李大圣
(大连自然博物馆,辽宁 大连 116023)
要从建筑围护结构、冷热源的能源利用、水系统输配、设备和管道的保温、科学的管理方法以及行之有效的运行方式等方面考虑中央空调系统的节能方法
建筑围护结构中,墙体在冬季采暖能耗中占了很大的比例,约为32.1%-36.2%,因此墙体节能有很大的提升空间。墙体节能保温对降低墙体耗热指标具有良好的效果。
建筑围护结构中门窗的绝热性最差,是影响空调负荷的主要因数。通常,门窗的耗能约占建筑能耗的40%-50%,因此改善门窗的保温隔热性能,对建筑节能有很大的意义。应区别不同朝向的控制窗墙比:北向25%,东向30%%,南向35%,尽量避免东西向开大窗,提高窗户的遮阳性能,加强窗户的气密性。
屋面节能和墙体节能一样,需要增加保温层。另外,充分利用屋面空间,改善生态环境,在屋顶栽植植物层,给植物浇水,让水分蒸发,可以吸收建筑物中的热量,降低了空调负荷,缩短了空调运行时间。
当前各种机组、设备品种繁多,电制冷、溴化锂吸收式机组、蓄冷设备及热泵机组等各具特色。采用何种设备要看具体的能源、环境和使用时间及要求等多种要素影响和制约,必须综合分析比较后,合理确定。以溴化锂吸收式为例,通常溴化锂吸收式机组分为外燃式和直燃式机组,外燃式溴化锂吸收式机组制冷动力为热能,可利用废热或余热。对于有废热或余热的地方,使用外燃式溴化锂机组,即利用了废热或余热,又达到了制冷的目的,是非常节能环保的,而对于缺电又无废热及余热的地区,可考虑直燃式溴化锂机组,这种直燃式溴化锂吸收式机组,夏季制冷以燃油或天然气燃烧热能为动力制冷,冬季,通过机组功能切换,以燃油或天然气燃烧热能为建筑物提供热量,如果用户不需要这种机组提供卫生热水,还可将机组改造,并联卫生热水与温水管道,提高机组对空调温水的换热面积,从而提高机组的效率,达到节能的目的。或者将管式热交换器改成板式热交换器,也可达到节能的目的。另外,燃油型直燃机,如果在外部条件允许的情况下,可改造为天然气型直燃机。据有关机构核算,天然气低热值为36.22MJ/m3,0#柴油低热值为38.44MJ/L,一立方米天然气相当于0.942升柴油,以产生100MJ的热量计算,柴油需要100MJ÷38.44MJ/L×7.3元/L=18.99元,天然气需要100MJ÷36.22MJ/L×4.2元/L=11.60元相比之下,天然气会更经济节能,而且天然气的排放物比燃油的会更清洁一些。
冬季供暖期间约占整个建筑动力的20%-25%,夏季供冷期间占12%-24%,因此水系统的节能具有重要意义。据调查,现在的大多数建筑中,空调水系统的设计上,存在水泵不按特性曲线选型;水环路水力不平衡、压差悬殊,因此水力、热力失调;大流量、小温差现象等等的问题。鉴于这些问题,空调水系统节能可从以下几点着手改变:(1)认真计算水系统相关系数,保证空调水系统的节能标准要求值。使用变频调速水泵供水方式等节能办法。(2)重视水系统设计,对水环路的计算采取相应措施保证各环路水力平衡。(3)空调冷却水,要严格保证供回水温差在5℃。
冷却水回路供回水温差会直接影响到冷却水流量和冷凝器的换热温差,进而影响到压缩机的功耗,冷却水泵的功耗和冷却塔的功耗,并最终影响到系统能效。[1]
空调设备和管道的保温,对于节省能量消耗、降低运行费用至关重要。比如对溴化锂机组的高温发生器进行保温(做成保温房是最好的,如果经济条件不允许,可以用保温棉将高温发生器包住),系统中管道保温的部位有破损,必须及时修复,如果保温出来问题,将会消耗过多的冷量,也会由于所供冷水温度的过大温升,导致空调系统在对空气的处理过程中无法保证露点温度,是空调房间相对湿度超标,空调房间中,人体会感觉到潮湿。
适当提高空调室内的设定参数,根据行的空调环境标准,夏季一般室内温度设定为26-28℃,冬季为18-20℃。室内空调温度的提高,可以大大的降低空调冷水机组的能耗。
新风量的调节。新风负荷一般要占整个空调系统负荷的20%-40%。甚至更大。在满足室内卫生要求的前提下,减少新风量,有着显著的节能效果。过度季节取用室外空气作为自然冷源。在空调运行时间内保证卫生条件的基础上,在夏季室外空气热焓值大于室内空气热焓值时,适当减少新风量有节能的意义。当供冷期间出现室外热焓值小于室内热焓值时(过度季节),应该用全新风运行,这不仅可以缩短制冷机的运行时间,减少新风的耗能,同时还可以改善室内环境的空气质量。
加强对空调操作人员的培训,提高管理人员的素质,实行空调操作人员持证作业制度。加强日常和定期对设备和系统的保养和维护。这些保养和维护包括对阀门、风口及构件的维护保养;防止冷水、热水的跑、冒、滴、漏;冷凝器等换热设备传热表面的定期除垢或积灰;过滤器、除污器和集污器的定期清洗;每年做好空调水质管理,对水系统定期检测金属离子的含量检测,酸碱度的检测;经常检查自控设备与仪表,保证其正常工作。
气密性的管理是溴化锂吸收式机组最重要的管理工作,若做不好,机组性能就会大幅度地降低,使用寿命大大缩短。此外,溴化锂溶液的管理,水质管理也非常重要。在直燃型机组中,还应十分重视燃烧器及燃烧管理。[2]
随着科技的进步和发展,越来越多的技术将应用到空调节能中来,从而更有效的提高空调系统的能源利用效率,从可持续发展理论出发,中央空调的节能关键在于提高能源效率。无论是制定中央空调节能标准,还是从事具体的工程项目的设计及日常的运行管理,都应把提高能源利用效率作为建筑节能的着眼点。
[1]张春路.制冷空调系统仿真原理与技术[M].化学工业出版社,2013,1.
[2]邹新生,邱庆龄,邵长波.制冷与空调系统安装及运行管理[M].高等教育出版社,2008.