中央空調(diào)系統(tǒng)是處理和分配冷量的空調(diào)系統(tǒng),通常有三種方式對室內(nèi)空氣進(jìn)行降溫和升溫處理:
1. 水管路送至各個房間的末端(風(fēng)機(jī)盤管)
2.風(fēng)管道送至各個房間的風(fēng)口
3.制冷劑直接進(jìn)入每個房間的末端
水管路送至各個房間的末端(風(fēng)機(jī)盤管)半集中式系統(tǒng)
大樓中央空調(diào)常見形式
室內(nèi)回風(fēng)和室外新風(fēng)混合后經(jīng)過處理再通過送風(fēng)管道送到每個空調(diào)房間是一種常見的方式。
送風(fēng)進(jìn)入每個房間之前必須通過集中的空氣處理裝置(組合式空調(diào)箱)進(jìn)行降溫/升溫、加濕/去濕處理。
再通過主風(fēng)道和各個支管風(fēng)道送入每個空調(diào)房間
中央空調(diào)系統(tǒng)的組成
中央空調(diào)系統(tǒng)是由一系列驅(qū)動流體流動的運動設(shè)備(如水泵、風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī))、各種型式的熱交換器(如風(fēng)機(jī)盤管、蒸發(fā)器、冷凝器及中間熱交換器等)及連接各種裝置的管道(如風(fēng)管、水管及冷媒管)和閥件所組成。系統(tǒng)一般可分下列五個循環(huán) :
�。�1)室內(nèi)空氣循環(huán);(2)冷水循環(huán);(3)冷媒循環(huán);(4)冷卻水循環(huán);(5)室外空氣循環(huán)。
總體說來,構(gòu)成中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和機(jī)械主要是熱交換器和流體機(jī)械兩種。
熱交換器是作為高、低溫兩種工作流體能量交換的設(shè)備。當(dāng)任何一組熱交換器效果不好時,會增加系統(tǒng)耗電率(kW/RT),不是系統(tǒng)耗電量增加,就是冷凍能力下降。
流體機(jī)械則是推動工作流體循環(huán)的動力裝置,其耗電量W=QHh/η。耗電量的多少決定于運轉(zhuǎn)時數(shù)h,輸送的工作流體流量Q,工作流體循環(huán)所需要的揚程H以及效率η,減少其中任何一項,都可達(dá)到節(jié)能的目的。
三、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能
要實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,首先應(yīng)設(shè)計合理。中央空調(diào)系統(tǒng)是為空調(diào)建筑服務(wù)的,因此,節(jié)能設(shè)計可以分為兩方面,一方面是減少空調(diào)建筑的熱負(fù)荷,另一方面是提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率。
空調(diào)建筑在夏季依靠制冷機(jī)將室內(nèi)的熱負(fù)荷移到室外。顯然,減少了室內(nèi)的熱負(fù)荷,制冷機(jī)的運行時間就減少,中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗就減少。
室內(nèi)的熱負(fù)荷來自兩方面,一是由室內(nèi)外溫差而引起的熱量交換,另一方面是室內(nèi)照明和設(shè)備產(chǎn)生的熱負(fù)荷。因此,可以采取遮陽、氣密、絕熱等措施,以減少室內(nèi)的熱負(fù)荷達(dá)到節(jié)能。
1、減少室內(nèi)的熱負(fù)荷
�。�1)遮陽
減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi),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(shè)在外墻外側(cè)和屋頂屋面,或架空屋面。
增加外遮陽對夏季冷負(fù)荷(或供冷量)減少十分明顯。據(jù)中國建筑科學(xué)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(jìn)風(fēng)。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(shù)由 8 降到5次,建筑物的耗冷可降低8%左右。
因此設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。根據(jù)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(jié)合的密封條。
�。�3)絕熱
采用絕熱材料對墻、屋頂、門窗等進(jìn)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(zhì)泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等,以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。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(shè)外墻及屋頂?shù)谋貙訉Χ�、夏兩季�?jié)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(diào)建筑節(jié)能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%~45%.一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)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(fù)荷有較好的效果。窗的設(shè)計和發(fā)展經(jīng)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(jìn)的節(jié)能窗是超級節(jié)能窗,雖然超級節(jié)能窗比普通窗的價格高(20~50)%,但以節(jié)能計算,它的回收期只有2~4年。
(5)照明
l 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(zhuǎn)化為空調(diào)冷負(fù)荷。
對于空調(diào)面積大、照明容量大的地方,應(yīng)采用照明與空調(diào)的組合系統(tǒng)。注意采用節(jié)能燈,節(jié)能燈發(fā)光效率高,是白熾燈的5倍左右。即同樣亮度時,節(jié)能燈耗電只有白熾燈的1/5.
采用節(jié)能燈不僅減少照明電耗 ,而且可以減少空調(diào)負(fù)荷。
2、提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率
�。�1)。合理選擇制冷裝置(冷源)
配置多臺壓縮機(jī)的冷水機(jī)組具有明顯節(jié)能效果。因為這樣的機(jī)組在部分負(fù)荷時仍有較高的效率,而且,機(jī)組起動時可以實現(xiàn)順序起動各臺壓縮機(jī),對電網(wǎng)的沖擊小,能量損失小。
此外,可以任意改變各臺壓縮機(jī)的起動順序, 使各臺壓縮機(jī)的磨損均衡,延長使用壽命。但臺數(shù)不宜過多,冷水機(jī)組臺數(shù)宜選用2~3臺,制冷量較大時亦不應(yīng)超過4臺,單機(jī)制冷量的大小應(yīng)合理搭配。
�。�2)合理選擇主機(jī)容量
為了安全起見,絕大部分的冷水主機(jī)容量要比實際尖峰熱負(fù)載大20%以上。但是,實際尖峰熱負(fù)載在全年出現(xiàn)的頻率相當(dāng)?shù)�,全年平均的熱�?fù)載大約是尖峰熱負(fù)載的(60~70)%,使得全年平均的熱負(fù)載只有冷水主機(jī)容量的(50~60)%.
由此,造成冷水主機(jī)大部分時間都在低負(fù)載下運轉(zhuǎn)。冷水主機(jī)負(fù)載率在60%以下運轉(zhuǎn)效率不佳。因此,主機(jī)容量不應(yīng)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(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。
(4) 配置優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備
由于設(shè)計制造技術(shù)的提高,近年來新上市的冷水主機(jī)的耗電率比22年前所生產(chǎn)的冷水主機(jī)降低約35%左右。因此在適當(dāng)時候?qū)⑴f主機(jī)換成高效率的冷水主機(jī)是非常可行的。
根據(jù)實例,某用戶為了解決CFC冷媒的問題,將一臺已經(jīng)運轉(zhuǎn)約15年的350RT的冷水主機(jī),換成可滿足尖峰需求的300RT的冷水主機(jī),設(shè)備投資約可在4年左右回收。
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中央空調(diào)運行管理中的節(jié)能問題
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