集中式空调系统（火用）分析模型

罗荣才

摘 要：目前我国城镇化发展中，集中式空调系统作为公共建筑的能耗大户，其节能问题不容忽视，本文以一次回风空调系统为例，对空调房间和表冷器建立了（火用）分析模型，为集中式空调系统的节能改造指明了方向。

关键词：集中式空调系统；一次回风空调系统；（火用）分析；模型

引言：随着我国城镇化的深化发展，城市中的现代化建筑特别是公共建筑大量增多， 空调系统作为现代化建筑中不可或缺的部分已经成为现代人关注的重点。据调查，在中国，空调系统的能耗问题非常严重，特别是公共建筑中的集中式空调系统，其能耗已经超过整个建筑能耗的60%。究其原因，一是因为没有做好优化设计，二是因为设备陈旧落后，三是因为人员管理问题。有研究表明，大部分空调系统由于上述原因，存在能效低的问题，造成了非常严重的能源浪费。因此，为了响应政府号召，使空调系统，特别是集中式空调系统更为节能，本文对其进行（火用）分析，从而可以对集中式空调系统的节能改造的方向进行指导。

一、（火用）分析法

工程热力学、传热学、通风工程和空气调节等领域均是空调系统在运行过程中的能耗分析所需要设计到的领域，因此，空调系统的能耗分析是一个非常复杂的问题。（火用）分析法式目前关于能耗分析的一种比较主流的方法。

根据热力学第一定律，不同形式的能量可以互相转化，在转化的过程中能量的总量不变，举例来说，砂轮机在磨削工件的过程中，可以将机械能转化为热能；在热机的工作过程中，可以将热能转化为机械能，但是无论如何转变，能量总量不变。而在热力学第二定律中，却提出了能量是有品质的。举例来说，电能的品质比热能高，电能可以完全转化为热能，但是热能转化为机械能却需要付出代价。也就是说，热能和机械能的品质不一样。

我们可以将能量看成是由两个部分组成的，一部分是有用功，一部分是无用功，理论上把能够转化为有用功的那部分能量称为（火用）（Exergy），把不能转化为有用功的那部分能量称为（Anergy），因此可得式1。

二、集中式空调一次回风系统（火用）分析模型

对于一次回风空调系统的主要设备进行（火用）分析，其中空调房间的（火用）分析模型如图所示。

根据（火用）平衡可得空调房间的（火用）损失如式1所示

在图2中，表示的是表冷器（火用）分析模型，表冷器（火用）损失如式2所示。

三、结论

对于集中式空调系统来说，用（火用）分析方法对其进行能耗分析不同于传统的能耗分析方法，文中对于一次回风空调系统建立了（火用）分析模型，提出了一种新型的能耗分析方法，可以根据这种方法对一次回风空调系统的冬季工况以及其他的空调系统进行（火用）分析，进而与设备和工程相结合，形成一种新的设计方法，以及为节能改造给出方向和决策。

参考文献：

[1] 沈浩，李念平，商场空调能耗系统评价与节能研究[J].制冷空调与电力机械，2005，2（25）：31-33