1014601_中央空调系统节能设计与运行策略研究
全国第五届研究生数学建模竞赛
题目中央空调系统节能设计与运行策略研究
摘要
本文通过对某大型商场中央空调系统实际运行数据的分析，建立了“冷负荷需求模型”，提出了节能设计与节能运行控制策略。
文中根据中央空调冷却水系统散失到空气中的热量与冷冻水系统传递的热量和制冷机自身消耗产生热量的平衡关系，利用该商场部分时段中央空调系统运行数据，分别求出商场人流与电器设备的冷负荷；并假设人流或室外温度在一定范围内变化，对商场“冷负荷需求模型”进行了误差分析，给出其误差范围，验证了该模型的合理性。根据实际情况，以保持商场内部温度尽可能稳定且节能为目标，在冷冻水流量、冷却水流量以及制冷机运行台数等约束条件下，建立多目标规划模型；利用数学软件LINGO 8.0对该模型求解，给出4组优化控制策略。最后，根据已知记录数据，利用“冷负荷需求模型”，按“日”计算出夏季合理基准冷负荷（W/天）; 并求出了在商场设定温度提高1度时，其合理基准冷负荷的减少量。
关键词：中央空调、冷负荷、节能、模型优化、控制策略、基准冷负荷
中央空调系统节能设计与运行策略研究
1 问题来源及意义
大型建筑物中使用的中央空调系统（以下简称中央空调）工作方式与普通的家用空调有所不同，普通的家用空调是在一个封闭的环境中，利用冷媒完成室内外的能量交换。而中央空调是利用冷冻水、冷却水和制冷机完成整个建筑物的能量交换。普通家用空调可以简单地根据温度控制空调的启停，而理论上中央空调只要有一个用户需要，就应该继续工作。中央空调都是按照最大负荷进行设计和选择设备的，但实际上中央空调大多数时间都在低负荷下运行，有时甚至在设计负荷的10％下运行。若中央空调的控制方案设计得不好，在低负荷下却按高负荷需求运行时就会造成中央空调系统运行效率下降，产生浪费。现在的中央空调系统一般是根据温度控制冷冻水系统的流量（温差或压力随之变化），虽然考虑了节能因素，但并未把节能作为首要的目标，而且都是瞬时控制（温度稍有变化，调节系统就起作用），但真正决定建筑物内温度的是中央空调系统所传递冷量（和热量是一个概念，只是因温差方向不同,冷量和热量都可以视为能量）的累加。中央空调系统从制冷机产生冷量到传送至末端发挥作用，有较大的延迟，通常为20-30分钟。另外由于大型商场的人流变化很大，瞬时就会引起冷负荷的较大变化，所以传统的基于参数瞬时变化的控制模型对于中央空调所产生的节能效果有限。
为提高中央空调系统的运行效率，应该将中央空调系统的控制由单参数控制改变为建立建筑物冷量需求模型，根据末端在一定时间内冷量需求总量或冷量需求变化率，控制中央空调系统的冷量输出，以实现节能。
2 问题描述
大型商场只要营业新风机组就不停地向商场提供新风以改善商场内的空气质量，当然夏季在提供新风的同时也将商场外部的热量带进商场中。除了新风带入的热量外，商场中的冷负荷还包括通过建筑物围护结构传入的热量，顾客散发的热量，商场内照明、水泵等电气设备产生的热量等。其中通过建筑物围护结构和新风传入的热量与商场内外的温差有关，可通过附式1进行估算，也可以将其视作一系列对应不同外部温度的常量。因此商场的温度的变化取决于以下几个因素。：
A）商场中的人流；B）商场外的环境温度；C）新风带来的热量；D）商场建筑围护结构的保温性能和商场外表面的面积；E）商场的灯光、水泵等电气设备产生的热量；F）中央空调的制冷量。在上述因素中，影响商场温度最主要因素是外部的环境和内部热源，比如要求将商场的温度控制在26度，中央空调输出的冷量首先是抵消中央空调开机前商场中已经积累的热量（Q0）。然后再输出的冷量要抵消通过建筑围护结构和新风输入的热量（Q t）商场人流(Q m)以及照明等电气设备散失的热量(Q e)。当外部环境温度变化时Q t可以认为是与之相对应的一系列常数，即当环境温度确定后，其值也就确定了。Q e也可近似看作常量，所以以冷量为控制对象时，冷量变化的控制，主要与商场的人流量有关。
按照设计要求，中央空调设备既可以通过调节冷冻水的流量保证冷冻水的供回水温差维持在5度，即7-12度，如果达不到这个设计要求，温差小于5度，带走相同的热量需要更多的水，加大流量就会造成浪费。一般要求冷却水的供回水温差也是5度，即32-37度，如果达不到这个设计要求，温差小于5度，同样会产生能量浪费。（注：刚开机时温差大于5度是正常的，在工作一段时间后才能达到设计条件）。因此当室外温度较低，冷却水的回水温度低于32度时，就可以适当减少冷却水的流量，使冷却泵的功耗降低。因中央空调系统传递的热量是冷冻水系统从建筑物中带来的，冷却水系统散失到空气中的热量是冷冻水系统传递过来的热量再加上制冷机自身消耗的能量而产生的热量，这些热量都是通过水来传递的，而水量和温差的变化就反应了能耗的变化，因此消耗最少的能量将建筑物内的热量散失到空气中是最为节能的运行方式。
注：若采用控制冷却水和冷冻水的流量方式时，流量不能无限减少，为保证系统安全，每台制冷机冷却水、冷冻水的水泵最低的允许流量可按照设计流量的75%计算。
后面的数据是一个大型商场中央空调系统的实际运行数据，和类似商场所在城市的南京市2006年相同时间白天每小时的外界温度数据，由于不是商场周围的测量值，商场外温度可能比这批数据高出两度左右。该中央空调共有3台功率相等的制冷机、冷冻水和冷却水水泵各3台，每台制冷机功率约为每台水泵功率的3倍，商场水泵运转时按设计流量运行，即流量不变化。由于是历史数据，现在有些数据无法补充完整，但研究生可以再借鉴其他数据，考虑以下问题：
1、夏季在商店中顾客设计冷负荷约为30w。请同学们根据数据推导出（A）和（E）的冷负荷。其中最简单做法是假设全天12小时人流量基本保持不变（工作日与节假日可以不同）。条件（E）的冷负荷在一年四季基本保持不变。6、7、8月份商场外部温度可假设为35度，人流量在节假日为平时的1.5-2倍。
2、根据附式1，可以计算出从外部辐射进商场的冷负荷，请同学们推导出以比较短的时段内进出商场的人流量、外部环境温度为变量的商场冷负荷的函数表达式，并讨论冷负荷的误差范围。
请研究生自行对外界温度和人流量进行假设。比如7、8月份商场外部温度可假设
为35度，人流量在节假日为平时的1.5-2倍，根据题目给出的数据进行验证。
3、根据推导出的冷负荷表达式，请根据实际情况建立保持夏季商场内部温度稳定的数学模型，达到既使商场内温度尽可能稳定在设计值又尽可能节能的要求。
在中央空调中，可以控制的独立对象除冷却水和冷冻水的流量外，每台制冷机可以关闭。请同学们提出自己的控制策略，并给出和题目给出情况对比所产生的节能效果（风机耗能与空调无关）。
4、假设没有任何能量浪费（制冷机的效率为100%），在夏季达到设定温度（26度）所需要的冷量为合理基准冷负荷。请同学们根据数据分析夏季合理基准冷负荷，基准冷负荷的时间可以是天、周或月，时间越短越好。再请同学们考虑，如果将商场温度提高1度，其合理基准冷负荷将会减少多少？
注：商场的面积为5.6万平方米。共6层，地下1层，地上5层，层高4.5米，建筑成长方体。
3 模型的建立与求解
3.1 夏季商场人流冷负荷及电气设备冷负荷计算
3.1.1 问题分析
空调系统的节能对于整幢建筑的能耗的影响是一个关键性因素。合理确定空调设备容量是空调系统节能的前提，空调设备容量的大小取决于冷负荷的大小。冷负荷计算是中央空调系统设计的基本依据。冷负荷的计算方法[2]也从早期的当量温差法、谐波分解法、反应系数法、冷负荷系数法进入到目前常用的冷负荷模拟方法[3]。
为了得到夏季商场的人流冷负荷以及电气设备冷负荷的合理值，首先需要分析影响夏季商场总冷负荷的各种因素。除了人流量及电气设备外，主要因素还包括商场外环境温度、新风热量、建筑围护结构输入热量等，上述各种冷负荷共同构成商场总冷负荷。为使商场内温度稳定在设定值，商场任一时刻总冷负荷应与该时刻中央空调的制冷量平衡。
根据这一平衡关系，可以列出商场冷负荷方程：方程左侧为中央空调系统的制冷量，方程右侧为商场总冷负荷。对于这一方程，分析如下：
其一，从空调制冷量入手，中央空调制冷量即内部冷冻水系统所处理热量；内部冷却水系统散失到空气中的热量是冷冻水系统所传递热量与制冷机自身耗能的和。藉此关系可以统计求得制冷机功率，根据题意可得水泵功率，而水泵功率与空调水系统流量的三次方成正比，因而水流量是固定不变而可以求得的，最终商场冷负荷方程的左侧即为一个确定值，针对不同日期不同时间的商场总冷负荷，可以得到一个足够大的方程组，从中可推导出人流量及电气设备冷负荷。
其二，从商场总冷负荷入手，需要假设全天人数基本不变，也可以得到一个足够大的方程组，求得平均人流量，根据题中所给人均冷负荷，最终得到需要推导的冷负荷。
两种思路在实施过程中均有误差。
3.1.2 模型假设
1)假设每日中央空调运行前商场内外温度相同；
2)假设商场内电气设备的冷负荷在一年四季保持不变；
3)假设商场水泵运转时按设计流量运行，即流量不变化；
4)假设商场内设定温度为26度；
5)空调内部水管阻力及自身能量消耗忽略不计；
6)假设冷冻水与冷却水流量相等。
3.1.3 符号说明
i=）；
i：日期序号（1,2,3,4,5...
j：时间，j为从8点至20点之间任一整数时段，即8,9,10, (20)
j=；
N i j：第i日期j时段商场人流量；
(,)
a：商场的长度；
b：商场的宽度；
V：商场内体积；
wall k ：商场外墙的热传导系数；
top k ：商场屋顶的热传导系数； wall F ：商场外墙的面积；
top F ：商场屋顶的面积；
(,)Q i j ：第i 日期j 时段商场中央空调制冷量（冷冻水所带出热量）；
?(,)Q
i j ：第i 日期j 时段商场中央空调冷却水所带热量； (,8)Q i ：第i 日期中央空调开始运行前商场已积累的热量，即中央空调初始制冷量；
(,)t Q i j ：第i 日期j 时段建筑维护结构输入的能量； (,)m Q i j ：第i 日期j 时段商场人流产生的热量；
e Q ：商场电气设备散失热量；
(,)Q i j 新风：第i 日期j 时段新风冷负荷； n t ：室内设定温度值，本题中n t =26；
S ：冷冻水、冷却水流量； P ：商场中央空调总功率；
P 泵：水泵功率；
P 机：制冷机功率；
(,)in T i j ：第i 日期j 时冷冻水进水温度； (,)out T i j ：第i 日期j 时冷冻水回水温度； (,)in W i j ：第i 日期j 时冷却进水温度；
(,)out W i j ：第i 日期j 时冷却出水温度； i D ：第i 日期空调运行前商场内外温度差；
(,)D i j ：第i 日期j 时商场外气温； (,)E i j ：第i 日期j 时商场内温度；
α：节假日人流量与工作日人流量的比值。
x ：水泵功率与流量正比例系数。 3.1.4 模型建立
基于假设1，商场开始营业前内外温度相同，中央空调输出的冷量首先是抵消中央空调开机前商场中已经积累的热量以及建筑维护结构输入的能量。根据题目中的已知条件，建筑维护结构输入的热量可以用下式计算：
(,)((,))((,))t top top n wall wall n Q i j k F D i j t k F D i j t =-+- （1）
综合计算，可求得第i 日商场中央空调初始制冷量为：
(,8)(,8)i t Q i c V D Q i ρ=+ 空气空气 （2）
其中：
i D =(,8)n D i t -；
(,8)((,8))((,8))t top top n wall wall n Q i k F D i t k F D i t =-+-； 即：
(,8)((,8))((,8))((,8))n n n Q i c V D i t k F D i t k F D i t ρ=-+-+-top top wall wall 空气空气 （3）
从另一方面考虑，中央空调是通过冷冻水来实现循环制冷的，因此，也可通过冷冻水的流量与温差来计算商场生成冷量，商场初始冷负荷可以表示如（4）式。（与（3）式等价）
(,8)((,8)(,8))out in Q i c S T i T i =-水 （4）
商场开始营业后，人流量与外部环境温度成为影响室内温度以及商场冷量的主要因素，对于商场营业期间的冷量情况，从中央空调系统制冷角度可以用式（5）描述：
(,)((,)(,))out in Q i j c S T i j T i j =-水 （5）
若从商场冷负荷方向考虑，则可以根据各类热量来源的不同将商场冷量划分为不同的消耗因素，包括有：
商场人流量冷负荷：(,)30(,)m Q i j N i j =
建筑围护结构冷负荷：(,)((,))((,))t top n n Q i j k F D i j t k F D i j t =-+-top wall wall 新风冷负荷：(,)0.8*(,)t Q i j Q i j =new 电气设备冷负荷：e Q
综上，商场冷负荷可以描述为：
(,) 1.8(,)(,)t m e Q i j Q i j Q i j Q =++
1.8[((,))((,))]30(,)n n e k F D i j t k F D i j t N i j Q =-+-++top top wall wall （6） 在推导商场人流量和电气设备冷负荷过程中，联立式（5）,式（6）,得到式（7）:
((,)(,)) 1.8[((,))((,))]30(,)out in n n e c S T i j T i j k F D i j t k F D i j t N i j Q -=-+-++top top wall wall 水 （7） 3.1.5 模型求解
根据题意，主要分析夏季（6月、7月、8月）商场中央空调系统的冷负荷变化关系，结合已知记录统计数据，选取6、7、8三个月已有数据进行处理。题中求解所用数据日期见表1。
根据附表《南京2006气温》可求得夏季所列日期的室外日平均气温；对附表《空调数据统计》中的冷冻水回（进）水温度、冷却水进（出）温度，按日期求其各日平均值，并求出其各自的冷冻水（冷却水）平均温差；根据该平均温差解得相应日冷却水与冷冻水温差，由表中夏季所列日期的冷却水与冷冻水日平均温差求出其均值。上述数据变换过程与计算结果见表1。其中，冷却水日平均温差曲线和冷冻水日平均温差曲线见图1所示。
表1 某大型商场空调数据统计整理表
图1 夏季商场冷却水（冷冻水）日温差曲线图
由题意知，冷却水热量为冷冻水热量与制冷机耗能之和，即：
?(,)(,)3Q i j Q i j P =+?机
又有：?(,)((,)(,))out in Q i j c S W i j W i j =-水 于是，可得制冷机功率P 机，即：
?3(,)(,)((,)(,))((,)(,))out in out in P Q i j Q i j c S W i j W i j c S T i j T i j ?=-=---水水机
根据题中给出的水泵与制冷机功率关系，式（8）成立： 1
/3((,)(,))((,)(,))9
out in out in P P c S W i j W i j c S T i j T i j ==---????泵水水机 （8） 在不考虑水泵效率变化时，理论上水泵所耗功率与流量的三次方成正比，则有如下关系：
3
P x S =?泵 （9）
联立式（8），式（9）可得空调固定水流量为：
S =
=
（10） 将流水量代入式（7）左边得：
(,)3((,)(,))(,)(,))
out in out in Q i j c S T i j T i j c T i j T i j =?-=-水 （11） 对式（7）右边进行整理后，得到：
(,) 1.8((,))((,))(,)n n m e Q i j k F D i j t k F D i j t Q i j Q =?-+-++????top top wall wall （12）
联立式（11）、式（12）得：
(,)() 1.8((,))((,))(,)(,))1.8((,))() 4.552((,))m e i top top n wall wall n out in top top n wall n Q i j Q Q j k F D i j t k F D i j t c T i j T i j k F D i j t k a b D i j t ??+=--+-??=-??--+?+????-??
（13）
其中， 1.2k =top ；4
25.610 (m )6
F ?=top
；0.6k =wall 。
商场的长宽比影响商场表面积(四周外墙面积),进而影响建筑维护传入热量的大小。对不同建筑物,长宽比可以根据实际情况取得。本文设商场长宽比为5/4。
α（[]1.5,2α∈）是节假日人流量与普通工作日人流量的比例。针对不同的α值可
以得到不同人流量，商场人流量冷负荷也随之改变。
x 是3
P x S =?泵中的正比例系数，真实情况相当复杂，需要考虑水管扬程等多种因
素，按照现实信息及经验，可初步设定为一个固定值x 。由文献[5]中数据，本文取0.016x ≈。
已知商场长宽比为5/4，每层面积为：4
25.610a b=
()6
m ?? ，解出：
108.01()a m ≈；86.41()b m ≈
于是得出四周外墙面积：
22() 4.558749()F a b m =?+??≈wall
由假设条件，得知每一季度的商场人流及电气设备冷负荷(,)m e Q i j Q +为定值，但各季度之间不一定相等。由此选取表中夏季商场的已有数据进行求解即可。
在处理数据时，选取对各类温度日均值进行处理的方式计算。
例如，计算2006年6月6日（序号1i =）商场人流及电气设备冷负荷(1,)m e Q j Q +时，由表1知：
(1,)D j =25.8769；(1,)out W j =31.6429；(1,)in W j =28.2286；(1,)out T j =11.1143；(1,)in T j =7.9479， n t =21.6。
由已知数据，代入式（13），解得：
(1,)() 1.8((1,))((1,))(1,)(1,))
1.8((1,))() 4.552((1,))
4200m e i top top n wall wall n out in top top n wall n Q j Q Q j k F D j t k F D j t c T j T j k F D j t k a b D t ??+=--+-??=-??--+?+?????-??
=7.9479)
560001.81.2(25.876921.6)0.6(108.0186.41) 4.552(25.876921.6)64693200
-??
-??-+?+????-??
??
≈
同理，可解得夏季剩余11天的每日商场人流及电气设备冷负荷，如表（2）所示。
由于题意分析得知，夏季商场人流及电气设备冷负荷为定值，因此，取该12天的人流及电气设备冷负荷的平均值即为所求，结果为：
()()()12
1
1,*5056300W 12m e m e i Q Q Q i Q =+=+≈∑
同理，根据附录中所给的数据，可求得同年秋季（9月、10月）商场人流及电气设备冷负荷，其值同样为定值。分析数据知，2006年10月3日为所给数据中唯一节假日日期，由节假日人流量与普通工作日人流量的比例关系以及假设2可求出秋季的e Q ，即为夏季的e Q 值。利用e Q 的值即可解得夏季m Q 及对应人流量。具体求解步骤如下： 文中以10月3日（节假日）、9月27日以及10月19日三天数据为例，求解秋季商场人流及电气设备冷负荷。
Step1：计算式（11）中所需各参数，即求取10月3日（i=13）、9月27日（i=14）和10月19日（i=15）各温度均值，其中，由于10月3号商场温度缺失，文中假设其n t 为设定温度26度即可，下同。另外从10月3号上午10：00到下午15：00的冷却水以及冷冻水的温差变化较大，而下午16：00到晚上20：00的冷却水以及冷冻水的温差基本持平，后者数据不利于计算进行，因此，计算10月3号的各项温度均值时，只取上午10：00到下午15：00的数据进行分析，其分析结果分别见表3、表4、表5。
表5 10月19日各温度参数均值
Step2：将Step1计算结果代入式（13），分别求出(13)m e Q Q +、(14)m e Q Q +和
(15)m e Q Q +。即：
)(13)(13) 1.8((13,))((13,))(13,)(13,)1.8((13,))() 4.5
52((13,))m e n n out in n n Q Q Q k F D j t k F D j t c T j T j k F D j t k a b D j t ??+=--+-??=-??--+?+????-??
top top wall wall top top wall 代入数据得：
()
(13)42008.6455)
560001.8 1.2(23.861526)0.6(108.0186.41) 4.552(23.861526)64013200W m e Q Q +=-??
-???-+?+????-??
??
≈
同理，可得：
()(14)3693800W m e Q Q +≈ ()(15)4002500W m e Q Q +≈
Step3：根据节假日人流量与工作日人流量比值α，计算秋季商场商场（E ）的冷负荷e Q 。
因为(13,)(14,)N j N j α=?，并且题意中取顾客设计冷负荷为30W ； 所以有：(13)(14)m m Q Q α=?，则：
()(13)(14)1(14)401320036938001591600m e m e m Q Q Q Q Q α????+-+=-≈-≈????（14）
取2α=时，代入式（14），得：
()(14)319420W m Q ≈；()3374400W e Q ≈
同理，解得：
当2α=时，()(15)10760W m Q ≈；()3991700W e Q ≈。
最后，取这两天当2α=时所求得的e Q 的均值做为所求秋季商场（E ）的冷负荷，即：
()()1
337440039917003683100W 2
e Q ≈
+≈ 由于[]1.5,2
α∈且对于不同的α值，有不同的商场（E ）的冷负荷e Q 。分别以1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2α=为例，解得的商场（
E ）的冷负荷e Q 见表（6）所示。 表6 商场（E ）的冷负荷计算结果
Step4：基于假设2E ）的冷负荷e Q 也为夏季商场（E ）的冷负荷。根据Step3求解结果及上述求出的夏季商场（A ）和（E ）的冷负荷总值，利用不同α对应的不同的商场（E ）的冷负荷，可以分别计算夏
季商场（A ）的冷负荷。满足下式：
()5056300m e Q i Q +≈ 其中1,2,3,,12i = ，即：
()5056300-m e Q i Q ≈ （15）
例如当2α=时，由表（6）中计算结果知()3683100W e Q ≈，代入式（15）得：
()()5056300-505630036831001373200W m e Q i Q ≈≈-≈
从而得到夏季数据可以算出夏季商场（A ）的冷负荷以及平时人流量和节假日人流量。
同理，分别以 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2α=为例，解得的夏季商场（A ）及（E ）冷负荷计算结果见表（7）所示。
3.2以人流量与环境温度为变量的商场冷负荷表达式 3.2.1 问题分析
根据题意，可以计算出从外部辐射进商场的冷负荷，即(,)t Q i j 。在问题1的解决过程中，我们已经得到商场冷负荷与商场中央空调系统制冷量的平衡方程，方程的右侧即为问题2需要推导的商场冷负荷函数表达式。影响商场冷负荷的因素有很多，其中主要是商场人流量、商场外环境温度等；冷负荷误差产生的原因主要包括：对商场电气设备热量e Q 为衡量的假设；对商场长宽比a:b 的设定；对新风负荷(,)Q i j new 的估定；对人流量比例α的估定；对商场外部实际环境温度(,)D i j 的测定等。本节将提出以人流量
(,)N i j 与环境温度(,)D i j 为变量的商场冷负荷表达式，并用商场已有数据对冷负荷误差
进行验证。 3.2.2 模型假设
所有假设均与问题1假设相同（从略）。 3.2.3 符号说明
(,)Q i j ：第i 日期j 时商场冷负荷；
(,8)Q i ：第i 日期商场开始营业前的冷负荷，即商场初始冷负荷；
T h ：商场内温度误差范围；
N h ：商场短时段进出商场的人流量的误差范围；
Q h ：商场冷负荷的误差范围； 其它假设与问题一相同（从略）。 3.2.4 模型建立
根据附式1 ， 可以表示出各子因素的冷负荷： 1.从外部辐射进商场的冷负荷：
(,)((,))((,))t n n Q i j k F D i j t k F D i j t =-+-top top wall wall
2. 商场人流量冷负荷：
(,)30(,)m Q i j N i j =
3.新风冷负荷：
(,)0.8(,)t Q i j Q i j =?new
4.电气设备冷负荷：e Q 为常量。
由题意分析，商场冷负荷可以视为一个分段函数：分段点为商场营业开始时间，在开始营业前，室内无顾客，商场初始冷负荷与人流量无关，即商场营业前冷负荷是只与商场外温度相关的，此时第i 日期初始冷负荷可以表示为：
(,8)(,8)i t Q i c V D Q i ρ=+ 空气空气 （16）
其中：i D =(,8)n D i t -；26n t =；
(,8)((,8))((,8))t n n Q i k F D i t k F D i t =-+-top top wall wall ；
()()2 4.5545F a b a b =?+??=?+wall ；
整理得到：
(,8)((,8))((,8))((,8))n n n Q i c V D i t k F D i t k F D i t ρ=-+-+-top top wall wall 空气空气 （17）
其中，室内空气所带热量看成是一次性的，即营业前一次被空调冷气抵消而在营业后无需考虑。
在商场开始营业后，人流量与外部温度成为商场冷负荷函数的两个核心变量，此时的总冷负荷可表示为：
(,)(,)(,)(,)t m e Q i j Q i j Q i j Q i j Q =+++new 0.8*(,)(,)(,)t t m e Q i j Q i j Q i j Q =+++
1.8[((,))((,))]30(,)n n e k F D i j t k F D i j t N i j Q =?-+-++top top wall wall （18）
联立式（17）、（18），即可得本题需要推导的以人流量与环境温度为变量的商场冷负荷函数表达式（19）：
((,8))((,8))((,8))8(,) 1.8[((,))((,))]30(,)820
n n n n n e c V D i t k F D i t k F D i t j Q i j k F D i j t k F D i j t N i j Q j ρ-+-+-=??
=???-+-++≤≤?
top top wall wall 空气空气top top wall wall （19）
3.2.5 冷负荷函数误差分析
对冷负荷进行误差分析，即是对式（19）进行误差分析。在式（19）中，商场冷负
荷只与该商场冷负荷的函数表达式中的自变量有关，即只与比较短的时段内进出商场的人流量和外部环境温度有关。分别对这两个自变量的误差分析进行讨论：
1、对短时段内进出商场的人流量的误差分析：
此时假设因外部环境温度引起的误差为0，因短时段内进出商场的人流量误差为
N h ，则此时商场内的人流量范围为：
()()(,)1(,)(,)1N N N i j h N i j N i j h '?-<
当8j =时，对式（19）有：
(,8)((,8))((,8))((,8))n n n Q i c V D i t k F D i t k F D i t ρ=-+-+-top top wall wall 空气空气 式中与(),N i j 没有直接关系，此时商场冷负荷的误差为0。
由于对进出商场的人流量均是在短时段内进行分析的，所以对当8j =时对进出商场的人流量的分析没有实际意义，可以忽略不做讨论。
当(]8,20j ∈时，商场的冷负荷表达式为：
(), 1.8[((,))((,))]30(,)n n e Q i j k F D i j t k F D i j t N i j Q =?-+-++top top wall wall 此时，有：
()min , 1.8[((,))((,))]30(,)(1)n n N e Q i j k F D i j t k F D i j t N i j h Q =?-+-+?-+top top wall wall （20） ()max , 1.8[((,))((,))]30(,)(1)n n N e Q i j k F D i j t k F D i j t N i j h Q =?-+-+?++top top wall wall （21）
其误差范围Q h 即为：
()()()
()
()()()
()
max
min
,,,,100%100%,,Q
Q i j Q i j Q i j Q i j h Q i j Q i j --=
?=
? （22）
联立式（20）、式（21）和式（22）即可得到误差范围Q h 为：
30(,)100%1.8[((,))((,))]30(,)N
Q n n e
N i j h h k F D i j t k F D i j t N i j Q ??=±
??-+-+?+top top wall wall （23）
2、对外部环境温度的误差分析：
此时假设因进出商场的人流量引起的误差为0，因外界环境温度的误差为T h ，则此时外界环境温度的范围为：
()()(,)1(,)(,)1T T D i j h D i j D i j h '?-<
当8j =时，对式（19）有：
(,8)((,8))((,8))((,8))n n n Q i c V D i t k F D i t k F D i t ρ=-+-+-top top wall wall 空气空气
此时，有：
min (,8)((,8)(1))
((,8)(1))((,8)(1))
T n T n T n Q i c V D i h t k F D i h t k F D i h t ρ=?--+?--+?--空气空气top top wall wall （24）
max (,8)((,8)(1))
((,8)(1))((,8)(1))
T n T n T n Q i c V D i h t k F D i h t k F D i h t ρ=?+-+?+-+?+-空气空气top top wall wall （25）
联立式（22）、式（24）和式（25）即可得到其误差范围Q h 为：
(,8)100%(,8)T
Q n
D i h h D i t ?=±
?- （26）
当(]8,20j ∈时，商场的冷负荷表达式为：
(), 1.8[((,))((,))]30(,)n n e Q i j k F D i j t k F D i j t N i j Q =?-+-++top top wall wall 此时，有：
()min , 1.8[((,)(1))((,)(1))]30(,)T n T n e Q i j k F D i j h t k F D i j h t N i j Q =??--+?--++top top wall wall （27） ()max , 1.8[((,)(1))((,)(1))]30(,)T n T n e Q i j k F D i j h t k F D i j h t N i j Q =??+-+?+-++top top wall wall （28） 联立式（22）、式（27）、和式（28）即可得到其误差范围Q h 为：
1.8((,))()
100%1.8[((,))((,))]30(,)T Q n n e
D i j h k F k F h k F D i j t k F D i j t N i j Q ???+=±
??-+-++top top wall wall top top wall wall （29）
3.2.6 冷负荷函数误差验证
在上一小节，对式（19）分别以比较短的时段内进出商场的人流量和外部环境温度的误差变化所引起的商场冷负荷误差范围，进行了分析与定性计算，取用2006年8月28日的部分数据进行验证。
(1) 短时段内进出商场人流量的误差分析验证
取2006年8月28日上午11：00的数据进行验证，有26.4n t =，
(12,11)34.7236.7D =+=，其他数据由3.1节所得数据给出，假设10%N h =，(12,11)51278N =，则有：46150(12,11)56406N '<<，由式（23）可得：
30(,)100%
1.8[((,))((,))]30(,)30512780.1
100%1.8[1.256000/6(36.726.4)0.68749(36.726.4)]305127835180002.87%
N
Q n n e
N i j h h k F D i j t k F D i j t N i j Q ??=±??-+-+?+??=±
????-+??-+?+≈±top top wall wall
设(12,11)50000N '=（人）
，此时其误差范围由式（23）解得： 30(,)100%1.8[((,))((,))]30(,)30500000.1
100%1.8[1.256000/6(36.726.4)0.68749(36.726.4)]305000035180002.8%
N
Q n n e
N i j h h k F D i j t k F D i j t N i j Q '??'=-?'?-+-+?+??=-
????-+??-+?+≈-top top wall wall
由[]2.8% 2.87%, 2.87%-∈-+知，该误差范围基本合理。
同理，对于合理的外界温度和人流量进行假设，利用题目给出的夏季其他日期不同时段的数据同样，可以验证该误差范围的合理性。
(2) 外部环境温度的误差分析验证
当8j =时，取2006年8月28日上午8：00的数据，有(12,8)30.3232.3D =+=，
26n t =，假设10%T h =，则有：29.07(12,8)35.53D '<<，由式（26）可得：
(,8)32.30.1
100%100% 5.127%(,8)32.326
T Q n D i h h D i t ??=±
?=±?=±--
设 (12,8)34D '=，此时其误差范围由式（26）解得：
(,8)340.1100%100% 4.25%(,8)3426
T Q n D i h h D i t '??'=?=?='--
当(]8,20j ∈时，取2006年8月28日上午11：00的数据，有：26.4n t =，
(12,11)34.7236.7D =+=，假设10%T h =，(12,11)51278N =，其他数据由3.1节所得数
据给出，则有：33.03(12,11)40.37D '<<，由式（29）可得：
1.8((12,11))()
100%
1.8[((12,11))((12,11))]30(12,11)1.8(36.70.1)(1.256000/60.68749)
1.8[1.256000/6(36.726.4)0.68749(36.726.4T Q n n e
D h k F k F h k F D t k F D t N Q ???+=±??-+-++????+?=±
???-+??-top top wall wall top top wall wall 100%)]305127835180002.04%
?+?+≈±
设(12,11)34D '=，此时其误差范围由式（26）解得：
1.8((12,11))()
100%
1.8[((12,11))((12,11))]30(12,11)1.8(340.1)(1.256000/60.68749)
1.8[1.256000/6(3426.4)0.68749(3426.4)]T Q n n e
D h k F k F h k F D t k F D t N Q '???+'=-?''?-+-++????+?=-
???-+??-top top wall wall top top wall wall 100%305127835180001.9%
?+?+≈
由上述计算结果看出，其误差范围在±5%左右，基本合理，。
对于合理的外界温度和人流量进行假设，利用题目给出的夏季其他日期不同时间的数据，同样可以验证该误差范围的合理性。
3.3 夏季商场节能温控模型及其节能控制策略
3.3.1问题分析
本题是在问题2的基础上，进一步考虑建立保持夏季商场内部温度稳定的数学模型，达到既使商场内温度尽可能稳定在设计值，又尽可能节能的要求。
由题意知，在中央空调中，可以控制的独立对象除冷却水和冷冻水的流量外，每台制冷机可以随时运行或停机。
根据问题1中所分析的商场冷量需求平衡方程，可建立考虑恒温与节能的目标规划模型，其中目标变量有：冷却水流量、冷冻水流量、冷却水进水温度、冷却水出水温度、冷冻水进水温度、冷冻水回水温度、制冷机开启数量等。本文所讨论的节能仅限于中央空调系统自身耗能的减少，因此，节能目标即为空调自身耗能最小，恒温作为模型的约束，通过设定室内温度的变化范围，可以得到多组空调运行控制策略或方案。
3.3.2符号说明
n：制冷机运行数量（13
n
≤≤）；
S：单个冷却水水泵流量；
1
S：冷冻水水泵流量；
2
S：单个水泵最大水流量；
max
W：冷却水出水温度；
out
W：冷却水进水温度；
in
T：冷冻水回水温度；
out
T：冷冻水进水温度；
in
D：商场外平均温度；
out
D：商场内平均温度；
in
?：水泵功率与流量正比例系数；
β：商场内部温度与设计温值差；
Q：商场空调平均制冷量；
其它使用符号与问题1相同（从略）。
3.3.3模型建立
根据问题1中所得商场冷量平衡方程，以及问题2推导出的冷负荷表达式，可以建
空调节能改造方案
空调节能改造方案 1
深圳市碳战军团投资技术有限公司 开平威尔逊酒店 中央空调节能改造方案 草稿完成日期：二〇一 〇年六月十七日 文档编号：开平威尔逊酒店中央 空调节能改造方案1 作者： 卓毅
目录 第1章中央空调系统概况....................................................................................................................... . (3) 第2章威尔逊酒店中央空调原系统分析........................................................................................................................ 3 第3章中央空调系统节能改造的具体方案 (4) 3.1中央空调系统的运行参数.............................................................................................................. . (4) 3.2空调水泵变频改造方案.............................................................................................................. .. (4) 3.2.1 控制原 理............................................................................................................. (4)
暖通空调节能设计分析
暖通空调节能设计分析 随着我国经济的快速发展和科技水平的提高，国民生活生活方式和生活水平得到改善，生活质量有了很大提高。暖通空调工程关系到居民的生活冷暖，关系到整个国民的身心健康，同时也和我国的能源，生态，环境等方面有着十分密切的联系，近些年来，建筑暖通空调在为国民生活质量的提高带来动力的同时，也造成了很大的能源消耗，在建筑整体能源消耗中占据着很大的比重，并且有逐年上升的趋势。在我国面临着严峻的能源危机的背景下，降低社会能源消耗，已经是我国经济可持续发展的必然举措，暖通空调工程的节能减排是我国整个节能减排体系中的重要环节，做好建筑暖通空调工程节能设计，有助于降低整个建筑能源消耗，有助于我国节能减排政策的贯彻落实，有助于进一步提升居民生活质量，有助于我国可持续发展战略的推行。笔者将从暖通空调工程设计存在的问题作出分析，对暖通空调工程的节能设计原则作出探讨，并提出暖通空调节能设计的方案。 标签：暖通空调，工程，节能设计 引言 改革开放以来，我国的经济步入了高速发展的时期，但在经济繁荣的同时，也造成了巨大的能源消耗，近些年来，能源紧张，生态破坏等一系列问题开始出现，不仅仅影响到了居民的生活，更严重威胁到了我国经济的可持续增长，对我国可持续发展战略的贯彻落实造成了很大的负担。随着国民素质的提高，节能环保理念日渐深入人心，暖通空调工程是我国重要的能源消耗点之一，在很长一段时间，暖通空调工程设计都坚持经济效益至上的出发点，为了降低施工成本，很大程度的缩短了工程设计周期，很多环保节能相关的细节都没有得到有效的处理，对节能设计的忽视，使得整个暖通空调系统在运行时候能源消耗量大，大大增加了整个建筑中的能量消耗，增加了我国的能源负担。 1暖通空调节能设计在建筑设计中的优化 1.1将节能设计融合到整体建筑设计中 目前的很多建筑为了追求视觉上的美感，大量使用玻璃幕墙和玻璃顶棚，而这些材料的保温性能相对较差，这就加大了建筑使用过程中的能源消耗量。好的围护系统是可以锁住室内能量的，从而大大降低建筑总能耗量，达到节能减排的目的。暖通空调的节能设计根据这个原理，从建筑设计着手，尤其是的屋顶导热系数及外墙导热系数的设定上，设计人员应积极听取暖通专业人员建议，参考暖通专业人员意见，在不是很大程度影响建筑方案的基础上，做出暖通空调的节能设计，还要尽量避免建筑方案中的硬伤，这就要求设计人员在设计时做严谨周密的计算和考虑。 1.2采用复合供暖系统
中央空调节能改造方案书
中央空调节能改造方案书 一、改造实例及节电效果 1、最早进行该项技术开发的厂家 我司专业从事变频器技术开发及综合应用节能工程改造、变频器进行稳压、调速自动化。投入大量人力、物力对注塑机进行变频器技术、节能改造的研发，已稳定在市场立足五年。 10000多台注塑机、空压机、中央空调的改造，使我公司工程师积累了丰富的现场实际操作经验及各种异常情况处理的经验，可确保在改造或使用过程中发生的各种异常现象和故障在最快的时间得到处理。 2、已改造的部份厂家资料及节电效果 至今我司已改造过的机器有10000多台，现提供以下资料，仅供贵司参考：
二、中央空调节能概述 在中央空调系统中，冷冻泵和冷却泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的中央空调系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运往地，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，胵水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。 实践证明，在中央空调的循环系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。 三、中央空调节能原理 中央空调上的水泵和风机的运行工况由负荷情况决定，根据流体力学理论，电机轴功率P和流量Q、压力H之间的关系为 P=K*H*Q/η 其中K为常数； η为效率。 它们与转速N之间的关系为 Q1/Q2=N1/N2 H1/H2=（N1/N2）2 P1/P2=（N1/N2）3
图中曲线1为风机在恒速下压力 H和流量Q的特性曲线，曲线2是 H 管网风阻特性（阀门开度为100%）。H2 假设风机在设计时工作在A点的效 率最高，输出风量Q1为100%，此 时的轴功率P1=Q1*H1与面积AH10Q1 成正比。根据工艺要求，当风量需 从Q1减少到Q2（例如70%）时，如 采用调节阀门的方法相当于增加了 管网阻力，使管网阻力特性变到为 曲线3，系统由原来的工况A点变 到新的工况B点运行，由图中可以 看出，风压反而增加了，轴功率P2 与面积BH20Q2成正比，减少不多。 如果采用变频调速控制方式，将风机转速由N1降到N2，根据风机的比例定律，可以画出在转速N2下压力H和流量Q特性如曲线4所示，可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3将大幅度降低，功率P3（相等于面积CH30Q2）也随着显著减少，节省的功率△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比，节能的效果是十分明显的。 由流体力学可知，风量Q与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比，当风量减少，风机转速下降时，起功率下降很多。 例如风量下降到80%，转速也下降到80%时，则轴功率下降到额定功率的51%；如风量下降到50%，功率P可下降到额定功率的13%，当然由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使这样，节能的效果也是十分明显的。 因此在有风机、水泵的机械设备中，采用变频调速的方式来调节风量和流量，在节能上是一个最有效的方法。 四、中央空调节能方案实例 爱普生深宝工厂中央空调机组的水泵组一共有4台30KW电机，在正常情况下，一般用三台水泵给中央空调机组供水，一台备用。
楼宇暖通空调系统节能技术分析
楼宇暖通空调系统节能技术分析 摘要楼宇中的暖通空调系统是消耗能源比较多的系统，所以相关人员会将其作为建筑节能降耗的重要对象，可应用在暖通空调设备中的节能技术和降耗措施有多种，相关人员可综合利用这些技术和措施来达到节能目的。如此，建筑整体对能源的利用效率也会提高不少，当然空调节能是在其功能满足、楼宇室内环境良好的前提下实现的，相关人员要注意这一点，并注意将节能技术和措施落实到暖通空调中。 关键词楼宇；暖通空调系统；节能 暖通空调系统可以从变频调速或风量调节等方面入手，来减少能源的消耗量，也可以从能源方面入手，以自然可再生能源代替不可再生能源来使能源可持续利用。本文主要针对楼宇暖通空调系统节能技术进行分析。 1 楼宇暖通空调系统节能技术 1.1 冰蓄冷空调节能技术 在建筑楼宇中，昼夜温差大，对暖通空调的需求不同，且楼宇昼夜的用电需求也是不同的，对于这种能源消耗不均衡现象，相关人员可以将其作为能源节约的突破点，通过平衡空调系统的负荷量来达到降低能耗[1]。白昼用电量要远远大于夜晚，暖通空调用电也是如此。白天暖通空调的运行荷载比较多，如果能利用夜晚储存的冰冷量，则这些负荷量可以被抵消一部分。夜晚的冰冷量全是由彼阶段电能资源转化而来。如此整座建筑楼宇的电能综合使用率会提高，运用了这种方式的空调被称之为冰蓄冷空调，这种空调还可以使用电低谷的电能资源在实现经济效益同时具备很强的开发潜力，整个空调系统的能源负荷也会得到均衡，这意味着空调设备负荷运行影响会减少，空调的使用时间也会变长。虽然这种空调节能方案初次投入比较大，但其在运行期间既可以节能降耗，还会减少成本，所以相关人员可以将其作为暖通空调系统节能的重点改进对象，使其总成本更低。 1.2 变风量节能技术 该种节能技术的适应性和灵活性比较强，能针对不同的温湿度环境，自动调整空调送风量，进而满足该环境的温湿度需求。在室外温差特别大时，该空调节能技术还可以自动灵活调节室内总空调系统的状态，以减少温差。变风量调节技术是在定风量技术基础上改进而来，相比后者，变风量技术的节能效果很显著，所以这种技术已经被应用到暖通空调系统中。 1.3 变频调速节能技术 这种技术主要针对暖通空调系统中的风机电机，通过改变其运行频率来调整
中央空调系统节能分析
中央空调系统的节能分析 翟少斌孙文哲付秉恒张立华 （上海海事大学上海2007813） 摘要随着能源的紧缺及公用及商用建筑中央空调的高速发展，对中央空调系统的节能改造途径的研究变的非常重要，尤其是中央空调制冷系统在部分负荷下运行状况。本文分别对空调冷热源系统，空调机组及末端设备，水或空气输送系统进行分析，其中特别设计一种含有射流装置的回水循环系统。 关键字节能中央空调系统射流装置 The analyses of energy conservation in Air-conditioning System Zhai Shaobin Sun Wenzhe Fu Bingheng Zhang Lihua （Shanghai Maritime University, Shanghai,2007813） Abstract: As the scarcity of energy and the rapid development of air-condition system in public and commercial buildings ,the approach of saving energy has become very important in air-condition system, it is more important when the air-condition system works in part .This article analyses the air-condition system of cold and heat source,the air-condition units and the water and air feeding system .we especially design a backwater circular system with jet pump . Keywords: energy conservation air-condition system jet pump 1 引言 在当今世界上充满着“能源紧缺”的时刻，“节能”问题已成为世界各国最关心的首要问题，也是我国政府和研究部门广大科学工作者探计中最注重的一环。一些发达国家空调工 程的能耗，已占据建筑物总能耗的60~70%。我国也占据50~60%[1]。 一般空调制冷系统的设计都是以最大负荷为设计工况，但在实际运行中，所有的因素综合与设计工况相符合的情况是比较少的，因此空调制冷系统常常会在部分负荷下运行。据统计，空调制冷系统在满负荷情况下运行只占20~30%，在70~80%的时间是在部分负待下运行。这就给空调设计工程师们提出了一个新问题，在部分负荷运行情况下如何设计才能使空 调制冷系统符合节能的原则。这比在设计工况下提出能耗指标更为重要[2]。 中央空调节能途径主要有以下两个方面:一是依靠科学的运行管理方法;二是系统自身,采用合理的设计方案,并考虑部分负荷下运行的节能问题。 中央空调系统的能耗一般包括三个部分,即: 1)空调冷热源系统； 2)空调机组及末端设备； 3)水或空气输送系统。
中央空调水泵节能方案
中央空调水泵节能方案 作者admin来源浏览249发布时间08/06/25 中央空调水泵节能方案 1、中央空调运行控制方法分析 中央空调系统设计首先是根据室外气象参数和室内空调设计参数计算冷负荷，按分区结构特点，根据产品样本选择相应的设备，组合成一个系统。但空调系统绝大部分时间是在不满负荷的情况下工作。在不满负荷工作的控制方式不合理,系统能效比会大大降低。现在空调系统在运行调节方式上，风水系统主要是阀门（手动、自动阀门调节），主机利用卸荷方式,而这些方式是牺牲了阻力能耗来适应末端负荷要求，造成运行成本居高不下。 若采用变频控制，能量的传递和运输环节控制为变水量（VWV ）和变风量（VAV）,使传递和运输耦合并达到最佳温差置换,其动力仅为其它控制系统的30-60% ,而且节能是双效的，因为对制冷主机的需求能耗同时下降。主机采用变频节能控制，保持设计工况下的制冷剂运动的物理量（如温差、压力等）变化，节能较其它调荷方式明显，如约克（YORK ）的YT型离心式冷水机组,配置变频机组在部分负荷下能效比可降至冷吨，可见变频控制方式在 空调系统中应用前景十分广阔。 过去在中央空调系统中应用变频技术为什么推广难呢？可能是价格的原因吧？在变频技术、计算机自动化控制技术非常成熟的今天，用此技术与暖通空调专业技术相结合，它并不是一门高价的技术,在小功率空调中其经济性都可承受，在中央空调系统中更不应该成问题:（1）中央空调运行时间更长，节能问题更突出；（2）变频控制在整个系统中所占的造价比例不高；（3）变频控制器的容量越大, 每千瓦功率单价越低。 中央空调系统采用变频器是可行的，其投资回收一般在6 ~ 12个月以变频控制器使用寿命10年计, 其净收益在10倍投资额以上。 2、中央空调调速节能原理制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将
中央空调节能改造可行性方案
筑 龙 网 w w w . z h u l o n g . c o m 中央空调节能改造可行性方案 随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，中央空调已进入宾馆、饭店、工矿企业、办公楼等各领域。常规中央空调系统是按照最大冷热负荷进行选型设计。而全年最热及最冷的天气只有几天，因而中央空调大多数时间是在低于机组额定负荷即部分负荷状态下运行，造成了电能极大的浪费，随着科技的发展，变频器已广泛应用于各行各业，其价格便宜，技术成熟，特别是对风机、水泵的节能改造目前已在工业领域中广泛推广，其平均节电在30%以上。 一、中央空调节能最佳方法 由于中央空调主要设备是风机水泵，所以节能最佳方法就是采用变频器。目前大多数中间空调还采用以往旧的控制方式，即：通过改变压缩机机组、水泵、风机启停台数，以达到调节温度的目的。 该调节方式缺点集中表现为如下几点： ● 设备长时间全开或全闭，轮流运行，浪费电能惊人。 ● 电机直接工频启动，冲击电流大，严重影响设备使用寿命。 ● 温控效果不佳。当环境或冷热负荷发生变化时，只能通过增减冷热水泵的数量或使用挡风板来调节室内温度，温度波动大，舒适感差。 中央空调采用变频器后有如下优点： ● 变频器可软启动电机，大大减小冲击电流，降低电机轴承磨损，延长轴承寿命。 ● 调节水泵风机流量、压力可直接通过更改变频器的运行频率来完 成，可减少或取消挡板、阀门。 ● 系统耗电大大下降，噪声减小。 ● 若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。 ● 系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控。 二、供水系统变频节能改造 无论是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组不能控制，而这部分的成本是相当高的，却通常被人忽视了。尤其是溴化锂机组，在额定状态制冷运用行时，机外水泵、冷却塔的电机耗电量约占总体能源消耗成本的30%（以每公斤油2元、每度电1元计算）。无论从环境保护角度还是用户切身利益角度，都应将中央空调系统设计成最节能的系统。采用变频器来控制机外水泵电机、冷却塔电机是最简单、最有效的节能措施。一般情况节电20%~50%，每年可节省机组及系统总运行费用的12%~20%，十分惊人。
浅谈中央空调系统节能改造和运行管理
浅谈中央空调系统节能改造和运行管理 合理的方式来节约空调的能耗,既节约资源、保护环境,又可以避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可以减少空调运行费用的开支，空调节能是一件利国利民的好事 标签空调系统；优点；节能措施 1 中央空调系统简述 我国是一个人均能源相对贫乏的国家，人均能源占有量不足世界水平的一半，随着我国经济的快速发展，我国已成为世界第二耗能大国，但能源使用效率普通偏低, 造成电能浪费现象十分严重。尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容，但仍赶不上用电量增加的速度，供电形势严峻, 节能节电已迫在眉睫，在当今世界上充满着“能源紧缺”的时刻，“节能”问题已成为世界各国最关心的首要问题，也是我国政府和研究部门广大科学工作者探计中最注重的一环，各国政府都积极地颁布“节能”的法令、法规，已把节能问题列入考察监定和衡量一个建筑工程优劣的首要标准之一。一些发达国家空调工程的能耗，已占据建筑物总能耗的6O~70%。我国也占据50~60%，所以，如何在空调工程设计与运行中节能，已成为广大暖通空调与建筑专业设计工程师和运行管理人员的迫切任务。我国能源方针是“节能，与能源开发并重，并把节约能源放大优先的地位。空调工程的节能主要包括:节电、节水、节省冷量和热量.而空调制冷系统的能耗据考核已占空调工程能耗的一半以上，中央空调系统有主机和末段系统。按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式、混合式(一次回风二次回风)。主要组成设备有空调主机(冷热源) 风柜风机盘管等等；中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统，中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。据统计，我国建筑物能耗约占能源总消耗量的30%。能源是发展国民经济的重要因素，我国近年来能源短缺的现实，已经迫使我们要把节能问题提到一个重要的位置上来。我们已经进入了一个可持续发展的新世纪－21世纪，人类的生活更加依赖于技术的进步，建筑作为人类生活息息相关的物质产品，每一次变革和技术进步都伴随着新材料、新技术的成功应用，空调系统的产生及发展就是这种技术进步的直接产物。而人类高质量的生活环境总是以牺牲现有的能源为前提。我国的建筑能耗约占总能耗的四分之一，居能耗之首，而建筑能耗的大部分又被建筑内部的采暖和空调系统所消耗。所以采暖空调系统的节能问题已经迫在眉睫，在有中央空调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能耗的70%，而且呈逐年增长的趋势。因此，如何高效利用中央空调系统的能源和节能就成为迫切需要解决的问题。 2 中央空调系统的节能优点 经济节能：主机由微电脑控制，每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区
现用暖通空调节能设计措施探讨 胡敏
现用暖通空调节能设计措施探讨胡敏 发表时间：2018-05-23T15:10:19.763Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第35期作者：胡敏 [导读] 从而真正地实现节约能源的目的。本文分析了暖通空调节能设计措施。 武汉欣瑞嘉源机电设备有限公司湖北省武汉 430034 摘要：现在人们的物质生活水平变得越来越高，为了能够享受更好的舒适的室内温度，人们开始越来越多地选择空调。现在空调已经广泛的应用到了人们的工作和生活中，空调在方便了人们生活的同时，也出现了不断攀升的能耗量。空调和采暖在我国建筑能源消耗中占据了非常大的比例，尤其是采暖过程具有非常大的能耗量，但是很难真正的获得理想的舒适度。现在在空调发展过程中的一个非常关键的方面就是建筑暖通空调的节能，因此必须要不断的优化空调的节能设计，从而真正地实现节约能源的目的。本文分析了暖通空调节能设计措施。 关键词：暖通空调；节能优化；设计方法 目前，我国资源已成紧张之势，而建筑消耗又现对较大。在建筑能源消耗过程中，空调系统的耗电量占整个工程的半数以上，因此在暖通空调设计过程中使用节能设计是降低建筑能源消耗的重要手段。 1建筑暖通空调的节能设计原则 1.1节能性原则 在目前的节能理念下，除了满足人们在暖通空调的使用下的舒适感之外，最重要的还是暖通空调的节能设计，这也是它最基本的目标和原则。所以，二元论的提出就很好的协调了两者之前的平衡。针对一些技术型的建筑工程，它可以在节能减排的同时达到人们对使用环境下的温度和湿度的要求，完善了暖通空调的节能建设发展。 1.2低碳原则 过量的二氧化碳排放不仅对我们的生活环境和周围的空气造成严重的污染，而且对人们的身体健康也会造成极大的威胁。在暖通空调工程的建设过程中，低碳理念是设计工作者需要在实际操作中贯彻到底的。为了解决暖通空调能源消耗巨大的问题，将其严格控制在一定范围之内，相关人员必须对此进行深入的探讨，在设计中要完善二氧化碳的污染处理，提高排风设计水平的能力。 1.3可循环原则 循环理念是节能环保理念中的一个重点，在暖通空调节能设计技术的操作中，遵循可循环原则能够更好的达到节能的目的。比如说，在暖通空调节能设计时采用带热回收的空调机组预热新风，进行热回收的处理；尽可能的使用地源热泵系统来重复利用能源；利用冰蓄冷技术来增强能源使用能力。这些循环的手段降低了暖通空调的运行成本，从而实现了节能的目标。 2暖通空调节能设计措施 2.1合理操纵冷热负荷设计 有效控制冷热负荷设计是暖通空调节能减排的关键。为了更好地调整暖通空调系统在使用时的状态，让其能够达到最优状态，就必须在系统设计的参数方面进行科学合理的选择，对其冷热负荷设计情况有一个准确科学的操纵，从而尽可能的缓解暖通空调系统在使用过程中产生巨大能源消耗的局面。 2.2空调风系统的节能减排设计 暖通空调设计中，对湿度、温度和运行时间的需求会根据不同区域而改变，因此要通过系统实际运行的区分进而对各个区域划分。因冷热负荷不同的区域和不同的要求，即便是在相同暖通空调系统内，也会存在很大的偏差，且工作环境与区域的差异对满负荷运行时间也有改变，因此一定要采取建筑的部分、满负荷运行的综合性考虑。对不同区域的湿度、温度进行分别控制。所以以变风量作为空气调节机组的选择为最佳同时选取变频送风机或多速送风机。对于室内的风量变化，暖通空调变风量系统可以精确调节，同时对于系统的总风量也能准确确定，以此将风机容量与能耗减低。 2.3采用蓄冷系统 由于我国各地方经济发展不均衡，使得各地区之间存在着电负荷峰谷差较大的问题，用电高峰时电力工而普遍不足，而低谷时电力又供应过剩。因此，在部分实施峰谷电价的地区可采用低电价时区利用冰蓄冷系统储存冷量，然后在高电价区对冷量进行释放，有效调节电负荷峰谷差，从而带动社会经济的发展。 2.4太阳能利用技术 太阳能利用技术分为主动式太阳能利用技术和被动式太阳能利用技术。被动式太阳能利用技术主要是通过合理布置太阳能房的建筑方位，利用专门的建筑设备通过自然热交换的形式获取并利用太阳能的技术。被动式太阳能利用技术具有结构简单、造价低廉的特点，且在实施过程中不需要其他任何辅助能源，因此在建筑节能减排设计中应用较为广泛。但是被动式太阳能房的稳定性不高，节能效果不是很理想，因此越来越多的人们更倾向发展主动式太阳能利用技术，这种技术主要是利用性能稳定的太阳能集热板、集热墙和光电板等发电。虽然主动式太阳能利用技术造价高，但其性能稳定，节能效果更好。 2.5热泵技术 热泵也就是将自然的热能进行合理的利用，使其作为主要的热源，通过压缩机进行热源的转化，使其成为高温热能。所以，热泵技术在暖通行业的应用力度是比较大的。一般情况，热泵技术的主要特点是能够将自然河流的低温热能进行充分的利用，对于日常的低温热能进行充分的利用。目前，我国比较节省的能源能够实现对供给设备能源的提升，从而最大限度的提升天然气的利用度。热泵技术能够展现相应的热能和制冷效果，在特殊的情况下，实现逆向运用，从而能够实现其热源和冷源的共同使用。另外，通过对热泵技术的充分运用，能够降低能源的消耗量，实现对空气和环境的排放。热泵技术能够将节能作用实现的比较好，从而提升企业的社会效益，推动其稳定的发展。 2.6科学采用空调的冷热源设计 暖通空调系统在进行冷热源设计工作的过程中，会受到外界诸多因素的影响。为了更好的发挥冷热源的作用，需要采用一些有效的换
中央空调节能自控系统改造方案设计
1.1空调自控系统改造方案 1.1.1控制设备范围 一套制冷系统中的制冷机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、相关 阀门、膨胀水箱、软化水箱等。 1.1.2空调自控系统 1.1. 2.1.监测功能信息采集优化 A通过冷机通讯接口读取（包括但不限于）以下参数： 冷水机组运行状态、故障报警状态 冷冻水供/回水温度、冷却水供/回水温度 冷冻水温度设定值 运行时间、压缩机运行电流百分比、压缩机运行小时数、压缩机启动次数、蒸发温度、冷凝温度、蒸发压力、冷凝压力。 B冷冻水系统 冷冻水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷冻水补水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷冻水供回水管温度、水流量反馈(AI) 冷冻水泵进口、出口分支管压力(AI) 冷冻水供回水环网压力、冷冻水供回水环网间压差反馈(AI) 冷冻水泵变频器频率反馈(AI) 最不利末端供回水压差
C冷却水系统 冷却水泵、冷却塔风机运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷却水供回水管温度、环网水流量反馈(AI) 冷却水泵进口、出口分支管压力反馈(AI) 冷却水泵、冷却塔风机变频器频率反馈(AI) 冷却水补水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) D电动蝶阀 压差旁通阀开度反馈（AI） 免费供冷管路上切换电动蝶阀开关状态反馈（DI）E液位监控 膨胀水箱超高、超低水位监测(DI) 软化水补水箱高、低水位监测（DI） F其他参数 室外干球温度、相对湿度（AI） 计算室外湿球温度、焓值 免费供冷系统水泵运行、故障、手/自动状态（DI） 免费供冷板换进出口压力监测（AI） 1.1. 2.2.控制功能 1、冷水机组启/停控制、出水温度设定（通过冷机通讯接口控制） 2、冷冻水系统： 冷冻水泵启/停控制(DO)及反馈
暖通空调系统节能设计论文
关于暖通空调系统节能设计探讨 摘要：随着国民经济的快速发展，人们生活水平的提高，暖通空调的应用日益普及，大大改善了人们的生产生活环境，但能耗问题也随之凸显起来，为了创造一个舒适的人居环境，建筑舒适性空调系统得以广泛应用。本文在暖通空调系统节能设计上及节能设计相关问题上进行了阐述。 关键词：空调系统设计节能技术对策措施 abstract: with the rapid development of national economy, the improvement of people’s living standard, hvac applications the increasing popularity, has greatly improved the people’s production and life environment, but also will highlight up energy consumption problems, in order to create a comfortable living environment, building comfort air-conditioning system can be widely used. based on the hvac system energy saving design on questions and energy saving design is discussed in this paper. keywords: air conditioning system design technology for energy conservation measures 中图分类号：s210.4文献标识码：a 文章编号： 随着社会的发展城市房屋的建设和城镇化的快速步伐，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，给建筑能耗带来了巨大的压
中央空调系统变频节能改造案例研究
中央空调系统变频节能改造案例分析 一、前言 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占 建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载 下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模 块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能 目的提供了可靠的技术条件。 二、1、原系统简介 某酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋 溴化锂蒸汽机组，平时一备一用，高峰时两台并联运行；冷却水泵2台，扬程28M,配用功率 45 KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱，一台为扬程32M，配用功率37KW, 一台为扬程32M，配用功率55KW, 一台为扬程50M，配用功率45KW。冷却塔6台，风扇电机5.5KW，并联运行。 2、原系统的运行 某酒店是一间三星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较 高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。 由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设 计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。
如何做好中央空调系统的节能运行
如何做好中央空调系统的节能运行 发表时间：2017-11-22T15:44:46.037Z 来源：《防护工程》2017年第18期作者：梁伙照[导读] 空调系统是高层建筑重要的组成部分，对改善建筑室内空气环境、提高生活质量及工作效率具有不可替代的作用。佛山市世纪东方物业经营管理有限公司摘要：本文主要对如何做好中央空调系统的节能运行进行分析与探讨，以供参考。关键词：中央空调；节能运行一、前言空调系统是高层建筑重要的组成部分，对改善建筑室内空气环境、提高生活质量及工作效率具有不可替代的作用。在商业、服务业领域，中央空调是主要的耗能设备。据统计，中央空调的用电量分别占全市总用电量的23%和31.1%。此外，我国的民用、公用及商用建筑 的中央空调普遍存在着能耗高的问题。一般中央空调的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高达60%以上。中央空调的能效问题越来越受到重视。中央空调的节能运行是一个动态的调节过程，既要考虑设备的用电量，又要顾及商场的舒适度。要想空调的运行节能，首先要将设备保养好，其次根据商场的实际情况来开启水泵、冷却风扇的设备的台数。如早在建设时，设计得合理，节能运行亦相对容易些。现就我司的实际情况，详述以下如何做好中央空调的节能运行操作与管理。我司是一个综合型大型商场，有儿童娱乐城、电影城、大型购物商场个体商户、餐饮铺等，功能较齐全，同时对空调舒适度亦要求不同；如夏季为例：餐饮铺要求温度较低，而儿童城一般温湿度较高，而商场、公共专卖场的温湿度就相对较易控制，温度控制在27±1℃较好，而相对湿度控制在55%—75%较好。 二、人员管理方面值班人员的工作责任心十分重要，一个好的员工，他会高度负责，在设备操作的程序同时，根据外界气象条件的变化，随时调节设备的开停机的时间。主机冷水出水温度设定值及冷却塔的开启台数，就本人多年的运行管理经验。负责任的值班工，商场的舒适度控制得较好，而没有过冷或过热现象，客人的投诉几乎为零，相反，责任心不好的值班工，会出现时冷时热现象。我司《中央空调节能运行操作程序指引》如下：一是了解各设备性能和参数（包括空调主机、空调水泵、冷却塔；二是熟悉掌握设备操作程序（包括空调主机、空调水泵、冷却塔；三是做好设备巡查（包括空调主机、空调水泵、冷却塔）；四是掌握当天室外气象条件和空调区域的温度（室外温湿度变化情况和本组团商场或食市内温湿度实际情况；五是做好开机前的准备工作（检查空调主机的油温、油压、各水系统管道阀门的开启状态、冷却塔的水位等）；六是开机后，做好运行设备巡查，如空调主机的运行参数、空调水泵的水压和水流量、冷却塔的水位及布水情况；七是做好运行设备的运行记录和合理性节能调节：主机开机转为正常运行后记录第1次，主机运行约为60分钟后，根据设备的运行参数，考虑是否需作合理性的调整；如主机冷水出水温度设定值，附属设备开启（空调水泵、冷却塔）台数的增减；八是到本组团商场的空调区域巡查测温、体验商场的舒适度t=24~26℃、φ=55—65%（随外界温湿度而适当的调节）；九是如商场的空调舒适度偏差较大，要查明原因：属空调末端故障通知239空调维修班；属空调主机系统设备故障，通知粤开维保单位。综上所述，空调值班人员需按室外温湿度的变化及本商场空调的实际舒适度，作出实际而灵活的节能运行。各组团领班根据本组团商场温湿度的实际情况，密切做好中央空调节能运行的督导检查工作。”另外，值得重点强调的是：中央空调冷却塔的正常运行散热效果至关重要，它既影响空调主机的节能运行，又会影响主机设备的使用寿命。如何做好冷却塔的节能运行：设备运行时，要检查冷却塔的水位是否足够，多塔并联的，要求考虑其水平是否平均，布水器有无水，同时布水是否均匀。冷却风是否正常，冷却塔的进回水温差可否在4至5℃，回水最好在26℃左右。 三、设备的保养及完好对中央空调的节能运行的重要性就以冷水机组为例：热交换气：冷凝器与蒸发器，其铜体的铜管每年至少清新一次，使其铜管内壁不会积聚污垢等杂质脏物，导致影响换热效果。另外，冷却塔的散热风扇转速亦为重要，如冷却塔的传动皮带磨损松弛、转速下降、风量减少，冷却塔的冷却水温度就偏高（大于32℃）。直接影响空调主机的制冷效果。（1）合理科学地组合冷水机组。根据相关实验，对于固定转速离心机组的冷水系统而言，160冷吨的负荷可以由一台400冷吨的机组加载至40%承担，这种运行方法能耗约为144KW；也可以由两台400冷吨的机组加载至20%承担，而该运行方法能耗则达到了惊人的194KW，能耗提升了34.7%，可以看出由于机组运行负荷较低，机组的效率明显下降。一般而言，中央空调冷水系统中都有多台机组，机组运行时应注意记录相关参数，并将各种参数汇总分析，从而对不同机组进行性能评估，再根据不同的运行条件进行机组的最佳运行组合。在掌握机组性能的前提下，根据空调实际负荷调节主机台数或选择主机功率，对于空调系统的节能有着非常显著的效果。（2）加强设备维护保养，减少油污灰尘污染。蒸发器管壁上的油污每增加0.1mm，就相当于增加了32mm的管壁，严重恶化换热环境，使得蒸发温度升高降低产冷量，而冷疑器的污垢每增加0.1mm，同时就会降低30%的热交换效率，相应地增加5%-8%的耗电量，所以要及时清除油污。另外，要注意检查压缩机油路，压缩机油路堵塞会使得压缩机油温过高，提高排气温度和冷凝压力，从而降低产冷量，增加能耗。对于周边环境不好的空调系统工程，要注意减少灰尘颗粒污染。空调系统吸入被污染的新风，新风中的污染物就会附着在新风过滤芯上，长时间沉积会导致通风不畅，降低热交换效率，同时还会导致新风量输送减少，影响室内空气质量，所以要及时清理新风过滤器更换新风过滤芯，让机组处于最佳运行状态，减少能耗。 四、空调末端的保养（1）空调按计划每月清理一次，翅片视风量的清洗进行情况，确保送风正常。（2）气流组织要合理，同一台机的送回需形成一个完整循环。（3）空调区域的空间尽量封闭好，如外界过道的门窗需要关闭好，不可关闭的门或通道，加装风帘机，以隔断外气的进入。只要主机系统设备正常，末端设备完好正常，根据当时的商场温湿度，及时调节开机台数及设定合适的出水温度，并将空调区域空间封闭好，不让冷气跑走及外气进入。商场的舒适度定好，确保满足客户的经营需求。 五、结束语
分析暖通空调系统节能设计
分析暖通空调系统节能设计 摘要：今年来随着科学技术技术发展，资源和能耗问题逐渐受到社会各界的关注，所以对于现在的建筑工程都对环保材料和节能的方案提出了新的要求。我们在建筑中经常能看到的暖通空调调节系统就是比较重要的节能设备，在日常生活中为我们提供暖通，在建设暖通设备的时候需要充分考虑到节能，在设计方案中出来后进行充分的讨论，将节能达到最大化，也是符合现代的节能观念。 关键词：节能环保；暖通空调；方案设计 引言 建筑的节能环保现在成为了比较热门的话题，毕竟现在大家都的环保意识越来越高，越来越注重自己的生活品质，都想用于一个比较干净的生活环境，这样就对自己的居家环境和房屋建设就有了更高的需求，具体表现在是否和当地的天气，人文，地理等元素融合，是否考虑到冬暖夏凉，地暖，墙体的环保材料实施等。 1暖通空调系统概述 1.1暖通工程的建设难度 现代社会人们的生活质量提高后，对于环保节能开始有了更高的要求，在国家倡导的环保节能的大背景下，各行各业现在的整体趋势就是将重视功能的理念逐渐转变成轻结构的环保型结构。暖通工程中最复杂的就是空调系统，空调结构结构复杂，工程量比较大，而且能耗也是最高的，所以在暖通设备中一定要重视节能设备的安装，这才是节能的核心要素，需要具备极其专业的素养和技术才可以达到标准，在建筑暖通设备的时候要注意去独特的耦合性，这将加大对建设的难度，所以在方案审定的时候要多注意细节点。 1.2暖通系统存在高耗能的因素 目前在城市综合体的配电系统依然还是深井布线，时不时处了故障还需要人力进行查看，对于人力要求较高，第二由于城市综合体的人流量大，商户较多，平时用电十分巨大，必须要配备稳定的供电系统，否则在夏天空调和各种电器马力全开的情况下，造成负荷过大，引起跳闸甚至短路的情况，这样不仅仅会影响附近居民的用电，还会影响商圈很多商户的利益，这是影响巨大的，经过调查发现很多商圈目前使用的变压器是无法满足负载过大的使用需求，在建设的过程中盲目使用较大的变压器，对于空调机组与变压器的关系无法正常进行调节，造成跳闸，影响体验。经常会收到一些居民的投诉，在城市综合体的配电系统不够稳定，对生活造成了巨大的影响，在商圈内的用户甚至要退租，每年交了昂贵的租金，却要体验经常断电的情况，任谁也想不通，所以城市综合体必须要配套稳定的暖通系统。 2暖通系统节能设计 2.1选择合理能源与节能方式 通过数据调查，我国的二氧化碳排放是全世界最多的，引起了极大的温室效应。这些排放其中建筑行业是占据八成以上，这是一个惊人的数字，选择合理能源与节能方式是可以在暖通空调系统中起着节能的作用，在实验中证明，减少二氧化碳是可以达到节能的方式的，建筑方要根据当地的实际情况，建筑的实际情况，到底是城市综合体还是单一建筑，这些不同的建筑体安装暖通空调系统是有不同的方案的，节能的方式也是不同的。建筑综合体需要考虑到室内的冷逆差和室外的冷逆差达到一个平衡标准，所以根据不同的建筑类型选择不同的节能方案
中央空调系统节能策略分析
中央空调系统节能策略分析 中央空调系统作为建筑的重要组成部分，在给人们带来舒适建筑环境的同时，也消耗了大量的能量，对中央空调系统的节能优化是建筑节能优化的重点。基于此，笔者进行了相关介绍。 1、中央空调工作原理 中央空调系统是一个极其复杂的系统，主要由2部分组成，即水系统部分和空气处理系统部分。其中，制冷机组为中央空调系统的正常运行提供所需要的冷负荷，不仅将制造的冷量传递给冷冻水循环系统，且把工作过程中释放的热量传递给冷却水循环系统，是中央空调系统中最重要的组成部分。冷却水泵、冷冻水泵以及冷却塔为中央空调系统提供水循环，是进行热交换的载体。冷冻水将制冷机组制造的冷量带到风机盘管系统中与室内空气进行热交换，并将室内热量带回到制冷机组中；冷却水将制冷机组在工作和热交换中产生的大量废热排放到室外空气中，经过冷却塔降温后的冷却水又流回制冷机组的冷凝器中进行热交换，如此循环往复。 2、控制策略 不同的控制策略对中央空调系统总能耗的影响特别明显，由于中央空调的系统由冷水机组、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机系统组成，冷水机组的控制由其自身的控制策略直接控制，但其制冷效果会受中央空调系统中水系统控制的影响。某酒店主楼高18层，辅楼高4层，拥有178余间客房。酒店中央空调系统原控制策略采用冷冻水恒压控制，冷冻水回水压力作为反馈值，0.558MPa作为目标值；冷却水出水恒温控制，冷却水出水温度作为反馈值，目标值设为31℃；冷却塔风机工频控制。经过对系统运行状况的评估同时考虑现场条件，节能改造采用以下的控制方式：冷冻水恒温差控制，冷冻水进出水温差作为反馈值，5℃做目标值；冷却水恒温差控制，冷却水进出水温差作为反馈值，目标值为5℃；冷却塔
中央空调系统的节能分析与改善措施
中央空调系统的节能分析与改善措施 发表时间：2015-09-14T17:05:16.633Z 来源：《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿作者：沈建华[导读] 湖州市城市规划设计研究院，浙江，湖州在空调系统设计之初选定空调方案（系统方式）时，即应将节能作为重要依据之一。 沈建华 （湖州市城市规划设计研究院，浙江，湖州，313000）【摘要】本文分析了影响空调系统能源消耗的关键因素，并从系统的选择、设备的选配及系统的运行管理等方面提出了切实可行的空调节能方案，对空调系统的设计及运行管理中的节能具有一定参考价值。 【关键字】蓄能系统；系统设计；设备节能；建筑构造引言 随着经济和社会的发展，中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛，但中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时又消耗掉了大量的能源。随着设备功率和数量的增加，其能耗也不断增大。据统计，中央空调的能耗约占总建筑能耗的70%，而且呈逐年增长的趋势。因此，节能对于中央空调系统意义重大。中央空调能耗一般包括三部分：空调冷热源；空调机组及末端设备；水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容，下面将结合这几方面分别进行分析。 1.系统节能 在空调系统设计之初选定空调方案（系统方式）时，即应将节能作为重要依据之一。 1.1 采用变风量系统，减少空气输送系统的能耗 所谓的变风量空调系统也就是我们通常所称的VAV（Variable Air Volume）空调系统，其基本原理是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。在当今特别提倡节能和舒适性的条件下，变风量空调系统正在逐渐被人们接收并得到应用。其主要有以下几个优点： 1)由于变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应负荷的变化，而空调系统大部分时间的部分负荷下运行，所以风量的减少带来了风机能耗的降低。 2)区别于常规的定风量或风机盘管系统，在每一个系统中的不同朝向房间，它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间，因此变风量空调器的容量不必按全部冷负荷峰值叠加来确定，而只要按某一时间各朝向冷负荷之各的最大值来确定。理论数据表明变风量空调器的冷却能力及风量比定风量可风机盘管系统减少10%～20% 。 3)变风量空调系统属于全空气系统，与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间，因而免除了盘管凝水和霉变问题。 4)系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑。 1.2 利用能量回收系统节能 中央空调的冷水机组在夏天制冷时，一般机组的排热是通过冷却塔将热量排出。夏天利用热回收技术，将该排出的低品位热量有效地利用起来，结合蓄能技术，为用户提供生活热水，达到节约能源的目的。目前，酒店、医院、办公大楼的主要能耗是中央空调系统的耗电及热水锅炉的耗油。利用中央空调的余热回收装置全部或部分取代锅炉供应热水，将会使中央空调系统能源得到全面的综合利用，从而使用户的能耗大幅下降。 1.3 合理选择冷热源 空调冷热源方案选择应按照国家能源政策和符合环保、消防、安全技术规定、建筑性质以及根据当地能源供应情况来选择。 若当地供电紧张，有热电站供热或有足够的冬季供暖锅炉，特别是有废热、余热可资利用时，应优先选用溴化锂吸收式制冷机。按性能系数高低来选择制冷设备的顺序为:离心式、螺杆式、活塞式、吸收式、涡旋式。考虑建筑全年空调负荷分布规律和制冷机部分负荷下的调节特性，合理选择机型、台数和调节方式，提高制冷系统在部分负荷下的运行效率，以降低全年总能耗。保护大气臭氧层，积极采用CFC 和HCFC 替代制冷剂。 快速发展的空调制冷技术，给广大使用者提供了广泛而多样化的产品选择机会。具体到空调冷热源系统，各种型式的电制冷机组、溴化锂吸收式机组、热泵机组、蓄冷设备等，品种繁多，并且均有各自的特点。各种不同的冷源和热源形式经过组合，可以形成多达二十余种空调冷热源方案。例如冰蓄能技术，冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，可节约运行费用但消耗了电能；再冷式冰蓄能系统因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，较传统收获制冰法的效率进一步提高，使得制冷机夜间的COP 提高约14%左右，虽然初期投资高，但从节能角度分析，有较大价值。 2.设备节能 空调制冷机组的选用中，根据“提高电力在终端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重，有效利用石油和天然气资源”的国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制采用燃煤锅炉的产品。同时，可积极发展太阳能空凋与燃气空调（直燃机）、合理利用其他热源（如CCHP 系统）。 2.1 末端设备 国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比较，主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定注意选用重量轻、单位风机功率供冷（热）量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。 2.2 冷冻水泵 在一般公共和民用建筑中空调水系统的能耗比重不可小觑，空调水系统的节能也具有十分重要的意义。水系统节能除了重视水系统设计，认真进行水系统各环路的设计计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡外，采用变频调速水泵进行变流量运行，或采用冬、夏两用双速水泵是两种较为有效的节能措施，还可分别设置冷热水泵，相对变频达到更好的节能效果。 3.系统运行过程中的节能