空调论文

第一篇：空调论文

VAV空调系统的末端设备及其DDC控制

摘要：变风量（VAV）空调系统是以节能为目的发展起来的一种空调系统形式。本文主要介绍变风量系统的末端设备和控制。

关键词: 变风量 末端设备 控制 1.引言

变风量（VAV）空调系统是以节能为目的发展起来的一种空调系统形式。随着空调技术、自动控制技术特别是计算机控制技术的发展,变风量系统在实际工程中得到了越来越多的使用。变风量系统是楼宇设备系统中采用自动控制技术最集中的场合 ,也是最难以控制的对象之一。本文将主要介绍变风量空调系统几种常用的末端设备及其控制问题。2.末端装置的分类

末端装置是改变房间送风量以维持室内温度的重要设备。末端装置有如下几种分类方法: 按照改变风量的方式, 有节流型和旁通型。前者采用节流机构(如风阀)调节风量, 后者则是通过调节风阀把多余的风量旁通到回风道。

按照是否补偿压力变化, 有压力有关型(pressure dependent)和压力无关型(pressure independent)。

压力有关型末端装置如图 1 所示 ,该系统是根据测得的室内温度控制风阀的开度 ,从而控制送风量的大小 ,使送风量随室内负荷的变化而变化 ,达到控制室内温度的目的。但是该系统当风阀的开度发生变化时 ,会引起送风管道内静压的变化 ,使其它末端装置在风阀开度不变时 ,仍会引起送风流量的变化 ,从而引起空调房间内温度的变化。

图1 压力有关型末端装置图

压力无关型末端装置如图2所示,压力无关型是指当送风管道内静压发生变化时,不会影响空调房间内温度的变化。实际上是在末端装置的入口处加一流量检测装置,当送风管道内静压发生变化时,控制器马上会依据流量的变化施加控制作用,使静压的变化在还没有影响到空调房间内温度之前,已经将阀门调整到正确位置。该末端装置实质对应的控制系统为一个串级控制系统,主控制器根据室内温度给定值与温度测量值的偏差信号e 施加调节作用,主控制器的输出作为副控制器的给定,副控制器的输出调节风阀的开度。这种系统使作用于副回路的干扰在还没有影响主参数之前,已经得到有效控制。

图2 压力无关型末端装置图 按照有无末端混风机来分, 有带风机和不带风机两种末端。带风机的末端可以在小风量或低温送风系统中保证室内一定的气流组织。按照风机和一次风的关系, 带风机的末端又可分为带并联风机的末端装置(parallel fan powered terminal)和带串联风机的末端装置(series fan powered terminal)。按照控制方式分, 有电动、气动和自力型。电动的末端还有模拟型和直接数字控制型两种。

3.末端设备的常用类型

下面介绍在工程应用中常用的三种类型: 单风道变风量末端、风机动力型变风量末端以及变风量末端风口等类型。3.1单(双)风道变风量末端(见图3)

图3 单(双)风道变风量末端

主要是指利用风阀的节流作用来改变通过该末端的送风量以适应该区域室内负荷变化来维持区域内空调参数恒定的末端形式。

3.2风机动力型变风量末端: 串联型变风量末端以及并联型变风量末端

串联型和并联型变风量末端主要区别在于末端风机与一次风的相对位置, 如果末端风机与来自送风管的一次风相对串联, 则为风机串联型;风机与一次风相对并联, 则为风机并联型。

风机串联型变风量末端: 是利用风阀的节流作用调节来自送风管的一次风量, 一次风与来自吊顶的二次风混合后由末端送风机送入该空调区域, 实现一次风变风量运行, 末端定风量运行的特点, 最大限度地保证室内的气流分布和舒适性。见图4。

风机并联型变风量末端的风机只有在一次风量减少到最小风量仍无法满足区域内负荷减少的情况下才会启动并引入吊顶回风或于加热盘管一起工作来保证区域内空调参数的恒定。见图5。

图4 串联式风机动力型变风量末端 图5 并联式风机动力型变风量末端 3.3 内置温度传感器、控制器和执行器的机械式无源变风量末端风口

带有内置温度控制器, 依靠热敏感物质的膨胀和收缩作用来驱动风阀进行风量调节的变风量末端。它主要是由温控器、调节风阀和传动机构等部分组成。其核心部分是一个内置的温控器, 由一个充有石油蜡状物的小铜柱构成, 当其受热时, 蜡状物凝固收缩, 弹簧将柱塞拉回, 通过柱塞运动成比例地调节风阀的开度。

4.变风量空调系统末端装置的DDC控制

变风量空调系统主要是通过末端装置以室内温度的波动为控制信号来控制房间送风量,满足房间热湿负荷的变化和新风量要求,它的好坏直接影响房间的空气品质。

变风量末端的控制方式有气动式控制、模糊控制、DDC 控制。近年DDC 控制通过精确的数字控制技术使得末端设备具有较好的节能性。下面主要介绍几种常用末端装置的DDC控制方式（图6）。

图6 DDC控制流程图

4.1 单管型末端

图7 单管型末端装置

4.1.1单管型末端结构

单管型是结构相对比较简单的末端装置,基本结构如图7。单管型末端是压力无关型末端,内部不设动力装置无能耗。在入口管内装有测量流量和传递信号的压差流量传感器。末端空气调节阀的选择很多,可采用单叶式调节阀、对开多叶式调节阀或蝶阀等。为降低因节流产生的噪声,在箱体内衬吸声材料。末端在出口段设有多出口箱,与多个送风软管相连接。有些末端出口可达到6～7 个。4.1.2控制和运行

a.单冷控制(图8)。当房间温度在设定点内,末端装置输送最小风量；当房间温度升高超过设定点(CSP),末端风量开始增加，若房间温度继续升高，则末端风量继续增加直至最大。对空调使用区 ,非使用区及夜间循环状态，温度设定点都可以不同。

b.冷、热自动切换(图9)。制冷模式下，通过控制软件可以设定送风温度，当送风温度超过上限时，自动转入加热模式，房间温度进一步降低，风量就逐渐增加，直至最大。同样，对空调使用区 ,非使用区及夜间循环状态，温度设定点 也可以不同。

图8 单冷控制曲线图 图9 冷热切换控制曲线图 c.制冷带二次电加热或水盘管加热。房间温度大于制冷设定点(CSP)，末端处于制冷模式；当室温低于加热设定点(HSP)，末端在保持最小风量的同时，启动电加热器或打开热水盘管水阀，根据热负荷要求，进行二次加热(图10,11)。

图10 制冷带二次电加热控制曲线图 图11 制冷带二次水盘管加热曲线图 4.2 串联型末端 4.2.1串联型末端结构

图12 串联型末端装置

基本结构如图12。与单管型相比主要是在末端箱体出口处增加了一个末端风机,并且经过空调处理的一次空气和诱导的二次空气(室内回风)混合后经过末端风机送入室内。末端风机连续运转来克服末端阻力,满足室内送风量和气流组织要求。一般末端风机为前倾式离心风机,电机效率较低,这必然导致系统总能耗的增加。末端风机送风量满足房间最大负荷送风量,避免当房间达到最大负荷时一次风倒流入吊顶空间。在诱导二次风入口处有过滤网。在出口段与单管型类似可设加热器和多出口箱。4.2.2控制与运行

a.串联风机动力末端装置，单制冷。单冷状态，风机定风量连续运行，当室温超过设定值，冷风量随室温增加而增加,直至最大。不同区域与状态温度设定可以不同(图13)。

图13 串联风机动力末端单冷控制曲线图 b.串联风机动力末端装置带二次加热。房间温度大于制冷设定点，末端处于制冷模式，一次风量随室温增加而增加；当室温低于加热设定点，末端在保持最小风量的同时，启动电加热器或打开热水盘管水阀，根据热负荷要求，进行二次加热(图14，15)。

图14 串联风机动力末端带二次 图15 串联风机动力末端带二次 电加热控制曲线图 水盘管加热控制曲线图 4.3 并联型末端 4.3.1 并联型末端结构

基本结构如图16所示。并联型与串联型的根本区别就在风机位置和能耗问题上:并联型是来自于吊顶诱导的二次空气(室内回风)先经过风机后再与经空调机处理的一次空气相混合,然后送入空调房间,仅有二次空气经过风机;而串联型则是先混合再进入风机。在风机出口处设有止回阀,以免空气倒流。其它部分结构均和串联型末端相似。

图16 并联型末端装置 在运行中,并联型与串联型有较大区别。并联型末端风机为间断式运行方式,随着房间负荷的变化来启停风机。由于只有二次风经过风机,风机处理风量小、噪音小、能耗低。4.3.2 控制与运行

a.并联风机动力末端装置，单制冷。在制冷温度设定点，末端装置处于最小冷风量，此时冷风量随室温增加而增加；当室温降低到加热设定点下或冷风量随室温降至制冷设定点时，末端风机启动，提供加热回风。冷、热温度设定叫根据 状态的不同而不同(图17)。

图17 并联风机动力末端装置单制冷控制曲线

b.并联风机动力末端装置带二次加热。制冷模式下，末端提供最小冷风量，冷风量随室温增加而增加；当室温降低到加热设定点(HSP)以下或冷风状态下室温降至制冷设定点(CSP)以下，末端装置风机启动，并启动二次加热装置(电加热盘管或水盘管)，其中，电加热为多级加热(如:三级)，水盘管阀门可比例调节(图18，19)。

图18 并联风机动力末端装置 图19 并联风机动力末端装置 带二次电加热控制曲线图

带二次水盘管加热控制曲线 4.4 两种末端型式的比较

单管型末端结构最为简单,末端不需动力装置、耗能小、价格相对较低。这些优点使国内VAV 系统初投资高、运行复杂等问题得到解决。但是对于内外分区的系统来说,单管型末端不能同时实现外区供暖内区供冷的情况,且送风量减小也可能影响室内气流组织。

串联型和并联型末端则能有效地解决这一问题。串联型末端带有风机,使得出风口气流具有一定的速度,保证气流组织。末端风机连续运转定风量运行,只是靠改变一次空气和回风混合比来满足室内要求。当一次风处于最小送风量时,室内仍具有很好的气流组织形式。所以串联型末端常与传统散流器风口配合,用于低温送风系统。与低温相结合的VAV 系统可降低送风量、设备容量和管道尺寸 等,从而得到进一步节电降耗。但在低温送风系统中应注意在末端箱体内加绝热内衬,以防当低温空气流过时使金属外表面出现结露现象。并联型末端虽然也带有风机,但风机动力小而且风机间断运行。在风机不运行期间,可能不会保证良好的室内气流组织,且有可能会出现冷气流直接下沉现象。所以与串联型相比,间断式运行的并联末端不宜用于低温送风系统。

总体来说,单管型末端适用内区常年供冷的系统,而外区则可用动力型末端来解决室内空气品质问题。对于国内来说,这两种类型的末端仍是国内VAV 系统主要使用的末端装置。通过不断研究它们的性能特点,使不同类型的末端有机结合,最终能使整个系统运行达到最佳节能效果。5．结语

风机动力型末端因能保证良好的室内气流组织,在VAV 系统中得到广泛的应用。其中以低温VAV 空调系统最为典型。但动力型末端的优点是通过耗能实现的。由于变风量末端风机和电机小,导致它的效率很低,因此末端的能耗问题就必须得到重视。国外有研究表明,在低温VAV 送风系统中末端的能耗将有可能大于送风机的节能,这一结论使得设计者对动力型末端的使用甚至VAV 系统的应用都产生顾虑。但是,随着技术的进步,目前各生产厂商都在不断提高末端产品的性能,较为显著的电机和风机效率低的问题已经得到很大的改善。提高小风机效率,使用高效电机等使得末端的能耗明显降低。所以对末端装置的能耗重新评估,准确定位动力型末端装置在系统中的使用就显得十分重要了。

此外,优化控制系统末端控制器、提高机电一体化技术和设备性能,尽快研究开发适合我国建筑环境的变风量末端,并使之应用于VAV 系统中以求达到降低初投资、节能降耗的目的,适应国内建筑需求。

第二篇：空调行业论文

暖通空调专业简介

我所学专业是建筑环境与设备工程。一开始对此专业毫不了解，通过对各种专业课的学习，逐渐了解了该专业的主要研究领域。本专业培养具备室内环境设备系统及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊环境的研究开发的基础理论知识及能力，能在设计研究院、建筑工程公司、物业管理公司及相关的科研、生产、教学等单位从事工作的高级工程技术人才。主要课程有：工程热力学、传热学、流体力学、建筑环境学 机械设计基础、自动控制原理、流体输配管网、热质交换原理与设备、建筑给排水工程、建筑电气、空调技术、制冷技术、供热工程、设备自动化、锅炉及锅炉房设备、工业通风、建筑设备自动化、建筑电气、高层民用建筑空调设计、燃气工程、建筑设备工程预算等。其中暖通方向是发展较为完备并且十分重要的区域。在北方，冬季需要供暖，涉及暖通。

暖通在学科分类中的全称为供热供燃气通风及空调工程，包括：采暖、通风、空气调节这三个方面，从功能上说是建筑的一个组成部分。暖通的英文缩写HVAC(Heating,Ventilating and Air Conditioning)。

暖通空调是分户的中央空调，中央空调它最大特点,是能够创造一种舒适的室内环境。而家居一般的分体的空调，它只能解决冷暖问题，而解决不了空气处理过程。现在，有了暖通空调就不一样了。现在这个空气处理过程它有以下这些过程：首先是空气进来以后，除了引进新风以外，可以把空气进行冷却处理，然后就进行过滤处理，过滤处理以后，增加了几大特点：第一就增加电子除尘器.，它主要可以捕捉非常小的颗粒的灰尘，一般来讲它可以捕捉一个微米的灰尘，而这个灰尘的范围内大部分都是细菌、病毒、烟尘，或者是异味这样就都可以过滤掉；另外就是会增加一种加湿设备，这个加湿器可以创造我们房间的加湿达到40%左右的相对湿度，这样人会感到很舒适。在我国的建筑行业，一直以“建筑设计院”牵头。一个建筑项目确立之后，首先由某个建筑设计院进行总体设计。建筑的总体设计包括许多分项，一般如下：建筑设计，结构设计，基础设计，电力（强、弱电）设计，给排水设计，暖通设计，配套园林绿化景观设计等等。暖通设计（如果该项目需要）是指该项目中的所需要的“空气调节系统”简称“空调系统”。一般“空调系统”包括制冷供暖系统，新风系统，排风（排油烟）系统等的综合设计。所以说“暖通”从功能上说是建筑的一个组成部分。从建筑设计来说，他是建筑设计的一个分项。并不是单指“空调”。需要说明的一点是：“空调”在一个建筑中可能是“中央空调系统”，也可能是“中央空调与独立空调的混合系统”，也可能全部是“独立空调的系统”。一切根据建筑的功能以及投资者的意向和实际需要而定。

空调是用人为的方法处理室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度的系统。可使某些场所获得具有一定温度、湿度和空气质量的空气，以满足使用者及生产过程的要求和改善劳动卫生和室内气候条件。按空气处理设备的集中程度划分为以下几类：

一、集中空调系统。所有空气处理设备（风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器和制冷机组等）都集中在空调机房内，空气处理后，由风管送到各空调房里。这种空调系统热源和冷源也是集中的。它处理空气量大，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积大。

二、半集中空调系统。集中在空调机房的空气处理设备，仅处理一部分空气，另外在分散的各空调房间内还有空气处理设备。它们或对室内空气进行就地处理，或对来自集中处理设备的空气进行补充再处理。诱导系统、风机盘管+新风系统就是这种半集中式空调系统的典型例子。

三、局部式空调系统。此系统是将空气处理设备全部分散在空调房间内，因此局部式空调系统又称为分散式空调系统。通常使用的各种空调器就属于此类。空调器将室内空气处理设备、室内风机等与冷热源与制冷剂输出系统分别集中在一个箱体内。分散式空调只向室内输送冷热载体，而风在房间内的风机盘管内进行处理。按采用新风量的划分为：

一、直流式系统。又

称全新风空调系统。空调器处理的空气为全新风，送到各房间进热湿交换后全部排放到室外，没有回风管。这种系统卫生条件好，能耗大，经济性差，用于有有害气体产生的车间。实验室等。

二、闭式系统。空调系统处理的空气全部再循环，不补充新风的系统。系统能耗小，卫生条件差，需要对空气中氧气再生和备有二氧化碳吸式装置。如用于地下建筑及潜艇的空调等。

三、混合式系统。空调器处理的空气由回风和新风混合而成。它兼有直流式和闭式的优点，应用比较普遍，如宾馆、剧场等场所的空调系统。

正是由于我们专业的存在，并一直努力设计创新更多更好的设备以供调节改善人们的生活环境以及生活方式，提高人们的生活水平。城镇建筑环境的供暖、通风、空调及制冷系统安装、调试及运行管理需要我们的存在，建筑电气的设计业需要我们的协助。为了创造更好的生活舒适度，我们一直在奋斗着，努力发展我们的专业，进行更深入的研究，希望能创造出更美好的明天。我也要努力学习跟多的专业知识，希望毕业后成为设备工程师，创造出更优越的生活环境。

第三篇：空调设计论文总结

学生论文工作总结

本次毕业设计历时的这个学期以来，设计题目为“某市某综合营业楼的空调系统设计”，以综合营业厅为设计对象。首先是外文资料的翻译，通过外文的翻译，对自己的外文翻译水平也进行一个很好的锻炼，同时我也了解了许多的专业外文术语。

然后，根据设计内容开展开题报告，进行方案论证，开始毕业设计。在设计过程中，进行了大量的计算、绘图，完成了设计说明书和相关图纸的绘制，这是对我大学四年所学知识的一次很好的巩固和应用，也进一步完善了自己的知识结构，对自己以后走上工作岗位量是一次很好的锻炼。为了完成这次设计，通过自己上网查找资料和阅读国内外的相关文献，培养了我独立思考、刻苦钻研的精神。同时也看到了自己的一些不足之处。通过这次毕业设计我获益良多，这正是大学毕业设计的意义所在。

毕业设计内容相对以往的课程设计更为繁琐，然而，我们从中获得的东西也更多。通过方案的选择与确定了解到各种系统的适用条件，空调制冷设备的选用标准，各种管道的适用条件与安装方式，这些都加深了我对大学所学知识的理解，这对以后的工作帮助很大。通过和老师的沟通与交流，和同学之间的讨论，在空调系统设计上综合考虑了方案选择的合理性与经济性。

当然，在这次毕业设计中，我也看到了很多不足之处。比如，管路布置的合理性以及相关设计规范知识的匮乏，我想这些都是在以后工作中应该弥补的。在以后的工作中，对土建相关图纸的了解也是我们不可或缺的一部分，顺利地完成本次毕业设计给了我很大的信心，在更加深入的巩固专业知识的同时也对本专业的发展前景充满了信心，对以后工作和学习帮助很大。有利于更好地树立将来的发展方向，在祖国的建设领域放光添彩！

第四篇：空调系统节能论文

1、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：

（一）改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失是通过房间的墙体、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：1。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。２。合理设计窗户遮阳。3。充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

（二）选择合理的室内设计参数

假设空调室外计算参数为定值时，夏季空调室内空气计算温度和湿度越低，房间的计算冷负荷就越大，系统耗能也越大。通过研究证明，在不降低室内舒适度标准的前提下，合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果。

1。温湿度变化对热舒适度的影响。假定人所从事的是极轻劳动（例如宾馆、商场中），穿着一般的夏季服装，空气流动速度取0。25m/s，壁面温度和空气温度相同。在相对湿度为50%的条件下，仅使室内空气温度变化时，统计不同室内温度下的PPD值和不同相对湿度下的PPD值。经分析以上数据可以看出，室内空气温度改变对室内热舒适度的影响非常大，而相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。

2。室内设计参数的优化组合。室内空气温度对人的热舒适感影响很大，但对空调能耗的影响则比较小。而相对湿度对人的热舒适感影响很小，但是对空调的能耗影响很大。

综上所述，在确定室内设计参数时，为了保证较高的热舒适度，室内设计温度应取低一点，而在一定温度范围内，通过提高室内设计相对湿度的途径减少空调能耗。

（三）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。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：1。不要随意提高最小新风量标准；2。杜绝非正常渠道引入新风。

2、提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数，即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。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：

（一）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。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。

（二）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，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。

3、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。

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，有明显的节能作用。

4、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。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％，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：

（一）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，折合人民币10。8万元。

（二）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。

（三）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。

（四）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，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，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。

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。

（五）变频水泵的使用

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。

5、减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其他送风机、排风机，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的。由于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、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。

6、对系统加强管理，适当调节，提高节能效益

日常管理是空调系统节能是否实际有效的关键。一个设计再好的节能系统，如果管理不善，一样达不到节能的目的。日常管理的节能措施有：

1。加强日常和定期的对设备和系统地维护。例如阀门、构件等的维护，防止冷、热水和冷、热风的跑、冒、滴、漏；冷凝器等换热设备传热表面的定期除垢或除灰；过滤器、除污器等设备定期清洗；经常检查自控设备和仪表，保证其正常工作等。

2。对系统的运行参数进行监测，从不正常的运行参数中发现系统的问题，进行合理的改造。经常出现的问题有设备选择过大、运行能耗高等。

3。不连续工作的空调通风系统，尽可能缩短预冷的时间，并且在预冷时采用循环风，不引入新风。

4。人员数量变化比较大的系统，最热月和最冷月的新风量应该根据室内的CO2浓度检测器，自动控制新风入口阀门，调节新风量。例如商场，往往在刚开店或闭店前、或非节假日人数比较少，这时可减少新风量，从而节省冷量。

5。当过渡季节中室内有冷负荷时，应尽量采用室外新风的自然冷却能力，节省人工冷源的冷量。

6。根据季节的变换，合理设置被控制房间的温度，避免夏季室内过冷、冬季室内过热的现象。过冷或过热不仅使人感到不适，而且额外消耗能量。

7、总结

目前，我国的很多建筑中的空调系统都具有节能的潜力，而且节能也逐渐地引起了各个设计、施工和管理单位的注意；但是仍然存在着许多浪费能源的现象。要想做到空调系统的节能，只有从设计、施工到运行管理各个部门的通力合作，才能真正地实现。

第五篇：浅谈空调节能减排论文

浅谈空调的节能减排

随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。主要介绍暖通空调目的、影响、节能设计,并推广可再生能源在暖通空调系统中的应用。摘

关键词：节能环保；暖通空调；目的；影响；设计；可再生能源

随着经济的迅速发展,人居环境和能源问题日益严峻,据统计,建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到27.6%,而建筑能耗又尤其以建筑空调能耗较大,在我国一般宾馆、写字楼空调能耗约占建筑总能耗的40%,大中型商场空调能耗则高达50%,有的空调系统能耗占建筑总能耗的60%或更多。

一、暖通空调领域节能的重要性和可行性

能源为经济的发展提供了动力,但是由于各种原因,能源的发展往往滞后于经济的发展。现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题,如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势,对生态环境和可持续发展来了很大影响。

二、暖通空调能耗的影响因素及节能的途径与方法

虽然说暖通空调能耗的影响因素众多,但随着科学技术的不断进步,使暖通空调领域新的技术不断出现,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。

1、影响空调能耗的因素

暖通空调系统特别是中央空调系统庞大复杂,而且影响空调能耗的因素众多,例如,室内温湿度设定值、室外空气量、空调方式、空调系统的控制运行和维护管理等。建筑物的朝向和平面布置、建筑维护结构的保温性能、窗户隔热和建筑遮阳等也对空调能耗产生很大影响,因此,在空调设计运行时应综合考虑各个因素的影响,力求在最大程度上降低空调能耗。

2、建筑物及其围护结构对节能的影响主要有如下方面:

(1)我们知道同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向冷负荷小,因此,合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施。

(2)对于相同体积的建筑物,建筑物体形系数(S=F/V)越大,则其外表面积越大,通过围护结构的传热越多,空调冷负荷也越大。为节能起见,在建筑设计时应尽

S,如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时,应尽量增加围护结构的热阻。

(3)从建筑物的围护结构(窗、墙、楼板、屋盖、地板等)传入室内的热量中,外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因而要尽量减少外窗面积,并采取有效的遮阳措施,如选用特种玻璃、双层玻璃和窗帘或遮阳板等。

(4)对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。因此,提高建筑物保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。以下措施可有效降低围护结构的传热系数,从而降低能耗。

3、减少输送系统的动力能耗

动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能,采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗:

(1)水系统采用大温差。加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差,可以减少水量,以降低其输送能耗,同时可以减小管径,节约初投资。但要注意影响冷冻机换热面积的大小,冷冻机COP的高低,冷却塔造价的变化以及AHU(空气处理机组)内盘管排数的变化。提高送风系统的温差。与水系统一样,当采用冰蓄,由于供水温度低,送风温度也下降,使送风的温差增加,即低温送风方式。通过专门的诱导型风口直接送风或利用末端装置内风机混合,以满足入室送风温 度。国内已有很多实践经验,低温送风可以减小风管及输送动力,但风的保温应予加强,末端送风装置亦应防止结露。

(2)低流速。水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比,采用低流速能取得较好的节能效果,且有利于提高水力工程的稳定性。

(3)采用输送效率高的载能介质。一般情况下,用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小,且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管,所占空间相应也小得多。

4、通过新型节能舒适健康的空调方式,调整室内热湿环境参数空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。因为影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换，此时可利用辐射方式供热。辐射方式与人体的热交换较易满足舒适感而且利用辐射方式可以降低对室温的要求,当采用辐射供冷时,应防止板面的结露,同时利用新风去湿(负担室内湿负荷)的容量亦应正确把握。1暖通空调目的及其影响

1)暖通空调的目的。暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境,主要包括:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境之间的辐射换热等。在一般的舒适性空调中,以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的;在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中,一切以满足生产工艺为目标。

2)暖通空调对人体健康的影响。据国外的一份调查报告显示,居民平均88%的时间在室内,7%的时间花费在交通上,5%的时间是在室外。就是说几乎每天在室内的时间13h。从这方面来说住宅的空气质量品质对人体的健康更加具有积极的意义。然而,由于建筑物的密闭性逐渐增加,建筑物装饰越来越多样化,从而导致室内污染物的滞留和增加,加上新风量的明显不足,空气重复循环,会造成室内空气质量品质严重下降,空调房间的空气污染物指标会远远超过国家安全标准。

2暖通空调的节能设计

空调系统的节能设计,应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析,寻找出一个合理的方案,使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理的运行,并在运行过程中创造良好条件。

1)选择合适的冷热源。在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键,合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重

化锂吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高, 一般为 3.7～5;第二种冷热源即热泵型机组,夏季制冷,冬季制热.在设计工况下,其能效比较水冷机组要低,仅达到3 左右,但其具有良好的节能和环保效果;中央空调的另一种冷热源为溴化锂吸收式机组,这类机组的能效比比较低,节电不节能,适用于有废热和余热的地方。

2)采用蓄冷系统。各国用电状况都不同程度的存在着电负荷峰谷差较大的情况,在用电高峰时电力供应不足,而在低峰时电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区,就可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出来,这将对整个电力负荷的移峰填谷工作起很大作用。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。

3)采用变频系统。变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势,它不仅能有效改良空调系统的工艺不足,还能大幅降低能耗,节省运行成本。采用变频技术的原因有:①设计者在选择设备时,通常留有一定的设计余量(20%～25%),实际上设备也极少在全负荷工况下运行,甚至从未全负荷运行过;②建筑物由于使用情况的变化,负荷也会发生相应变化;③建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。

3可再生能源在暖通空调系统中的应用

当前,为了使空调系统向节能环保方面发展,科技工作者做了大量科研工作,采取了更加有效地措施和方法,例如:“太阳能技术”、“地源泵技术”、“蓄冷技术”、“热泵水源技术”等等。可再生能源具有资源丰富、不污染环境、清洁安全和资源可再生的优点。因此,在能源状况日益紧张的今天,大力推广可

1)太阳能采暖。主动式太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。随着太阳能集热器的研制开发,具有工作温度高、承受压力大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点的热管式真空管太阳能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。

2)太阳能制冷。太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。

3)自然风的应用。自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。当室外空气的焓值和温度低于室内时,在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常,这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质。

4)地下水的应用。地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并利用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技,需要注意的问题:①要有可靠的回灌技术利;②用地下水时应注意水质,水质不合格会使井老化。

5)土壤能的应用。地源热泵是利用地下浅层地热资源作为冷热源,进行能量转换,提供供暖制冷的空调系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源,实现低温热源向高温热源的转移,地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源。夏季,大地作为排热场所,把室内热量以及压缩机的散热通过埋地盘管排入土壤中,再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中,由于冬季从大地中取出的热量在夏季得到补偿,因而使大地热量基本平衡。

6)海洋能的应用。海洋能利用的主体是利用海洋能发电,其技术已日趋成熟。海洋是地球气候和淡水循环的天然调节源,其容量巨大,与大气、陆地间通过水汽等方式不断进行能量和物质循环, 是一个天然容量巨大的低位冷热源,为人类制冷供热提供了良好的条件,海水热泵是一个很好的选择。

4结束语

暖通空调系统节能的指导思想是在减少能源浪费的同时,有效合理地利用能源,提高能源的利用率,并尽可能的开发和利用可再生能源及新能源。但在具体选择节能措施时,应根据实际情况,全面分析协调各种方法,以获得最优的节能效果。

参考文献

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