定后可以独立正常工作的话，只要F中的所有回路一闭合，这个本来稳定的回路马上就不稳定。当然在闭合运行时也可以通过将D回路的调节器动作方向反过来以使得系统的调节恢复稳定，但这显然是一种不安全的情况，因为如果F中的回路置于手动或受到约束，系统的运行调节就将变成正反馈。因此，在输配系统的设计和控制变量的配对上要极力避免这种情况。

2异程系统

图1是一个异程供热水网，该网络共有6个流量控制回路一个压差控制回路。各流量控制回路是由每一用户的调节阀控制该用户的流量，在图中从左到右依次为1至6回路；第7回路是压差控制回路，通过调节主循环泵的转速来控制某一用户两端的压差。水泵特性为：Hp=32.0～0.025G～0.008G2，式中G为流量，m3/h。Hp为扬程，m。各管段的阻力特性如表1所示，对应的各用户流量均为3.0m3/h。

2．1不带末端压差控制的系统

一般的家庭式供暖系统通常采用质调节的运行方式，整个供暖季流量基本保持不变，系统运行好坏的关键是初调节。初调节有多种方式，最基本的是根据各用户分支的流量调节相应的阀门，相应地形成6个调节回路。水力稳定性的好坏将直接影响管网初调节的难易程度，对于已经完成初调节的管网，水力稳定性则反映了当其它用户流量发生空变或扰动时，自身流量保持不变的能力。另外，近几年自力式流量调节阀开始在一些管网中应用，对于这些系统，管网的水力稳

支路7→11→22→33→44→55→61→72→83→9Si0.01040．0200．0200．0400．0400．0202．84441.84441.2055支路7→88→99→1010→1111→124→105→116→12Si0．0200．0200．0400．0400．0200．48660.16660.1266

定性是保证自力式流量调节阀正常工作的必要条件，管网设计不合理，各用户流量耦合严重，将可能使系统发生振荡，影响系统的调节品质。

仍以图1为例，该网络共包括6个流量调节回路，在设计工况下各种组合情况的水力稳定性列于表2。由表2可以看出，前面3个用户的Ks值都小于0.2，水力稳定性很好，而后3个用户的水力稳定性则较差，在该工况下距离热源越远的用户其稳定性越差，这主是因为末端用户的压力损失占整个环中的压力损失比例很小造成的。从这个意义上讲，对简单枝状管网而言，该水力稳定性指标与传统的评价方法结论是基本一致的。

下面结合对水力稳定性的分析，讨论为了满足各用户的流量要求，同时提高其水力稳定性的具体措施。

①加粗部分干管的管径或提高水泵的扬程

从表2可以看出，用户4，5和6的水力稳定性较差，可以考虑将3-4和4-5供回水侧的管径加粗一号，然后调整各用户阀门，使各用户的流量仍然达到3.0m3/h，则对应各种组合的水力稳定度如表3所示。

从表中可以看出，干管末端局部加粗后就可大幅度提高末端用户的水力稳定性，使得所有用户的Ks值小于0.2，从而满足系统对稳定性的要求。

在初调节时，可以根据各回路水力稳定值的差别按由差到好的顺序调节，这样可以减少初调节的回合数。特别是对表3所示的各回路稳定度都很好的情况，可以大大简化初调节的过程，在初调节时可以不考虑各用户的相互作用，简单地根据各用户的流量调节相应的阀门即可。

另外，对改动后的系统，由于各用户的稳定度较高，当某一用户流量发生扰动甚至关闭阀门停止运行时，其它用户所受的影响很小，基本不会影响其它用户正常运行。如当用户6关闭时，对于改动后的系统导致其它用户的水力失调度最大只有21%，而改动前的系统导致用户的5的水力推敲失调度却达到66.7%。

同样，提高水泵扬程也可以起到提高其水力稳定性的作用，这两种方法都是通常所说的通过提高用户压降与干管压降的比值来达到提高水力稳定性的目的。方法虽然可行，但它们都是通过增加运行费用或初投资作为代价的，因此是有局限性的。

②改变系统形式

能否找到一种在不增加或少增加系统投资和运行费用的基础上提高各用户水力稳定性的方法，这在实际应用中更有现实意义。特别是随着调节手段的增加和各种解耦设计思想的涌现，为这一设想的实现提供了更大的余地。后面的章节将对各系统形式进行比较，为选择合适的系统形式提供参考。

2．2带末端压差的控制的系统

对于VWV（变水量）系统的控制，通常要在上述基础上增加一个压差控制回路，也就是前面所说的第7回路。在这种情况下，若网络结构一定，对于特定的工况，影响水力稳定度的因素主要是循环水泵的特性和压差控制点的位置。

图2显示了3种泵的特性曲线，其中泵a就是前面讨论中所引用的循环泵；泵c是一种理想的平缓型水泵，其扬程在工作区内保持恒定；泵b是一种陡峭型的泵，水泵特性为：Hp=65.68-1.5G-0.0.3G2。表4列出了不同情况下各回路的Ks值，压差控制点的压力设定值即为该点当水泵转速为标准转速时对应点的压差。

通过对带末端压差控制回路异程系统的水力稳定性分析，可以得到以下结论：

①末端压差控制回路往往是所有回路中水力稳定性最差的，这一方面要求在设计时要着重考虑该回路的稳定性，另一方面在实际控制时一般需要采取一些特殊的措施，包括解耦控制等，例如可以采用前馈加反馈的方式来调节水泵转速，如同VAV中采用的总风量控制法[3]。

②主循环泵选用特性曲线平坦型的有利于提高各回路的水力稳定性，特别是压差控制回路。众表4可以看出，同样是控制用户2两端的压差，当选用陡峭型的泵时回路7的稳定度为-2.14,而当选用来平坦型的泵时稳定度为-0.744，该回路的稳定性得到了很大的提高。

③对于压差控制回路，压差控制点的位置越靠近主循环泵，该回路的水力稳定性越好。表4中同样是采用平坦型的循环泵，当控制的是用户4两端的压差时该回路的水力稳定度为-5.62，而当控制用户2两端的压差时其稳定度变为-0.744,变化也是非常明显的。

④压差控制点的位置对其它回路的稳定性同样有影响，特别是对末端的用户，当然这种影响不如对压差控制回路的影响严重。对于这些回路，并不是说压差控制点越靠前越好，而是希望压差控制点能够在接近中间的某一位置。

当然，加粗干管管径或提高水泵扬程是改善水力稳定性的最有效措施，但这是以增加初投资或运行费用作为代价的，因此有其自身的局限性，在此不再讨论。当然，对于VWV系统，上述关于压差控制位置的选择同样会影响运行工况的水泵能耗变化，在实际设计时需要综合考虑，在二者之间取得平衡。

3同程系统

对于前面讨论的异程系统，往往出现末端用户水力稳定性很差的情况，而前端用户的水力稳定性极好。但对于同程系统，如果设计合理，可以避免前后端用户水力稳定性相差悬殊的问题。图3所示管网供水侧管径与图1完全一致，而回水侧管径前后进行了对调，在此基础上形成一个同程管网。若不考虑增加的一段母管长度，得到各回路的水力稳定度如表5所示。从表中可能看出，水力稳定性较前面的异程管网大幅度改善。水力稳定性最差的回路Ks值为0.210。但与异程管网不同的是，同程系统水力稳定性最差的用户往往出现在网络中部的用户，这就是为什么同程系统有时会出现中部用户供热空调效果差甚至出现倒流[4]的原因。

4分布式变频加压泵系统

采用分布式变频泵调节的系统[5]，各末端根据各自己回路的需要配置相应的水泵并通过调节水泵转速来匹配用户对流量的要求，这就减少了阀门的阻力损失，对于一般的VWV系统可较常规方式节能20%～40%。但采用这种系统其水力稳定性如何，系统是否容易调节和控制呢？

图4是一个简单的分布式变频泵系统，其管段参数和用户情况与图1完全相同。设计工况下，主循环泵的扬程和末端加压泵扬程之和正好等于图1中循环水泵的扬程，而其它加压泵的扬程都比末端的小，因而该系统较图1是节能的。分析表明，回路7的压差控制位置选在网络的中部（用户3）对提高各回路的水力稳定性是最有利的。表6是在此情况下不同水泵特性组合时各回路的水力稳定度。

图4分布式变频系统

表6加泵系统的稳定性

主循环泵用户加压泵回路D回路FKs特性曲线平坦型特性曲线陡峭型21,3-7-0.23241-3,5-70.23361-5,70.35471-6-1.14特性曲线平坦型21,3-7-0.37641-3,5-70.53061-5,70.72171-6-1.985特性曲线陡峭型特性曲线陡峭型21,3-7-0.29471-6-2.016特性曲线平坦型21,3-7-0.45071-6-3.475

从表中可以看出，选用特性曲线平坦型的主循环泵和陡峭型的用户加压泵对提高各回路的水力稳定性是最有利的。例如表中第1组数据中回路2的水力稳定度为-0.232，而第4组中的却变为-0.450；第1组数据中回路7的水力稳定度为-1.14，而第4组数据中的却变为-3.475。可见对于此种系统，泵的类型选择对改善系统的稳定性至关重要。

另外，比较表6和表2、表4可以看出，表6中系统的稳定性从整体上得到了提高，特别是末端用户的水力稳定性得到了较大的提高，因此这种系统在改善系统的水力稳定性方面也是有利的。可见，只要设计合理，是可以找到一种既节省运行费用又提高系统稳定性的系统形式的。

5混水系统

混水系统是集中供热经常采用的一种方式，图5是一个简单的混水系统示意图。各用户入口调节阀门控制一次供水量，混水支路的阀门用来控制混水比。为简单起见，先考虑各阀门控制相应支路流量的情况，它基本可以反映供水和混水支路的耦合程度以及各个用户的耦合程度。假设各供水支路依次构成1-6回路，各混水支路依次构成7-12回路，得到各种情况下的水力稳定性，如表7所示。

回路D回路FKs回路D回路FKs612-0.290111-10,12-0.29065,11,120.23251-4,6-120.430

从表7和表8可以看出，对于混水系统，各供水支路的稳定性变差，也就是回路之间的相互作用增强了。同时，每一用户混水支路和一次供水支路两个阀门调节回路的耦合也比较强，这些都有增加了系统调节的难度。特别是当管路设计或水泵选择不合理时，混水回路对一次供水回路的稳定性将会变得更差，这就是混水系统往往难以调整的原因。

6环形网

图6是按枝状网设计的一个简单网络，各管段的长度都为500m，管径示于图中。共10个用户，各用户的流量都为20m3/h，。将两个分支的末端连接起来（如图中虚线）构成一个环状管网。

图6某一简单网络拓扑结构

有人认为环形网不仅能提高系统的可靠性和运行调度的灵活性，而且还可以提高系统的水力稳定性。下面比较上述两个管网在同一工况下的水力稳定性差别。图中共有10个闭环控制回路，全部是由用户的阀门控制相应用户的流量，上一分支从左到右依次称为1-5回路，下一分支从左到右依次列为6-10回路，主循环泵特性曲线：H=32.0～0.015G-0.0001G2。从

表9中可以看出，简单地将枝状网末端相连形成环形网后，部分用户的水力稳定性有所提高，但两个分支的最末端用户水力稳定性反而下降了，这是因为将末端相连后，两个末端之间的水力耦合增强了，因此回路的水力稳定性下降。当然，实际设计环形网时并不是简单地将枝状网末端相连而形成的，但简单地认为环形网可以提高系统的水力稳定性显然是不准确的。特别是对于大型的多用户管网，环形网和枝状网在同样的设计条件下，其稳定性并没有显著的差别。

7结论

7．1随着系统形式更趋复杂和多样化，亟需确立一个通用的水力稳定性指标来探讨不同系统形式在稳定性上的差别，从而更好地指导设计和运行调节。本文采用的一个无量纲数Ks可以满足这方面的要求，它从考察各个回路的相互作用程度入手，不仅可以对传统的简单系统进行稳定性评价，还可以对各种复杂的系统形式如分布式变频泵系统以及环形网等进行分析比较。

7．2适应不同的工程要求，可以通过选择合适的系统形式来达到在不影响经济性的基础上增加系统水力稳定性的上的。分析表明，采用同程系统或分布式变频加压泵等系统形式有利于提高系统的稳定性。

7．3对某些系统形式，水泵特性以及定压点位置等的合理选择可以提高系统的水力稳定性，也就是说存在水泵特性以及定压点位置等与系统形式合理匹配的问题，这一点在系统设计和设备选型时需要引起注意。

7．4在制定调节策略时，通过对各回路水力稳定性的分析，可以了解系统的水力稳定性情况，确定合理的调节策略，评估运行调节可能达到的效果。特别是通过分析可以找到系统的薄弱环节，从而有针对性地采取相应的措施，必要的时候需要考虑对某些回路进行解耦控制。

参考文献

1江亿，管网可调性和稳定性的定量分析，暖通空调，1997，27（3）

2QinXuzhong,JiangYi,LiuGang.Hydraulicstabilityanalysisinhydronicsystems.The3rdInternationalSymposiumonHVAC,Shenzhen,China,1999,11

3戴斌文，狄洪发，江亿，变风量空调系统总风量控制法模拟分析，暖通空调，1999，11

空调水范文篇3

关键词：部分负荷变水温末端设备运行方案

0引言

在中央空调系统实际运行过程中，空调负荷随着室外气象条件等因素变化，多数时间远小于设计负荷。如果在空调负荷减少时，适当提高冷水供水温度，则可以提高冷水机组的运行效率，降低运行能耗，也不要增加任何设备。鉴于目前空调系统的全年运行过程中，冷水机组的出口水温调节的操作带有很大的随意性。有必要对此进行定量的研究。目前关于变水温调节的定量研究很少，文献[1]主要针对全空气系统中空调机组表冷器变水温性能分析，说明方案可行，并通过对某一冷水机组冷水温度变化时COP值的变化，讨论了节能的效果，但是没有涉及到风机盘管机组，文献[2]通过对某大型国际机场特定的空调系统，针对该机场的负荷特点和气象条件，给出了分阶段变水温运行的方案。但并没有对冷水变化对末端空气处理设备除湿能力下降做具体分析。

1中央空调系统变水温性能

1.1风机盘管变水温性能

在制定空调系统变水温运行方案时必须考虑末端空气处理设备的性能。文献[3]对风机盘管性能参数进行整理和分析，运用多元回归的数学方法得出风机盘管冷量回归方程(假定风机盘管的风量和水流量不变)。

(1)

(2)

(3)

式中下标t,s,l分别表示风机盘管的全热，显热和潜热；kW；

下标“0”表示在标准工况条件下，没有下标表示在使用工况条件下；

t1、ts1—表示空气进口干、湿球温度，℃；

tw1—表示冷水出口温度，℃。

现取某厂家生产的风机盘管FP-6.3型为例进行研究，标况下风机盘管进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，冷水供水温度7℃，温差为5℃。此型号盘管标况下的全热冷量和显热冷量分别为4.41KW和2.98KW。根据上面公式编制程序，运行得出下面的计算结果：

表1冷冻水温度变化对风机盘管性能的影响

7℃8℃9℃10℃11℃12℃13℃

Qt/Qt01.000.920.840.760.680.600.52

Qs/Qs01.000.950.900.850.800.750.70

Ql/Ql01.000.860.710.570.430.290.14

图1风机盘管的冷量随冷水温度变化曲线

随着风机盘管进口冷水温度的升高，风机盘管的制冷量逐渐下降，呈线性变化。当冷水温度由7℃改变为9℃时，风机盘管的制冷能力下降了16%；改变为12℃时，风机盘管的制冷能力下降了40%。从图1中三条曲线可以看到，冷水温度的升高导致制冷量下降，但冷冻水温度提高对全热冷量、显热冷量和潜热冷量的影响程度是不同的，其中对潜热冷量的影响最大，显热冷量影响最小，全热冷量介于其间。

1.2新风机组变水温性能

在冷水温度满足风机盘管的热湿处理能力的同时，还要保证在相同冷水温度下，新风机组的处理能力也满足要求。表冷器的热工性能受到以下几个因素的影响：①进口空气参数；②处理风量；③冷水温度；④冷水流量。为便于研究，选用JW30－4型6排通用型表冷器进行分析，处理风量16000kg/h，水流量23500kg/h，迎面风速2.5m/s，水流速1.6m/s。本文采用全热交换效率计算方法讨论处理风量和水流量不变，通过改变冷水温度和进出口空气参数来具体分析表冷器的热工性能。

空调负荷率可以认为与室外空气干球温度的线性关系。下面是根据ARI标准[4]计算出来得负荷率与室外干球温度的对应关系。

表2负荷率与室外空气干、湿球温度的关系负荷率/%1009590858075706560

室外干球温度/℃3533.932.831.730.629.428.327.226.1

室外湿球温度/℃2927.6326.2724.923.5322.1720.819.4318.07

编制表冷器计算程序，运行得到变工况下新风机组的热工性能。

表3部分负荷时新风机组的热工性能部分负荷率/％10090807060

冷水温度/℃78.29.410.611.8

室外新风干球温度/℃3532.830.528.326.1

室外新风湿球温度/℃2926.2723.5320.818.07

新风送风干球温度/℃15.715.415.11514.9

处理空气所需的的Eg0.6890.7070.7310.7510.783

表冷器实际能达到的Eg′0.6890.7110.7340.7590.788

从表3可以看到，在由于室外气象条件变化，空调负减少荷时，新风机组采取提高冷水温度做法，室外参对新风机组的影响超过了冷水温度提高对新风机组的影响，处理后的新风送风干球温度略有下降，说明在室外气象条件变化时，冷水温度提高对新风机组处理新风终状态影响不大，部分负荷时，相应提高冷水温度是可行的。

1.3冷水机组变水温性能

图2冷水出口温度对机组COP的影响

图2是某空调公司特定型号的三种类型（活塞式、螺杆式、离心式）冷水机组COP和冷水温度的关系，可以看出当冷却水供回水温度不变（32/37℃），冷水温度提高时，COP值变大，效率提高，冷水温度由7℃提高到10℃时，活塞式COP值提高了8.7％，螺杆式COP值提高了9.2％，离心式COP值提高了5.5％，节能潜力很大。

2变水温对室内温湿度的影响

根据上面的分析，当室外气象条件变化，空调系统处于部分负荷时，可以通过提高冷冻水供水温度，在满足室内负荷的同时，可以提高冷水机组的运行效率，以节约能耗。但变水温运行，冷水温度提高不仅会对风机盘管的热湿处理能力产生影响，还会影响到新风机组的处理能力，最终会对室内参数以及舒适度产生多大的影响，有必要对此进行定量的研究。本文采用室内热湿平衡方程来研究变水温对室内温湿度的影响，室内热湿平衡方程为：

（6）

（7）

式中：GF—风机盘管送风量，kg/s；

GW—室内新风量，kg/s；

i0—风机盘管送风焓值，kJ/kg；

i2—新风送风焓值，kJ/kg；

iN¹—室内实际计算焓值，kJ/kg；

d0—风机盘管送风含湿量，g/kg；

d2—室内新风的含湿量，g/kg；

dN¹—室内实际计算含湿量，g/kg；

Q—室内余热量，kW；

W—室内余湿量，g/s。

首先根据上面的分析，编制程序，程序设计流程图如下：

图3室内温湿度计算流程图

下面通过实例来说明部分负荷时冷水温度变化对室内参数的影响

某空调房间，室内总余热量Q＝3.314kW，总余湿量W＝0.264g/s，夏季室内计算参数为：tN＝25℃，ФN＝50％，当地大气压力为101325Pa。新风机组和风机盘管都是定型的。新风量L＝90m3/h，新风比为0.15。讨论当由于室外气象条件引起室内余热总量变化，总余湿量不变时，负荷率与冷水温度以及新风送风干求温度的关系。

解：根据上述公式编制的程序，通过迭代运算，运行结果如下表：

表4部分负荷率时参数的变化负荷率/%10090807060

冷水温度/℃78.29.410.611.8

新风送风干球温度/℃16.215.915.615.515.4

FCU送风干球温度/℃室内干球温度/℃11.525.113.224.914.824.516.424.318.124.1

室内相对湿度/%49.852.85558.663

从表4可以看到：当室内处于部分负荷状态时，通过调节冷水供水温度，可以使室内温湿度在舒适标准范围之内。实际上随着室外干湿球温度的下降，室内余湿量也会有所降低，所以实际室内相对湿度会略有一定程度的降低。因此，对于舒适性空调系统采用变水温质调节是可以满足要求的。

3变水温运行方案

对南京某饭店实际运行情况调研分析，并根据当地气象条件的特点，制定了以下几个阶段的变水温运行方案。

表5某饭店变水温运行调节方案时间供水温度/℃运行机组台数

～5月上旬11.51

5月中旬～6月上旬101～2

6月中旬～7月上旬8.22

7月中旬～8月中旬72

8月下旬～9月中旬8.22

9月下旬～10月上旬101～2

10月中旬～11.51

根据对改饭店的现场测试结果，随着室外气象条件的变化，变水温运行对空调房间温湿度的影响不大，可以满足室内舒适度的要求。可见，该饭店采用变水温运行方案，是可行的。

4结语

1由于空调系统负荷在大部分时间里都在设计负荷以下，可以考虑采用质调节的方法达到既满足室内负荷要求，又能够节约能耗的目的。如当负荷率为70％时，采用10℃的冷水供水温度，与设计工况相比，离心式机组耗电量下降了5.5％，螺杆式机组耗电量下降了9.2％，节能效果明显。

2由于冷水温度的提高，使得末端空气处理设备的除湿能力下降，室内相对湿度变大，使得冷水温度不能提高很多，从上面的分析得出，当室内负荷为60％，采用11.8℃的冷水温度，室内相对湿度就达到了63％，所以，对舒适性空调系统，冷水温度的提高一般以不超过12℃为宜。

3分阶段变水温运行是针对过渡季节部分负荷条件下空调制冷系统节能运行调节而提出的，不需要增加任何设备，比变流量的节能方案更容易操作，只需考虑室外气象条件，负荷分布规律等影响因素，可以根据实际空调系统的动态空调负荷计算和空调制冷系统运行实践制定出更为细致的运行方案，使节能达到最优化。它对于一般舒适性空调系统来说，是一种简便可行的节能运行方案。

参考文献：

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3韩伟国，陆亚俊.风机盘管加新风空调系统ε值比较设计方法.暖通空调.2002，35(2)：80～83

4ARI550590-1998标准

5张雅锐，袁东立.建筑空调冷水系统变水温运行的节能分析.暖通空调.1991，21(5)：12～15

6林仁生.改变冷水出水温度对主机运行能耗及影响空气处理效果的分析.全国暖通空调制冷2000年学术会论文集.707～710

空调水范文篇4

关键词：双层制冷机房;BIM技术;钢结构受力软件;装配式

随着大型商业综合体设计的日趋成熟，业态规划日益多样化，相比传统建筑而言，中央空调系统的冷量需求高出较多，制冷系统的设计复杂加大。与此同时，受限于开发投资的经济性考量，机房面积受设计约束，使得机房内设备管线布置密集，如果没有完整的优化设计将影响后期的运营维护。本项目制冷机房原设计设备布置凌乱，整体观感差，无法满足通行检修要求，借助于BIM技术综合排布技术以及钢结构受力软件应用，对空调水泵采用双层设计优化，以期解决空调泵组安装后运营检修空间不足的问题，为装配式立体机房的实施提供支持。

1工程概况

本项目位于深圳市南山区西丽片区，总建筑面积约28.64万m2，共3栋办公楼，项目制冷机房位于B塔正下方负三层，面积784m2，机房区域负二负三层通高，室内净高超过6m，共分布两台双工况冷水机组和两台基载冷水机组，此外，还有3台板式换热器和15台水泵。

2冷冻机房设备优化设计

2.1方案分析

通过不同的BIM排布方案模拟分析，解决东侧水泵检修空间及人员通行空间的问题，以及提高现场设备布局的整体观感效果，经过方案对比分析，本项目冰蓄冷机房拟采用空调水泵组双层排布设计，调整内容主要包括：（1）调整所有空调水泵安装角度，全部由斜向排布调整为正向排布；（2）调整东侧六台空调水泵设计，分上下两层布置，增加两侧通道宽度；（3）模块段划分，水泵、钢平台以及接驳管道采用装配式施工；（4）采用受力分析软件，校核空调管道联合支架以及钢平台用料规格型号。

2.2制冷机房内设备布局调整

经过方案分析，所有设备调整为正向排布（见图1），原设计2000冷吨制冷主机与300冷吨制冷主机调整位置；六台双吸泵一层布置，修改为两层排布，每层三台排布；东侧次检修通道检修宽度接近2m，更加方便检修，同时整体效果也有提升。

2.3空调水泵双层优化设计及联合支吊架设计

利用BIM技术进行制冷机房综合排布建模，根据空调水泵的选型尺寸及重量，建双层空调水泵双层BIM模型（见图2），东侧6台水泵分上下两层布置。3台1260m3/h板换冷冻水泵安装在下层，3台1590m3/h双工况冷却水泵安装在上层钢平台。冰蓄冷机房位于负三层，机房内管道管径大、数量多，下方为基础底板，若按照常规方式固定于梁上，结构梁的承重载荷加大，机电管线振动会传递至负二层楼板，本机房调整乙二醇、冷冻水、冷却水主管，设置管组联合支吊架。落地支架立杆采用DN150无缝钢管，受力可靠且不会对其他区域造成影响。

2.4上层空调水泵钢平台设计

水泵进出口水管上安装有截止阀、过滤器、止回阀等阀部件，操作频率较高，因此上层水泵及相应阀部件需要考虑安装安全性以及操作的便利性，结合机房本身条件，考虑在上层水泵基础布置位置以及一周设置钢平台（见图3）。上层钢平台选用20#工字钢作为平台外框主要受力结构以及设备布置区框梁结构，上层空调水泵、水泵底座及浮动基础安装于20#工字钢结构上，选用DN150无缝钢管作为平台的立柱支撑。采用300mm×300mm×10mm热镀锌铁板作为立柱顶面受力板，立柱底座。钢板与热镀锌板采用四个60×60×10三角肋片进行对称焊接加强，底座采用四个φ12膨胀螺栓对称设计，加固于地面。爬梯及上层平台检修通道钢梁中间采用50mm×50mm热镀锌方管壁厚3mm间距400mm，方管上敷设厚度为2.5mm花纹钢板作为日常检修通道，平台四周采用无缝钢管做护栏，高度1.2m，竖向立柱采用DN32无缝钢管，横向的DN20无缝钢管。

2.5计算复核及受力分析

型钢选型计算采用“钢结构设计受力计算”软件辅助计算，根据受力模型进行匹配校核。需要计算载荷以及支架布置点位分布和支架跨度。（1）机电设备及管线重量计算载荷主要包括：空调水泵、惯性地台、管道及阀部件，其中管道按照满水重量计算，设备按照厂家提供的运行重量计算，惯性地台按水泵重量的1.5倍计算，合计重量为6220kg。（2）上层平台受力分析上层平台的主要受力包括：上层空调水泵、水泵基础、水泵相连接的管道、弹簧减震器、配套阀部件，以及管道系统内的介质，受力均落在型钢平台上，按照单侧3个受力点考虑，跨度取最大值3.16m。单个集中力为1036kg×10N/kg=10.36kN。工字钢拟选型为20#工字钢，经过受力分析，完全满足人员通行及承载负荷的需求。（3）联合支架受力分析制冷机房内主空调水管道支架间距在3m~3.5m，管道尺寸有DN700，DN600，全部按照DN700进行核算，钢板尺寸为300mm×300mm。按照最不利点进行计算，3根DN700空调水管联合支架，3.5m跨度，建立受力分析模型，集中力为565kg/m×5m×10N/kg，即14.1kN。支架横担按照25#工字钢进行选型，经过验算，25#工字钢满足空调水管联合支架的承重要求，选择合格。

3空调水支管装配式应用

在完成机房BIM模型的精细化建模后，进行可视化校审和漫游模拟，确保整体效果满足预期要求，依据BIM模型精确定位排布，本项目制冷机房DN500及以上管道采用现场安装方式，管道横向尺寸、标高、中心线偏差控制在3mm以内，严格控制环焊缝位置，避开管道开孔和支架位置，确保管道强度和焊接应力释放。前期的BIM精细化建模给装配式方案的策划及实施奠定了坚实的基础，在此基础上再进行模块划分，装配式管段主要包括制冷机组进出水支管段，空调水泵进出水支管段，装配式管段以空调水主管顺水三通为界，顺水三通以下均采用装配式。在空调水系统BIM模型中，对空调水支管段进行分段分解并编号，由BIM模型直接生成材料清单，由加工厂分段制作，制作完毕后对每个管节贴上二维码，注明系统编号，所属系统管节编号，与模型分解编号保持一致，确保管节运输至现场能快速装配就位。基于BIM的装配式施工大大提高了加工精度和生产效率，通过将加工好的管道和装配式模块运送至施工现场，直接进行机械化装配，有效缩短了安装工期，大大减少了现场焊接量，保护了现场施工环境。

4结语

空调水范文篇5

关键词：水力平衡阀流量变化趋势负荷变化趋势

在建筑物暖通空调工程中，水力平衡的调节是个重要的课题。本文通过对暖通空调水系统流量变化特性的分析，以及对空调系统末端设备负荷变化规律的分析,探讨安装水力平衡阀后水系统流量变化与负荷变化趋势的协调一致性，以及采用水力平衡阀调节水系统流量变化与负荷变化趋势的优势和局限性。

一、暖通空调水系统流量变化趋势分析：

对于静态的暖通空调水管路系统（不含动态调节元件），包括串联系统和并联系统二大类。

1、串联水系统流量特性分析：

串联管道系统中各个部件的流量是一致的，即

Q1=Q2=Q3=Q4=-------------=Qn=Q0

（Q1-----------Qn:系统中第1----------n个支路的流量Q0：系统中各个支路的总流量）

2、并联水系统流量特性分析：

并联管道系统中各个部件的流量与相应的管道特性阻力数开根号的倒数成正比，即：

Q1：Q2：-------：Qn=1/(Sp1)0.5：1/(Sp2)0.5：-------1/(Spn)0.5

Q0=Q1+Q2+Q3+-------+Qn

（Q1-----------Qn：系统中第1----------n个支路的流量Q0：系统中各个支路的总流量Sp1-----------Spn:系统中第1----n个支路的管道特性阻力数）

3、串并联组合水系统流量变化趋势分析：

绝大多数的管道系统均为串并联组合系统，对于任何串并联复合系统，均可按电路模拟法将其简化成并联系统。

简化水系统管道采用如下公式：

a．串联水系统：

Sp=Sp1+Sp2+Sp3+---------+Spn

Sp：串联系统总的管道特性阻力数

Sp1-----------Spn：系统第1----n个串联部件的管道特性阻力数

b．并联水系统：

1/(Sp)0.5=1/(Sp1)0.5+1/(Sp2)0.5-------+1/(Spn)0.5

将水系统简化成简单的并联系统后，按管道特性阻力数对流量进行分配，然后逐级按同样的方式对各支路计算分配流量。

综上所述：

1、串并联组合系统各分支路的管道特性阻力数Sp不变时,网路的总流量在各分支管段中的流量分配比例不变,管道总流量增加或减少多少倍,各分支管道上的流量也相应的增加或减少多少倍；

对于不含任何动态调节元件的空调水系统，均可视为串并联组合系统，其各个环路的管道特性阻力数Sp为定值，因此在这些系统中，当管路的总流量发生变化时，系统各个分支环路的流量等比例的发生变化，并且流量分配比值保持不变，

2、在串并联组合系统中，当某一个管段的管道特征阻力数发生变化时，网路的总管道特性阻力数也会随之变化，总流量在各管段中的分配比例也随之发生变化。

因此对于空调系统，应在管路系统初调试时将各个支路的管道特性阻力数比值调至一个合适的比例，并且在运行的过程中保持不变，以保证空调水系统流量的合理分配。

二、暖通空调系统末端设备负荷变化趋势分析：

1.影响暖通空调系统末端设备负荷变化的因素有以下几种:

⑴、大气环境温度变化的影响：

大气环境温度变化是影响空调系统末端设备负荷的主要因素。

由大气环境温度变化引起的末端设备负荷由以下公式计算：

Q大=A*k*Δt

Q大：由大气环境温度变化引起的末端设备负荷；

A：传热面积；k：传热系数；Δt：室内外温差

由上式可见，大气环境温度引起的末端设备负荷与传热面积、传热系数、室内外温差成正比。对于处于稳态过程的空调系统，由于在某一时刻的室内外温差对所有的空调区域都是相同的，因此由大气环境温度变化而引起的各个末端设备负荷比值仅与各自的传热面积和传热系数有关，而与室内外温差无关，即：

Q大1：Q大2。。。。。。。。。。。。。Q大n＝A1k1：A2k2：A3k3………Ankn

也就是说，不管大气环境温度如何变化，各个末端设备的负荷比值保持不变。这是大气环境温度对末端设备负荷变化影响的重要特性，也是供暖制冷系统中通过调质法和调量法调节供热制冷量以满足空调区域舒适度要求的主要依据。

⑵、建筑物内冷热源变化的影响：

空调区域人员的发热量、电器设备的散热量、食物的散热量等都会对末端设备负荷产生影响，而且这些影响会随着时间、区域的不同有很大的差异，比如餐馆在中午时这种影响就非常大，反之对于宾馆客房这种影响就非常小。所以对于不同区域的末端设备，冷热源在不同的时间对于负荷的影响差异很大。

⑶、人为因素的影响：

由于人开关门、窗户等因素也会造成末端设备负荷的增加，从而造成能量的流失。人为因素对不同末端负荷变化影响的差异也很大，且是随机的。

⑷、内墙传热的影响：

对于室内的有些内墙，如隔壁为过道和楼梯间的，还存在着内墙传热问题。这些传热损耗也会对末端设备的负荷产生影响。

综上所述，空调系统末端设备的负荷由以下部分组成：

Q总=Q大+Q内源+Q人+Q内墙

（Q总:末端设备总负荷；Q大:大气环境温度引起的末端负荷；

Q人:人为因素引起的末端负荷；Q内墙:内墙传热引起的负荷)

在不同的空调区域,以上四种因素在总的末端设备负荷中所占的比例不同。一般情况下，对于大部分的空调区域，由大气环境温度差异所引起的末端设备负荷在总负荷中占绝大部分比例。

因为由大气环境温度变化引起的各个末端设备之间负荷的比值是恒定的，不随室内外温差的变化而变化，而大气环境温度引起的负荷在末端设备总负荷中占很大的比例，因此在大部分空调区域（饭店、桑那房和浴室除外），我们可以近似地认为各个末端设备之间所需负荷的比值是恒定的，也就是各个末端设备所需冷（热）水量是近似等比例变化的。

三、水力平衡阀调节水系统流量变化与负荷变化趋势的协调一致性：

如上所述，对于静态的暖通空调水系统，各个分支环路的流量是随着总流量变化而等比例的增加或减少的，也就是各个环路的流量比值是恒定的；而由于在大部分空调区域，各个末端设备负荷变化也是近似等比例的，也就是末端设备所需要的流量比值是近似恒定的。

一般情况下，这两种比例关系是不相同的，这就导致静态水力失调。

1、静态水力失调和静态水力平衡：

由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特性阻力数比值不一致，从而使各个末端设备的实际流量比值与设计要求流量比值不一致，引起水系统的水力失调，叫做静态水力失调。

静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的，是当前我国暖通空调水系统中水力失调的主要因素。

通过在管路系统中安装水力平衡阀，并在系统的初调试时按照一定的步骤进行调节，使各个环路的流量分配比值与末端设备所需的流量比值相同，从而实现静态水力平衡。

实现了静态水力平衡的系统，由于管道系统的流量分配比例与各个末端设备负荷的比例基本一致，因此当外界环境温度发生变化引起各个末端设备所需负荷近似等比例变化时，只需调节空调水系统总流量（调量法），就可使各个末端设备流量同时等比例变化，从而使各个末端设备同时满足负荷变化要求。这种方法是代价低廉而效率很高的。

2、水力平衡阀调节水系统流量变化与负荷变化趋势的优势和局限性：

通过水力平衡阀调节水系统流量变化与负荷变化趋势的协调一致性，可以使系统根据各个末端设备负荷的变化很方便地进行调节，极大地简化了变流量系统调节的复杂性。

但是这种调节方式仅仅适用于对调节精度要求不高、大气环境温度引起的末端设备负荷在总负荷中占较大比例的空调系统。

对空调精度要求较高、或者大气环境温度引起的末端设备负荷在总负荷中比例较小的系统，可以采用二步调节法，即把静态平衡阀作为系统初调节的一种方式，通过它的平衡作用消弱系统水力失调的程度，然后在相关的部位或者末端设备处安装各种动态或电动调节装置，从而实现对系统的精调。

四、水力平衡阀在水系统中的安装：

下表为水力平衡阀在采暖空调系统中的安装位置水力平衡产品典型应用区域备注

静态水力平衡阀采暖、空调集水器回水主管

回水总管

空调主分支回水管

采暖垂直立管回水管

采暖水平支管回水管

空调水平支管回水管

各回水分支管道

地暖分集水器回水管

船用液压管道系统

消防喷淋管道

太阳能管道系统等

四、结论：

暖通空调工程中水力平衡阀的使用，为调节各个分支管道系统的流量比值与末端设备所需流量比值的一致性、使系统实现静态水力平衡提供了一种有效的途径。在实际的工程设计中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备，既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，为甲方节约资金。

参考文献：

空调水范文篇6

关键词：冰蓄冷空调初投资系统产品

0前言

我国的电力工业发展很快，96年发电装机容量已达到世界第2位，到97年底全国发电装机容量达2.5亿千瓦，2004年装机容量达到4.4亿千瓦，预计2005年要突破5亿千瓦，仅比美国装机容量少3亿千瓦左右。但是，尽管如此，我国的电力供应仍日益紧缺，尤其是高峰不足与低谷过剩的矛盾日益突出，如果全靠新建电厂来满足尖峰需求，则势必造成电厂及输配电设备投资的浪费，使国家经济遭受损失，如1997年每千瓦装机容量所产生的国民经济总产值为28800元，而到2004年则降为27300元，随着未来几年新建电厂的陆续投产，此现象将更加突出。这样不能充分利用廉价环保能源，与建设节约型社会的要求不相符合。如果采用需求侧调控的方法，如空调的冰蓄冷等可以将用电时间移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。以上海市为例，历史最高用电负荷为1668.2万千瓦，而同日的最低用电负荷为1050万千瓦，其中空调用电约占45%，同使用常规空调相比，冰蓄冷空调有25%左右的移峰能力，理论上可转移11%的高峰负荷到低谷。可见大力发展冰蓄冷空调前景广阔。

但是冰蓄冷空调在我国的发展速度非常缓慢，如上海市已建成的蓄冷工程仅十余家，广东省也只有十多家，如此并没有发挥出应有的“移峰填谷”作用。为何既节能又环保的冰蓄冷空调会受到如此冷遇？

据研究，在我国已建的冰蓄冷工程中，存在以下问题：

-投资回收周期长，经济性不佳。

-设计选型复杂、设计工作量大、各部件匹配优化难。

-供货商众多，安装调试周期长，系统施工质量难以控制。

-运行操作使用困难。

-维护成本高。

以上因素阻碍了冰蓄冷空调在我国的发展。本文将探讨相关方法，试图从根本上解决上述问题，以期能够迅速、广泛地推动冰蓄冷空调在我国的正常发展。

1多种途径降低初投资

对于业主来说，选择空调系统的主要原则之一就是经济性，包括初投资和运行维护费用。国内外大量的工程实践表明，单纯的冰蓄冷加常规空调系统，由于增加了蓄冰系统和乙二醇载冷剂板式换热器，空调系统设备的初投资比常规设备高20%以上，单单依靠目前电力峰谷电价差所获得的运行节约费用，其实际偿还年限一般需7—12年，甚至达到19年，这就是制约我国冰蓄冷空调产品发展的主要原因。为此，设计院、设备制造厂、安装公司、电力部门应全力配合，从设计、设备制造、安装、选用、政策激励等方面着手，大幅度降低用户初投资。

1.1采用冷水大温差系统以降低冷水管路投资。常规空调水系统的供回水温度为7-12℃，冷水机组一般也按此设计，冰蓄冷空调在融冰与主机联合供冷时，载冷剂侧的温差要大于5℃，达到7-8℃。若将空调水系统温差提高到10℃，可以节约50%的系统循环水量以及相应的水泵电耗，水系统和空气端设备的总成本可降低5%左右。若再将空调水系统从传统并联方式变为更加灵活的串联或串并联方式、以更加灵活合理地利用冷冻水温差，还可以节约相关成本2-3%。

1.2采用大温差低温送风方式。常规空调系统从空气处理机送出来的空气温度为16℃~18℃左右，而低温送风系统的上述空气温度为7~12℃。低温送风一方面可减小空气处理机、风机规格和投资成本，另一方面也会增加冷却盘管、末端装置和管道保温投资，但投资减少金额高于投资增加金额，使得低温送风初投资可减小很多，如当送风温度为7℃时，风管尺寸减少30%~36%，空气处理机尺寸减少20%~30%，风机功率减少30%~40%。当对现有建筑的常规送风系统进行改造时，如改为低温送风，则其供冷能力可大大提高。由计算得知：低温送风与常规送风相比，空调水系统与风系统的投资可减少14%~19%，而总投资可减少6%~11%。节省用电量显著，特别是高峰期用电量减少，年运行费可降低18%~28%。此外，由于低温送风风管比常规送风风管小，还能节省建筑空间和造价，据统计，采用低温送风所需安装风管的房间顶部空间至少可以降低85~180mm，建筑工程造价相应可减少3.76%~13.6%。同时，风管等尺寸的缩小还节省基建初投资，建筑空间的减小相应增加了层高和建筑物总层数，增加建筑使用面积，这时的送风相对湿度一般为33%~38%，室内空气品质优良，具有较好的舒适度并能减少建筑病综合症的发生。

1.3充分考虑初投资的系统流程布置方式，如串联系统中冷水机下游布置方式可以降低成本，改善蓄能槽放热特性，这方面美国日本已有许多应用，甚至已在设计手册中作了专门说明，但国内目前还很少使用。

1.4大力使用国产优质设备。据调查，在国内目前已建成的一些项目中，冰蓄冷空调的冷水机和蓄冰槽(盘管、球)大都采用进口设备，而这些进口设备价格必然偏高。其实，对于冷水机组，国际许多著名企业早已在中国设立了生产基地，其制造产品质量标准、关键件来源、工艺手段等与国外完全一样，甚至还出口国外（包括对产品质量要求极高的欧洲），因此，各设计单位和业主应放心使用国内生产的品牌产品。而对于蓄冰槽(盘管、球)等，由于它们都是常规的换热部件，采用的也都是成熟的焊接、热处理及保温加工方法，国内厂家的选材质量和安全余量要求并不比国外低，该相应的国产产品在食品、制药等行业已使用多年，效果良好。同时，选用国产优质设备，在系统设计、安装、服务、零配件供应、日后维修等方面也具有更多的优势，在笔者所熟悉的冰蓄冷工程项目中，就有由于进口设备出现问题无法及时维修掉换而造成工期延误、经济受损的实例。

1.5实行积极的电力补贴政策。冰蓄冷空调系统具有移峰填谷、均衡用电负荷、提高电力建设投资效益等优点，能减少电厂和输配电设备的建设、使用环保廉价能源以降低环境污染，高效率使用已有发电设备，给国家和电力部门带来巨大利益。但要想使之得到良好发展，还必须依赖相关政策法规的尽快出台、以使建筑业主得到实惠。为缓解夏季电力高峰供电缺口，我国某些地区和个别项目采用电力补助的措施，如福建规定2004年新建的冰蓄冷空调每千伏安补贴200元，2005年新建的每千伏安补贴100元；2004年用冰蓄冷技术改造原有空调的每千伏安补贴500元，2005年进行改造的每千伏安补贴300元；2006年（以后）新建或改造的将不予以补贴。这些临时措施应制度化，建议政府、电力部门、相关设备制造商应尽快研究并颁布制度化的激励措施，特别是能够获得巨大利益的电力部门，应从实际或潜在获利中拿出部分返还业主和设备制造商，比如可考虑借鉴燃气空调的补贴制度：上海在2004年实行了燃气空调的补贴制度，规定在2004－2007年内，对纳入上海市燃气空调推进计划的燃气空调，由市政府给予100元/千瓦制冷量的设备补贴；还可比照日本和美国的冰蓄冷扶持政策：电力公司给予用户/设备厂商每转移1千瓦高峰电200-300美元的电力补贴。若政府及电力部门能对冰蓄冷空调采用类似于上述燃气空调的政策，相当于每转移1千瓦高峰用电补贴1600元，基本接近美国和日本等广泛使用冰蓄冷空调国家的补贴水平，则可降低蓄冷空调初投资8-10%，大幅度缩短冰蓄冷空调的投资回收期。

2发展系统产品降低设计安装复杂性

冰蓄冷空调设计和常规空调相比，其设计选型复杂性大大提高、安装施工难度大，故有设计施工能力的安装公司极少，工程质量较难控制，详见表1，这也是制约我国冰蓄冷空调发展的重要原因。

表1常规空调与冰蓄冷空调设计安装比较内容冰蓄冷常规空调

建筑负荷计算逐时负荷最大负荷

各种蓄冰方式经济分析有无

蓄能槽（盘管/冰球）选型计算有无

二次换热器设计选型有无

乙二醇管路水力平衡和泵选型有无

现场自动控制系统设计有无

设计工作量220-300%100%

零部件数量150%100%

安装工作量150-170%100%

施工单位能力仅几家数千家

若制造公司能够提供一种类似常规空调的系统冰蓄冷产品，使得设计师、安装公司、业主不再对冰蓄冷空调望而生畏，将会有力推动蓄冷空调事业的发展。

最近，文献[1]报道了一种系统的冰蓄冷空调产品。该系统产品由冰蓄冷主机、水力控制模块、蓄冰槽三大部件组成，见图1。

图1冰蓄冷系统产品

冰蓄冷系统产品能将分散的零部件在出厂前制作为完整的产品，选型安装方便，并结合了多项先进技术：

冰蓄冷系统产品主机形式多样，包括风冷蓄冷产品和水冷蓄冷产品，压缩机可采用涡旋、螺杆和活塞式。在缺水或日夜温差大的地区可使用风冷主机，其它地区可选用水冷主机。水冷产品中螺杆机效率较高，可优先选用。对于风冷、热回收、水源热泵型等压缩比大的应用场合，活塞机、涡旋机的效率也不错、且价格实惠，可考虑使用。对于具有多台压缩机的主机，由于其部分负荷性能好、备机功能强，同等条件下应优先考虑。

如图1，冷水机组布置在蓄冰槽下游，标准空调水进出水温度为15-5℃，调节方便，稳定，蓄冰槽的融冰释冷速度快。这样，设计师只需直接按照10℃大温差空调水来设计系统即可，不必再花费精力和时间研究如何制取10℃大温差空调水。

带有蓄能量测量装置和严密隔热防潮措施的模块式蓄冰槽，安装极其方便，只需将蓄冰槽体就位和接管即可，不需任何槽体内部安装工作。

水力控制模块包括载冷剂泵、冷却水泵、空调水泵、板式换热器、闭式膨胀水箱、过滤器、电动调节阀门、蓄冷系统的电力控制柜，以及排气、泄水口。水力控制模块已经各种运行模式的水力平衡设计和校核，换热器和水泵的工作性能匹配优化。

该系统冰蓄冷产品还能与热回收、水源热泵结合，以进一步提高使用效能和产品的可靠性。

该类产品避免了大量复杂机房设计和现场装配工作，质量可靠、运行性能佳、使用方便放心。与同类产品比较可显著降低设计、交货、安装、调试时间，见图2。这样，对于机房设计，冰蓄冷产品的设计工作量与常规空调产品相当，现场安装工作简洁，省时省力，也大大减少安装出错的可能性。

图2系统冰蓄冷产品特点

3开发先进的自适应控制系统

常规空调的运行模式单一，只要控制主机的出力和冷水温度即可；而冰蓄冷空调运行模式多样：有夜间蓄冷、白天主机单独供冷、蓄冰槽单独供冷、主机和蓄冰槽联合供冷等。除主机外还要控制蓄冰槽的工作，以及主机和蓄冰槽出力分配和优化运行，因此，普通的控制系统难以真正发挥冰蓄冷的功能。

早期的冰蓄冷工程自动控制水平不高，需要由机房操作人员手动设置运行模式。依靠工人技术水平和经验性手动控制难以胜任这些工作，致使有的冰蓄冷空调建成后蓄冷功能基本不用，有的冰蓄冷空调运行费用大大高出预期成本。手动控制不能发挥冰蓄冷的全部优势，更不能保证最低的能耗水平。近期的冰蓄冷空调工程多采用PLC结合上位机模式，用户操作界面友好，利用已建立的历史数据库，实现冰蓄冷空调全自动运行，但成本高、还不能按建筑负荷的需求自动寻求最经济有效的工作方式。

新型的冰蓄冷空调控制系统应包括：

-简单、直接、精确的蓄冰量测量装置。蓄冰量测量的准确与否直接影响到能否保证室内空调参数的稳定。

-根据外界气候条件变化或空调水温变化的情况自动判断和预测最佳工作模式和最佳空调水工作温度，即先进的自适应控制逻辑。如部分蓄冷系统的控制策略有主机优先和融冰优先两种控制策略。主机优先是指在需要用冷时，首先制冷主机运行供冷，不足部分由蓄冰槽提供，融冰优先则是先由蓄冰槽供冷，不足部分由主机提供。融冰优先的控制策略能充分利用电力低谷，节省运行费用。应能够根据气候、电力政策自动确定最佳控制策略。自适应控制逻辑将根据外部需求和蓄冰槽的蓄冰情况，最大限度地发挥融冰优先的控制优势。

-依据日程计划能在不同运行模式间自动切换。

-实现与空气端DDC（直接数字控制）装置的信息传递。

4建立设计选型软件和标准产品参数

4.1逐时负荷分布图。建筑物的负荷计算是空调设计的依据。对于常规空调系统，制冷设备的装机容量一般只需根据建筑物设计日的最大小时负荷来确定；而在冰蓄冷空调设计中，需采用专门的建筑负荷设计软件，设计师按照当地逐时气象参数与建筑维护结构参数、建筑物内居住、照明产热设备的工作时间表等数据，计算出整个供冷季节的逐时空调负荷，从而确定系统的设备容量。目前市场上主要的设备制造商都具备有关建筑负荷设计计算软件，在具体项目中可协助设计院进行建筑负荷计算。

4.2简化冰蓄冷主机选型和蓄冷模式的经济分析方法。传统的冰蓄冷空调系统，由于其制冷机和蓄冷设备容量的确定非常烦琐，因为还不能简单地依靠某个逐时负荷，而是需要结合所选蓄冷系统形式、运行与控制模式、当地电价结构及蓄冷装置的蓄、放冷特性曲线等诸多因素进行综合考虑。相比之下，文献[1]报道的系统冰蓄冷产品已经将设备匹配和设计等优化为经济运行控制模式，融冰性能完全满足要求，在确定建筑物逐时负荷后可方便地开展主机、蓄能槽、水力控制模块选型，并进行经济分析。

4.3厂家提供系统的设计数据。常规空调的产品参数在厂家样本中一般都很完整，冰蓄冷空调也应该象常规空调一样能够提供完整的系统参数，以方便设计师选型计算。如有需要的话，设备制造商还应能够针对具体项目、利用系统性能计算软件提供系统的冰蓄冷性能参数。

4.4完整的系统操作运行维护手册。在传统的冰蓄冷空调系统中，各分散的零部件供应商只负责提供部件技术资料，而由安装公司负责施工，但由于缺乏系统性操作运行维护手册，给操作者带来很大的不便。应有完整的系统操作运行维护手册，以培训操作人员，同时供日常使用参考。

5结论

采取多种途径降低初投资，努力发展系统的冰蓄冷空调产品以改善设计、安装、运行、维护的复杂程度，开发自适应控制系统以进一步降低运行费用，提高操作简便性，建立标准设计选型软件，提供标准的冰蓄冷产品参数和技术资料，将会有力地改变冰蓄冷空调在我国发展缓慢的现状。

空调水范文篇7

1概述

随着经济建设的发展，商用建筑（写字楼、宾馆饭店、大中型商场等）大量兴建，1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米，其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2]。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60％。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万～450万kW。按重庆和上海的统计，中央空调用电量已分别占全市总用电量的23％和31.1%[3]，给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

2.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1]（ASHRAEHandbook）的基础篇里，给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域，大约是空气温度13℃～23℃，空气相对湿度20％～80％。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高，都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高。

2.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间，由于使用功能的需要，会在房间的局部产生较大的散热量，例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。但是在运行中，这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理，那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷，浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20～30％，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例：

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3，所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外，还要合理利用新风。春秋季或冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用室外新风为室内降温，可减少冷机的开启量，节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手：

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数（COP，CoefficientOfPerformance），是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关，仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’，T0’越高，Tk’越低，制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功量多，耗电量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系：

从右图可以看出，冷却水的供水温度每上升1℃，冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高，冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率越高，右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出，冷冻水供水温度提高1℃，冷机的制冷系数可提高3％，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度；关闭停止运行的冷机的水阀，防止部

分冷冻水走旁通管路，经过运行中的冷机的水量较少，冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷，不仅由于此时冷负荷较小，冷机制冷系数较低、能耗大，而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种，一种是地下水，另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气，此时室外空气较低，可用于空调系统供冷。例如，北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃，冬季室外空气湿球温度一般低于0℃，这种温度下的空气是较好的冷源，可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热器冷却冷冻循环水，被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备，如风机盘管、空调箱，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜，满足人们的舒适要求，空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内，同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的70～80％左右[5]，有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果：图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出，空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8％～16％，占空调系统耗电量的15％～30％，耗电量接近于全楼照明用的电量，所以水泵节能非常重要，节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手：

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统成为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力，所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统，制冷机房和冷却水池设在一层，冷却塔设在十层屋顶，距地面33米，冷却水泵扬程为67米，配电功率为180kW，而改成闭式冷却水系统后，冷却水泵扬程只需25米，配电功率仅为75kW，每年可节电18万度，合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中，要定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡，以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度，造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示：

根据上图水系统的运行压力分析可以看出，在热交换器和热水循环泵之间的阀门（此阀门的开度仅有25％）和管路消耗了0.2Mpa的扬程，泵后阀门（此阀门的开度仅有25％）消耗了0.08Mpa，而加压泵总的扬程才0.25MPa，加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa，还低于热交换器的出口压力，加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了，并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言，加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵，每年可节省电耗22万度，节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率（一般80％左右）变化。在输送流体的要求相同，即要求的输出功率相同的条件下，如果水泵的效率较低，那么就需要较大的输入功率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵，使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时，也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的，如下式所示：

(3-1)

式中：

G――水流量，kg/h；

Q――冷热负荷，kcal/h；

Δt――供回水温差，℃。

从上式可看出，空调水供回水温差越大，空调水流量越小，从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少，流经制冷机的蒸发器时流速降低，引起换热系数降低，需要的换热面积增大，金属耗量增大。所以经过技术经济比较，空调冷冻水的供回水温差4～6℃较经济合理[4]，空调热水的供回水温差10℃较经济合理，大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比，如下式所示：

(3-2)

式中：

N――水泵耗电功率，kW；

S――管路阻抗，表征管路特性的参数，kPa.s/m6；

G――水流量，m3/s；

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2～3℃，如果将供回水温差提高到5℃，水流量将减少到原来的50％左右，所以如果水流量减少50％，水泵耗电量将减少87.5％，节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量，有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况，而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡，夏季过热的房间所属的支路阻力大，当流量减少时，阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度，致使房间过热。如果加大流量，阻力小的支路就会超过需要的水流量，那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求，不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的，所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化，并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大，全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50％左右。当空调冷热负荷变化时，由公式（3－1）可知，所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下：[7]

(3-3)

式中：

n1，n2――电机转速；

G1，G2――水流量；

H1，H2――水泵扬程；

N1，N2――水泵轴功率；

所以通过改变水泵电机的转速，就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz，变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50％左右，如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50％左右，水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5％，节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的，右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例：

空调系统风机电耗所占比例最大，风机节能的潜力也就最大，风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手：定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控，也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用，这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑，可能有上百台空调箱、新风机组，运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现，更不用说适时地调整空调箱的运行参数，让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统，即使是最简单的启停控制，也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店，面积13.5万平方米，有空调箱、新风机组90多台，而运行管理人员只有十几人，空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制，每年可节电130万度，节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大，商业建筑的能耗较发达国家高40％左右，商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，通过上述具体措施，可以有效的降低商业建筑的空调能耗，并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点，有利于商业建筑空调节能工作的开展。

参考文献

[1]ASHRAEhandbook1991:Heating,ventilating,andair-conditioningapplications，AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAirConditioningEngineers,c1991。

[2]中国统计年鉴(1998)，中国统计出版社。

[3]何雪冰，刘宪英，中央空调节能有关问题的研讨，99西南地区暖通制冷学术年会论文集。

[4]彦启森主编，空气调节用制冷技术，中国建筑工业出版社，1981年7月第一版。

[5]钱以明，高层建筑空调与节能，同济大学出版社，1990年2月第一版。

空调水范文篇8

随着经济建设的发展，商用建筑（写字楼、宾馆饭店、大中型商场等）大量兴建，1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米，其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2]。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60％。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万～450万kW。按重庆和上海的统计，中央空调用电量已分别占全市总用电量的23％和31.1%[3]，给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

2.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1]（ASHRAEHandbook）的基础篇里，给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域，大约是空气温度13℃～23℃，空气相对湿度20％～80％。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高，都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高。

2.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间，由于使用功能的需要，会在房间的局部产生较大的散热量，例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。但是在运行中，这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理，那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷，浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20～30％，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例：

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3，所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外，还要合理利用新风。春秋季或冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用室外新风为室内降温，可减少冷机的开启量，节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手：

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数（COP，CoefficientOfPerformance），是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关，仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’，T0’越高，Tk’越低，制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功量多，耗电量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系：

从右图可以看出，冷却水的供水温度每上升1℃，冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高，冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率越高，右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出，冷冻水供水温度提高1℃，冷机的制冷系数可提高3％，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度；关闭停止运行的冷机的水阀，防止部

分冷冻水走旁通管路，经过运行中的冷机的水量较少，冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷，不仅由于此时冷负荷较小，冷机制冷系数较低、能耗大，而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种，一种是地下水，另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气，此时室外空气较低，可用于空调系统供冷。例如，北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃，冬季室外空气湿球温度一般低于0℃，这种温度下的空气是较好的冷源，可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热器冷却冷冻循环水，被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备，如风机盘管、空调箱，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜，满足人们的舒适要求，空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内，同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的70～80％左右[5]，有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果：图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出，空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8％～16％，占空调系统耗电量的15％～30％，耗电量接近于全楼照明用的电量，所以水泵节能非常重要，节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手：

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统成为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力，所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统，制冷机房和冷却水池设在一层，冷却塔设在十层屋顶，距地面33米，冷却水泵扬程为67米，配电功率为180kW，而改成闭式冷却水系统后，冷却水泵扬程只需25米，配电功率仅为75kW，每年可节电18万度，合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中，要定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡，以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度，造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示：

根据上图水系统的运行压力分析可以看出，在热交换器和热水循环泵之间的阀门（此阀门的开度仅有25％）和管路消耗了0.2Mpa的扬程，泵后阀门（此阀门的开度仅有25％）消耗了0.08Mpa，而加压泵总的扬程才0.25MPa，加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa，还低于热交换器的出口压力，加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了，并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言，加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵，每年可节省电耗22万度，节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率（一般80％左右）变化。在输送流体的要求相同，即要求的输出功率相同的条件下，如果水泵的效率较低，那么就需要较大的输入功率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵，使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时，也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的，如下式所示：

(3-1)

式中：

G――水流量，kg/h；

Q――冷热负荷，kcal/h；

Δt――供回水温差，℃。

从上式可看出，空调水供回水温差越大，空调水流量越小，从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少，流经制冷机的蒸发器时流速降低，引起换热系数降低，需要的换热面积增大，金属耗量增大。所以经过技术经济比较，空调冷冻水的供回水温差4～6℃较经济合理[4]，空调热水的供回水温差10℃较经济合理，大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比，如下式所示：

(3-2)

式中：

N――水泵耗电功率，kW；

S――管路阻抗，表征管路特性的参数，kPa.s/m6；

G――水流量，m3/s；

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2～3℃，如果将供回水温差提高到5℃，水流量将减少到原来的50％左右，所以如果水流量减少50％，水泵耗电量将减少87.5％，节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量，有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况，而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡，夏季过热的房间所属的支路阻力大，当流量减少时，阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度，致使房间过热。如果加大流量，阻力小的支路就会超过需要的水流量，那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求，不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的，所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化，并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大，全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50％左右。当空调冷热负荷变化时，由公式（3－1）可知，所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下：[7]

(3-3)

式中：

n1，n2――电机转速；

G1，G2――水流量；

H1，H2――水泵扬程；

N1，N2――水泵轴功率；

所以通过改变水泵电机的转速，就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz，变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50％左右，如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50％左右，水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5％，节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的，右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例：

空调系统风机电耗所占比例最大，风机节能的潜力也就最大，风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手：定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控，也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用，这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑，可能有上百台空调箱、新风机组，运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现，更不用说适时地调整空调箱的运行参数，让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统，即使是最简单的启停控制，也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店，面积13.5万平方米，有空调箱、新风机组90多台，而运行管理人员只有十几人，空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制，每年可节电130万度，节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大，商业建筑的能耗较发达国家高40％左右，商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，通过上述具体措施，可以有效的降低商业建筑的空调能耗，并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点，有利于商业建筑空调节能工作的开展。

参考文献

[1]ASHRAEhandbook1991:Heating,ventilating,andair-conditioningapplications，AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAirConditioningEngineers,c1991。

[2]中国统计年鉴(1998)，中国统计出版社。

[3]何雪冰，刘宪英，中央空调节能有关问题的研讨，99西南地区暖通制冷学术年会论文集。

[4]彦启森主编，空气调节用制冷技术，中国建筑工业出版社，1981年7月第一版。

[5]钱以明，高层建筑空调与节能，同济大学出版社，1990年2月第一版。

空调水范文篇9

关键词:暖通空调，节能技术，水凝结，水循环

从建筑体的整体角度来看，在实际的建筑工程中暖通空调节能技术的应用包含多方面的技术内容，若要想达到预期的节能的目的，工程设计人员不仅要充分了解建筑暖通空调节能实际意义、建立节能理念，而且要严格把控建筑工程的设计环节。只有充分应用先进的节能技术，暖通空调节能的效果才能够在建筑工程中得到充分的体现。

1建筑工程中应用暖通空调节能技术的重要性

目前，随着我国城市现代化的发展，暖通空调系统的应用范围已经越来越广，加之暖通空调能耗在建筑能耗中所占的比例更是在不断增大，在这样的情况下，能源供求矛盾必然就会被进一步激化。与此同时，由于暖通空调系统中所使用的能源往往都是不可再生能源(比如:煤炭)，这些不可再生能源的不断消耗必然会导致地球资源不断匮乏，这无疑就间接的对地球环境带来了严重影响，造成诸多环境问题的出现(如飘尘、酸雨等)，而伴随着这些环境问题的逐年增加，其对我国的生态环境以及可持续发展而言，必然将起到巨大的消极作用［1］。尤其是在夏季，人们对空调系统的应用需求是巨大的，那么倘若我们能够在空调系统中采取科学有效的节能技术(即暖通空调节能技术)，那么势必就会在一定程度上解决电力紧张的季节性问题(因空调使用用户过多而造成)，并且还能够有效降低能源的消耗(通常可以降低20%～50%)，起到保护生态环境与促进可持续发展的作用。基于此，对于建筑工程而言，暖通空调节能技术的应用必然是具有重大意义的。

2建筑工程中应用暖通空调节能技术存在的问题

2．1缺乏对暖通空调系统节能设计的评价

在社会不断进步的背景下，人们对于环保与节能的要求越来越高，建筑内部有关节能的新技术不断涌现了出来。然而，就暖通空调系统来说，也出现了众多的设计方案，而因为设计人员考虑问题的角度不同，评价的结果也会存在一定的差异，甚至大相径庭，每一种技术方案必然都具有自身的优缺点。与此同时，因为行业内部缺乏一个统一、客观的设计方案评价方法，所以很多设计人员经常会出现无所适从的状态，如何在众多的设计方案中找到最适合本建筑工程的节能方案俨然已经成为了困扰暖通空调设计人员的重要难题之一。

2．2水凝结问题

目前很多建筑工程项目的空调系统在日常运行过程中都会出现结露滴水的现象，而造成这种现象的原因主要是:1)由于冷冻水管与阀门的保温效果较差，这就导致了管道外壁空气冷凝水的滴水问题;2)由于冷凝水的排水管坡度太小(或没有设置坡度)，同时风机盘管的积水盘安装不平整，所以盘内排水口就极容易出现堵塞的现象;3)积水盘下表面极容易出现二次凝结水滴水问题。基于此，在管道的安装过程中，我们必须严格根据操作规程的要求来进行，只有这样才能保证管道与设备之间的紧密连接。

2．3空调水系统水循环问题

众所周知，空调水系统水循环施工是整个水系统中央空调施工中最为关键的环节之一，其施工的效率与质量将直接影响到整个系统的日常运行。然而，就当前的实际情况来看，空调水系统中的水循环现象即是最常见的问题之一，而导致这一常见问题出现的主要原因则是:第一，没有按照相关要求来对空调水系统管道进行定期或不定期的清理，造成空调水系统当中的某些部位常常出现堵塞的情况，这必然将直接对水循环带来影响;第二，在实际的建筑施工过程中，各个专业之间的矛盾长期得不到有效协调，这就导致了各专业管道交叉错乱的现象出现，这种现象必然就会造成管网中出现诸多气囊，最终对管网的循环带来不利影响［2］。

3建筑工程中暖通空调节能技术的具体完善措施

3．1不合理暖通空调系统节能设计评价问题处理措施

众所周知，暖通空调系统(尤其是中央空调系统)是一个极为复杂、庞大的系统，系统的设计将直接对整个使用性能以及节能效果带来直接的影响。比如说，暖通空调系统的设计通常都是按最大负荷来进行的，而在实际的运行过程中则基本上是在部分负荷下进行的，一旦系统中各个部分的设计无法满足部分负荷运行的要求时，那么系统所产生的能耗就会很大。基于此，相应的暖通空调设计部门与人员在实际的设计过程中理应精益求精，保证设计方案的优良性，始终都要保证暖通空调系统在经济、高效的状态下运行。比如在冬季，如果我们采用的是传统的空调方式，那么要想将整个室内的空气加热，就必须通过空气来实现人体与环境的热湿交换，而这无疑将需要较高的空气温度，此时通过加热新风的热损失以及围护结构的热损失都相对较大。那么，倘若我们改变这种传统的空调方式，增加辐射热，此时所需要的空气温度就会明显下降。显然，就节能效果而言，后果明显强于前者，因此应该选择后者的设计方案。

3．2水凝结问题处理措施

首先，在实际的管道施工过程中，要想彻底消除滴水现象，我们就必须通过对管道长度与坡度的合理设置来实现。也就是说，在安装和设置管道的过程中应该尽快排除冷凝水(在有必要的情况下可以在恰当的位置安装水封装置)。其次，要对材料(尤其是风管和冷冻水管)的保温效果引起足够的重视。针对管道保温的问题，我们理应从以下两个方面入手进行思考:第一，要确保管道的密封性，管道表面所设置的保温层不能够出现破损的现象，保证保温层的密封性;第二，要确保管道的完整性，管道不能够出现冷损的现象。而管道表面一旦出现冷损现象时，必须将相应的保温材料敷设在管道表面上，以此来进行隔热处理［3］。

3．3空调水系统水循环问题处理措施

首先，应重点关注管道的质量。在考虑管道的连接方式时，我们必须综合考虑水压、温度、耐腐蚀等多方面的要求。那么，要想让水循环故障的问题得到有效的改善，我们不仅要根据建筑工程的实际情况来对管线坡度与标高进行合理设置，同时还要在合适的位置安装排气阀等;其次，应通过有效措施(如物理法和化学法)来改善冷却循环水质，在处理冷却循环水系统的水质时，必须严格依据相关标准来对连续排污的量进行控制(排污量一般应控制在循环水量的0．5～1之间)。而针对新安装的水系统来说，排污处理的次数应该调整为每周一次(或两次)，已完成除垢的水系统的排污频率也相同。

4结语

在实际的建筑工程项目当中，暖通空调节能技术的应用效果不仅直接决定着整个建筑工程项目节能的效率，同时还将直接关系到建筑工程企业的经济效益。基于这样的重要性，我们理应在实际的建筑工程中不断优化暖通空调节能技术的设计与应用手段，让真正意义上的节能效果充分体现于建筑工程项目之中。只有这样，暖通空调节能技术才能够促进建筑工程企业的可持续发展。

作者:杨步云 单位:山西建筑工程( 集团) 总公司上海分公司

参考文献:

［1］梁琳，翟荣兵，黄红．建筑工程项目暖通空调节能设计的相关问题［J］．科技创新与应用，2014(3):222．

［2］黄成锋．探析建筑设计中暖通空调节能技术的应用［J］．江西建材，2014(20):12．

空调水范文篇10

随着经济建设的发展，商用建筑（写字楼、宾馆饭店、大中型商场等）大量兴建，1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米，其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2]。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60％。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万～450万kW。按重庆和上海的统计，中央空调用电量已分别占全市总用电量的23％和31.1%[3]，给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

2.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1]（ASHRAEHandbook）的基础篇里，给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域，大约是空气温度13℃～23℃，空气相对湿度20％～80％。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高，都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高。

2.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间，由于使用功能的需要，会在房间的局部产生较大的散热量，例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。但是在运行中，这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理，那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷，浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20～30％，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例：

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3，所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外，还要合理利用新风。春秋季或冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用室外新风为室内降温，可减少冷机的开启量，节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手：

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数（COP，CoefficientOfPerformance），是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关，仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’，T0’越高，Tk’越低，制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功量多，耗电量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系：

从右图可以看出，冷却水的供水温度每上升1℃，冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高，冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率越高，右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出，冷冻水供水温度提高1℃，冷机的制冷系数可提高3％，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度；关闭停止运行的冷机的水阀，防止部

分冷冻水走旁通管路，经过运行中的冷机的水量较少，冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷，不仅由于此时冷负荷较小，冷机制冷系数较低、能耗大，而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种，一种是地下水，另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气，此时室外空气较低，可用于空调系统供冷。例如，北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃，冬季室外空气湿球温度一般低于0℃，这种温度下的空气是较好的冷源，可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热器冷却冷冻循环水，被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备，如风机盘管、空调箱，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜，满足人们的舒适要求，空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内，同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的70～80％左右[5]，有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果：图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出，空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8％～16％，占空调系统耗电量的15％～30％，耗电量接近于全楼照明用的电量，所以水泵节能非常重要，节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手：

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统成为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力，所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统，制冷机房和冷却水池设在一层，冷却塔设在十层屋顶，距地面33米，冷却水泵扬程为67米，配电功率为180kW，而改成闭式冷却水系统后，冷却水泵扬程只需25米，配电功率仅为75kW，每年可节电18万度，合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中，要定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡，以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度，造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示：

根据上图水系统的运行压力分析可以看出，在热交换器和热水循环泵之间的阀门（此阀门的开度仅有25％）和管路消耗了0.2Mpa的扬程，泵后阀门（此阀门的开度仅有25％）消耗了0.08Mpa，而加压泵总的扬程才0.25MPa，加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa，还低于热交换器的出口压力，加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了，并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言，加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵，每年可节省电耗22万度，节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率（一般80％左右）变化。在输送流体的要求相同，即要求的输出功率相同的条件下，如果水泵的效率较低，那么就需要较大的输入功率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵，使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时，也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的，如下式所示：

(3-1)

式中：

G――水流量，kg/h；

Q――冷热负荷，kcal/h；

Δt――供回水温差，℃。

从上式可看出，空调水供回水温差越大，空调水流量越小，从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少，流经制冷机的蒸发器时流速降低，引起换热系数降低，需要的换热面积增大，金属耗量增大。所以经过技术经济比较，空调冷冻水的供回水温差4～6℃较经济合理[4]，空调热水的供回水温差10℃较经济合理，大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比，如下式所示：

(3-2)

式中：

N――水泵耗电功率，kW；

S――管路阻抗，表征管路特性的参数，kPa.s/m6；

G――水流量，m3/s；

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2～3℃，如果将供回水温差提高到5℃，水流量将减少到原来的50％左右，所以如果水流量减少50％，水泵耗电量将减少87.5％，节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量，有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况，而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡，夏季过热的房间所属的支路阻力大，当流量减少时，阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度，致使房间过热。如果加大流量，阻力小的支路就会超过需要的水流量，那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求，不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的，所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化，并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大，全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50％左右。当空调冷热负荷变化时，由公式（3－1）可知，所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下：[7]

(3-3)

式中：

n1，n2――电机转速；

G1，G2――水流量；

H1，H2――水泵扬程；

N1，N2――水泵轴功率；

所以通过改变水泵电机的转速，就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz，变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50％左右，如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50％左右，水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5％，节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的，右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例：

空调系统风机电耗所占比例最大，风机节能的潜力也就最大，风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手：定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控，也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用，这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑，可能有上百台空调箱、新风机组，运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现，更不用说适时地调整空调箱的运行参数，让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统，即使是最简单的启停控制，也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店，面积13.5万平方米，有空调箱、新风机组90多台，而运行管理人员只有十几人，空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制，每年可节电130万度，节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大，商业建筑的能耗较发达国家高40％左右，商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，通过上述具体措施，可以有效的降低商业建筑的空调能耗，并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点，有利于商业建筑空调节能工作的开展。

参考文献

[1]ASHRAEhandbook1991:Heating,ventilating,andair-conditioningapplications，AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAirConditioningEngineers,c1991。

[2]中国统计年鉴(1998)，中国统计出版社。

[3]何雪冰，刘宪英，中央空调节能有关问题的研讨，99西南地区暖通制冷学术年会论文集。

[4]彦启森主编，空气调节用制冷技术，中国建筑工业出版社，1981年7月第一版。

[5]钱以明，高层建筑空调与节能，同济大学出版社，1990年2月第一版。