采暖空调节能技术

注：ODP——（Ozone Depletion Potential）臭氧消耗潜能，以 CFC11(R11)的ODP=1.0为比较标准。
4、蒸发器与冷凝器的节能技术

制冷装置的制冷系数随着蒸发温度的升高和冷凝温度的降低 而增高。 用于空调器的高效换热技术主要有：①采用内螺纹槽管。其 制冷剂侧换热系数可比光管提高50~100%。②高效传热肋 片加亲水膜技术。即在空调器蒸发器的肋片表面浸上一层氧 化铝等溶液的膜，使凝结水不形成水珠而是成膜状流下，据 实验，采用此项技术蒸发器阻力可减少40~50%，风机功率 下降17.7%，制冷量增加2~3%，从而提高了空调器的能效 比。③采用蒸发式冷凝器。即在冷凝器上喷水，其形式有两 种：一种是用甩水装置把蒸发器外的凝结水甩洒到冷凝器表 面；其二是凝结水+补充水用小水泵喷淋在冷凝器的表面， 经实验验证，该方法可显著提高空调器的能效比。
1、户式中央空调产品的分析与评价
1）小型风冷热泵冷热水机组

该种机组体积小、可放置在阳台、屋面等位置。由于冷热管 占空间小，一般不受层高的限制；室内末端装置多为风机盘 管，一般有风机调速和水量旁通等调节措施，可以对每个房 间进行单独调节；室内噪音较小。主要缺点是：①性能系数 不高，主机容量调节性能较差，特别是部分负荷性能较差。 该机组在名义工况下的制冷性能系数在2.6~3.0之间，与家用 空调相差无几，绝大多数厂家的产品均为启停控制，部分负 荷性能系数更低，因而造成运行能耗及费用高；②室外机噪 声较大，一般在53~65dBA，高于家用空调器。家家户户都 安装在阳台上，如果同时开启，噪声的影响可想而知。③很 多机组需要用户设置膨胀水箱，在住宅楼中很难找到合适的 位置；④初投资也比较大。
4）水源热泵系统


以水为低位热源，最大特点是能效比高，节省运行费用。 此外，它克服了风冷式机组的两大缺点：即冬季室外换热 器的结霜问题和随室外气温降低供热需求上升而制热能力 反而下降的供需矛盾问题。对于独立式住宅，采用土壤源 热泵系统具有优越性。 水源热泵系统的主要问题是：①要有适宜的水源；②对水 环热泵系统，冬季需要另设辅助热源；③土壤源热泵系统 的造价较高，一般采用U型竖埋管的系统，每米孔深的造 价在40~50元，每1kcal制冷量，室外埋管费用0.7~0.8元， 而且需要建筑物周围有适当的空地；要充分掌握当地的水 文地质资料，而且室外埋管换热器的设计是系统设计的关 键，技术难度大，较难掌握。
5、先进的节能控制技术在空调器中的应用


1）变速控制。对压缩机采用变转速控制，节流部 件采用电子膨胀阀调节制冷剂流量。
电子膨胀阀可以随工况的需要任意调节开度，实现不同流量的制冷剂调节。 传统采用毛细管根据过冷度调节制冷剂流量，流量调节范围不大 。变速空调 器全年运行耗电量比传统空调器约少三分之一。
调查结果表明，每百户居民拥有空调器达107台以上（按1匹 /台计）。据此估算，重庆主城区夏季耗电5.96亿kwh；冬季 耗电4.17亿kwh，合计10.13亿kwh/年。重庆市全年总用电量 为300~350亿kwh，则住宅空调采暖用电占3~4%左右，所占 比例不大。但最热月可能占到全市总用电的10~20%，比例 相当大，而且最热时间的用电，一般属于高峰电，加大了峰 谷差。所以，房间空调器节能是很重要的。
热泵：(21℃ /——）室内/（7/6℃）室外。
此外，空调器使用的气候环境分为T1、T2、T3三类，通常为T1型。其最高 环境温度为43 ℃；热泵最低-7℃（不带除霜时为5℃）。
2）能效比——在额定工况下，空调、采暖设备提供的冷量或热量 与设备本身消耗的能量之比。
能效比高说明空调器具有节能、省电的先决条件。国家有关部门 指出，节能型空调器的能效比应大于3w/w。如果按现行标准与之 比较，国产空调器达到节能型空调器的指标以后，节约的电能将 是十分可观的，以制冷量在2500~4500w的整体式空调器为例，如 果能效比达到3，则大约可节省电耗20%。而现在市场上销售的空 调器的实测能效比，大都比国家规定的值稍低。所以，在空调器 的设计制造方面，开发、采用先进的节能技术，是节约建筑物空 调能耗的重要途径。
5）户式燃气中央空调

由于采用燃气作能源，省电80%以上。 按市场的一些产品计算，燃气中央空调一次能源 效率为0.876，冬季为0.869；夏季风冷热泵冷热 水机组为0.877，冬季为1.00。可以看出，在夏季 两者基本相同，冬季风冷热泵机组要优于燃气空 调。不过，燃气空调的部分负荷性能要好于风冷 热泵。以目前重庆地区的能源价格比较二者的运 行费，在名义工况下燃气空调的费用要高于风冷 热泵机组，比值大约为1：0.70~0.75左右。当然 随能源价格的不同运行费的情况会有变化。
我国制定的节能空调器的技术导向指标，将能效比和季节能效 比分为A、B、C三级。制定这一分级指标的目的，是为了促进 生产厂在技术革新上不断地努力。其中A级比目前标准 （GB/T7725-98)能效比提高约39%。
2、压缩机节能技术
目前家用空调器上多使用旋转式压缩机。 第三代压缩机——涡旋式压缩机 其主要优点是：①没有余 隙容积，压缩过程泄露少，所以压缩机的容积效率高；而且， 即使液体进入压缩机也没关系，不会发生液击事故。②振动 小，噪声低，吸气、压缩、排气过程同时进行，排除的气体 几乎是连续流动，压力脉动非常小，压缩机的转速可达每分 钟13000转。③没有吸气、排气阀及因此而产生的阻力损失 和噪声，压缩机可靠性好。
2、户式中央空调有关问题的讨论


1）机组的能耗指标
热泵机组在使用寿命期间的能耗费用，一般是初投资的 5~10倍。 根据2001年的一个调查，9种风冷热泵冷热水机组的制冷 能效比平均值为2.83，制热性能系数平均值为3.23；10种 管道机和单元式空调机的平均制冷能效比为2.68，制热性 能系数平均为2.96。上述能效指标略高于房间空调器，但 相差不大；个别产品还低于房间空调器。 目前的户式中央空调产品，没有提供部分负荷性能系数。 实际上，由于目前大多数产品的容量调节手段单一落后， 对其部分负荷性能不能有过高的期望。
房间空调器的节能技术
1、性能指标 1）名义制冷量与供热量 空调器制冷或供热时，在规定的试验工况下，单位时间从密闭空间、房间 或区域内除去的热量称为名义制冷量；而向密闭空间、房间或区域内供给 的热量称为名义制热量。空调器在该工况下的实测制冷量或制热量不应小 于名义制冷量或供热量的8%以上。 试验工况：制冷：(27/19.5℃）室内/（35/24℃）室外；
2）风冷热泵管道式分体空调系统

这种系统的最大优点是可以获得高质量的室内空 气品质，同时可以利用室外新风实现过渡季的全 新风运行；相对于其他几种家用中央空调系统造 价较低。其主要问题是：①由于是全空气系统， 各空调房间难于实现独立控制。②需要在房间内 布置风管，要占用一定的使用空间，对建筑层高 要求较高；③和风冷热泵冷热水机组一样，能效 比不高，调节性能差，运行费用高；室内噪声大， 大多数产品的噪声在50dBA以上，需要采用消声 措施。
3、制冷剂替代


目前基本都使用R22，其热力学性质非常好。 但是，它的ODP=0.055（有1个氯原子）， 对臭氧层有破坏作用，按国际协定，R22在 国内可以使用到2030年。 目前的研究认为，R407C是R22的最具发 展前景的替代工质。（R32/R125/R134a, 混合比例：23%/25%/52%）
3）应用强化传热技术


空气侧换热器的肋片形式优化、采用内螺 纹管等技术。特别注意换热器的气流阻力 和结霜特性、换热器风量等。风量应在 500m3/h/kW左右。 水侧换热器采用板式要好于套管式，但要 注意结垢的影响和作为蒸发器时的回油问 题。
4）结语



就目前中国的住宅现状而言，采用户式中央空调 还存在许多问题： 由于调节特性的限制，部分负荷性能差，加上比 房间空调器增加了换热环节和流体输送环节，能 效并不一定优于房间空调器。 集合式住宅的限制，并没有完全解决新风问题， 室内空气品质并没有根本改变。 实际经验看，设计安装较复杂，需要进行专业的 设计安装，一般装修公司难以胜任。
采暖用户201户，占77.61%
采暖用户采暖方式
电 暖 器 采 暖 145 户 ， 占 采 暖 用 户 72.14%
热泵+电暖器采暖14户，占采暖用户6.97% 热泵采暖19户，占采暖用户9.45% 燃气及其他方式采暖23户，占采暖用户11.44%
总计278台，平均107.3台/100户
居民住宅空调采暖用能量巨大
3）VRV系统

VRV系统适用于独立的住宅，也可用于集合式住 宅。其室内机有多种型式供用户选择；制冷剂管 路小，便于埋墙安装或进行伪装；该系统采用变 频能量调节，部分负荷能效比高，运行费用低。 其主要缺点是初投资高，是家用空调器的2~3倍； 房间新风比较难于解决，如果再采用带热回收的 新风系统，造价会更高；系统的施工要求高，难 度大，从管材材质、制造工艺、零配件供应到现 场焊接等要求都极为严格。




户式中央空调主要指制冷量在7~40kW（适用居 住面积100~400m2使用）的空调系统 。夏热冬冷 地区常使用热泵型。目前常用如下五种型式。 小型风冷热泵冷热水机组 风冷热泵管道式分体空调全空气系统 多联变频变制冷剂流量热泵空调系统（VRV） 水源热泵系统
户式燃气中央空调 （溴化锂吸收式）
采暖空调和通风节能技术
重庆大学 肖益民 2003/11/02
内容提要：


一、房间空调器节能 二、户式中央空调节能 三、利用良好的通风实现住宅节能 四、中央空调系统节能 五、热泵节能技术 六、热电冷联供的节能作用
一、房间空调器节能
引言
房间空调器也就是人们常说的家用空调器。广泛用于 住宅、小型旅馆饭店、办公室等场所。据估计，到 1998 年，全国城镇居民家庭空调器总拥有量 2561 万台。 其中，中、南部地区（包括华中、华东、华南、西南 地区）总拥有量为 2258 万台，占全国总拥有量的 88% 。 （集中在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区）