制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù) 教學(xué)課件 ppt 作者 張建一 第5章 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

1、2012年1月,1,第5章 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,2,本章基本要求,了解能源有效利用的評價指標(biāo)掌握空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析的方法掌握常規(guī)空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能的途徑和方法,3,,,,,,,,第5章 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,,5.1空調(diào)節(jié)能評價,,5.2空調(diào)系統(tǒng)耗能的特點(diǎn)與節(jié)能途徑,,5.3空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能分析,,,,,5.4空調(diào)系統(tǒng)的熱回收節(jié)能技術(shù),,,5.5空調(diào)系統(tǒng)總耗能量計(jì)算,,4,5.1　空調(diào)節(jié)能評價,,,,,,,,,,,,,1.節(jié)能法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)我國制定了

2、一系列與制冷空調(diào)相關(guān)的節(jié)能法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)，為方便查閱，將其匯總列于教材附錄F2.常見不同標(biāo)準(zhǔn)代號的意義,1. 負(fù)荷水準(zhǔn) 2. 二次能水準(zhǔn)3. 一次能水準(zhǔn) 4. 資源能水準(zhǔn),9點(diǎn),空調(diào)節(jié)能評價,5.1.1　相關(guān)的空調(diào)節(jié)能法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn),5.1.2　節(jié)能評價水準(zhǔn),5.1.3節(jié)能評價指數(shù),5,5.1　空調(diào)節(jié)能評價,,,,,1.周邊全年負(fù)荷系數(shù)PAL2.空調(diào)能量消耗系數(shù)CEC3.氣流組織的能量利用系數(shù)η4.空氣輸送系數(shù)ATF5.水

3、輸送系數(shù)WTF6.設(shè)備能量利用系數(shù)Y7.空調(diào)機(jī)組的能效比EER8.制冷機(jī)的性能系數(shù)COP9.制冷機(jī)的礦物能源能效比MEER,5.1.3　節(jié)能評價指數(shù),6,負(fù)荷水準(zhǔn),為創(chuàng)造某一環(huán)境條件，排除內(nèi)擾、外擾所需要的能量稱為負(fù)荷水準(zhǔn),,7,二次能水準(zhǔn),為滿足負(fù)荷所需的能量，通常要由設(shè)備對某種形式的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，輸入設(shè)備的能量即二次能水準(zhǔn),,8,一次能水準(zhǔn),為供應(yīng)某種形式的二次能，生產(chǎn)廠所消耗的能量即一次能水準(zhǔn),,9,資源能水準(zhǔn),為提

4、供一次能，開采、輸送所消耗的能量即為資源能水準(zhǔn),10,評價水準(zhǔn),,,一次能水準(zhǔn),二次能水準(zhǔn),負(fù)荷水準(zhǔn),資源能水準(zhǔn),,,/設(shè)備性能系數(shù),/生產(chǎn)廠效率,/開采輸送效率,四個水準(zhǔn)能量的關(guān)系相同的評價指數(shù)，存在不同的評價水準(zhǔn)問題,,11,評價指數(shù),暖通空調(diào)中，傳統(tǒng)的能量有效利用的評價指數(shù)有三種基本形式，其定義分別為 單位能耗指數(shù)=期間能耗（或負(fù)荷）/規(guī)模 能量消費(fèi)系數(shù)=輸入能量/目標(biāo)負(fù)荷 性能系數(shù)=

5、目標(biāo)負(fù)荷/輸入能量以上三式中，限定分子、分母的具體內(nèi)容，就可以得出一系列不同的評價指數(shù),,12,建筑物熱特性評價指數(shù)PAL,年平均熱負(fù)荷系數(shù)— PAL (Perimenter Annual Load)PAL = (∑QH+ ∑QC) /∑AFQH — 某一區(qū)的期間供暖負(fù)荷， QH=qh AFQC — 某一區(qū)的期間供冷負(fù)荷， QC=qc AFPAL作為評價圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性的通用性指標(biāo)，規(guī)定AF不是取房間面積，而是取所謂室內(nèi)周圍空間

6、（地上各層的外墻中心到水平距離5m以內(nèi)的室內(nèi)空間，有屋頂?shù)氖覂?nèi)空間以及地板與室外空氣直接接觸的室內(nèi)空間）的面積,,13,空調(diào)用能量消費(fèi)系數(shù)CEC,CEC (Coefficient of Energy Consumption for Air-conditioning)是能量消費(fèi)系數(shù)的一種具體化指數(shù)。規(guī)定期間取全年，分子取空調(diào)用1次能消費(fèi)量，分母取假想空調(diào)負(fù)荷。,,14,制冷機(jī)的礦物能源能效比 MEER,采用單位時間內(nèi)礦物能源燃燒發(fā)熱量所

7、能夠制取的冷量來進(jìn)行比較，稱為“礦物能源能效比”MEER (Mineral Energy Efficiency Ratio)MEER表示為MEER= Q0/MQb Q0—— 兩類機(jī)組在相同外在參數(shù)工況下的制冷量，KW M—— 每秒鐘礦物燃燒值，kg/s Qb—— 每千克礦物能源的熱量，kJ/kg,15,制冷機(jī)的礦物能源能效比 MEER,外燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的MEER值直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的MEER值蒸汽壓縮式冷

8、水機(jī)組的MEER值各種冷熱源機(jī)組一次能源效率的分析比較,16,外燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的MEER值,外燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組利用鍋爐蒸汽作為熱源，其制冷量為Q0時，機(jī)組供熱量為Qb，進(jìn)入鍋爐的礦物能量燃燒發(fā)熱量為MQb，則直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的MEER值為,,17,直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的MEER值,直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組是靠輕油或燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量提供動力，驅(qū)動制冷裝置運(yùn)行由于直燃式機(jī)組的礦物能源直接送入吸收式機(jī)

9、組中燃燒，當(dāng)制冷量為Q0時，其MEER值為 MEER= Q0/MQb,,18,蒸汽壓縮式冷水機(jī)組MEER值,,19,冷熱源機(jī)組一次能源效率的比較,注：采用大容量冷水機(jī)組進(jìn)行比較，主要性能參數(shù)摘自國外有關(guān)生產(chǎn)廠的樣本資料；表中的值可作參考，不是定值。①0.1MPa蒸汽，2700kg/h ; ②0.6MPa蒸汽，1550kg/h; ③輕油，92kg/h,20,,,,,,,,,5.2 空調(diào)系統(tǒng)耗

10、能的特點(diǎn)與節(jié)能途徑,1）減少得熱2）結(jié)合蓄能技術(shù)調(diào)節(jié)得熱模式,1.空調(diào)系統(tǒng)用能的周期性與季節(jié)性2.空調(diào)系統(tǒng)所需能源品位低3.系統(tǒng)同時存在需要冷（熱、濕）量和 放出冷(熱、濕)量的過程4.設(shè)計(jì)和運(yùn)行方案不合理會給系統(tǒng)帶來無效能耗5.對運(yùn)行管理與優(yōu)化控制要求高,單位時間內(nèi)為了維持室內(nèi)空氣溫濕度的穩(wěn)定向室內(nèi)提供的冷（熱）量和濕量,室外氣象參數(shù)，室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性，室內(nèi)人、設(shè)備、照明等的熱、濕負(fù)荷以及新回風(fēng)比等,建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

11、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能,21,5.2 空調(diào)系統(tǒng)耗能的特點(diǎn)與節(jié)能途徑,空氣調(diào)節(jié)的能耗不但與空調(diào)冷熱源、空調(diào)系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備能量的合理利用有關(guān)，而且與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形狀、朝向、保溫隔熱性能等許多因素有關(guān)。,,22,5.3空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能分析,2005,2006,熱環(huán)境參數(shù)的確定與節(jié)能分析 新風(fēng)量確定與節(jié)能分析合理確定供、回水溫度及送風(fēng)溫差,風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組（FCU） 組合式空調(diào)機(jī)(AHU),管道的保溫(保冷) 空調(diào)系統(tǒng)的漏風(fēng)泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能VAV和V

12、WV空調(diào)系統(tǒng)輸送系統(tǒng)的節(jié)能配置,半集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,,,,,5.3.2 空氣處理設(shè)備的節(jié)能,5.3.3輸配系統(tǒng)的節(jié)能,5.3.4空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,5.3.1 合理確定設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù),,,,23,5.3.1 合理確定設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)1.熱環(huán)境參數(shù)的確定與節(jié)能分析,,,,,,,,,,- 對于舒適性空調(diào)，人的舒適感有一個較寬的范圍，這樣在運(yùn)行過程中，室內(nèi)空氣的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)就不必

13、定得過高。.,- 空調(diào)環(huán)境下，風(fēng)速帶給人以冷感。.,干球溫度對冷熱負(fù)荷的影響,夏季濕球溫度(空氣濕度)對系統(tǒng)冷負(fù)荷的影響,風(fēng)速對系統(tǒng)冷(熱)負(fù)荷的影響,24,室內(nèi)空調(diào)溫度改動時的節(jié)能率,25,舒適性空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù),1)工藝性空調(diào)室內(nèi)溫濕度基數(shù)及其允許波動范圍， 應(yīng)根據(jù)工藝需要和衛(wèi)生要求確定。2)對舒適性空調(diào)，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見下表,26,5.3.1 合理確定設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)2.新風(fēng)量確定與節(jié)能分析,,,,,,,- 合理確定新

14、風(fēng)量包括兩個方面：新風(fēng)量的確定方法和新風(fēng)量確定標(biāo)準(zhǔn)。,新風(fēng)量對冷熱負(fù)荷的影響,合理確定新風(fēng)量,27,新風(fēng)+回風(fēng)系統(tǒng),全新風(fēng)系統(tǒng),28,公共建筑主要空間人員所需的最小新風(fēng)量［單位：m3/(h·p)］,,29,公共建筑主要空間人員所需的最小新風(fēng)量［單位：m3/(h·p)］,,30,5.3.1 合理確定設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)3.合理確定供、回水溫度及送風(fēng)溫差,,,,,,,,,,- 當(dāng)夏季室外氣溫不是太高時，房間的空調(diào)冷負(fù)荷減小

15、，空調(diào)末端裝置的負(fù)荷也減小，為此在滿足室內(nèi)舒適性要求的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)提高供水溫度。.,- 空調(diào)系統(tǒng)上送風(fēng)方式的夏季送風(fēng)溫差，應(yīng)根據(jù)送風(fēng)口類型、安裝高度、氣流射程長度以及是否貼附等因素確定。,第一,第二,第三,- 設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，空氣調(diào)節(jié)冷熱水參數(shù)，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。.,31,工藝性空調(diào)的送風(fēng)溫差(單位：℃),,32,5.3.2　空氣處理設(shè)備的節(jié)能,,風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組(FCU),組合式空調(diào)機(jī)組(AHU),Content Title

16、,,33,5.3.2 空氣處理設(shè)備的節(jié)能1.風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組(FCU),,,,FCU的節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié),- 為了適應(yīng)空調(diào)房間冷(熱)負(fù)荷的變化，需要對FCU進(jìn)行調(diào)節(jié)。1)風(fēng)量調(diào)節(jié)；2)水量調(diào)節(jié)（圖5-11）。,34,圖5-11　FCU水量調(diào)節(jié)原理a)電動三通閥進(jìn)行機(jī)組能量調(diào)節(jié)　b)電動二通閥進(jìn)行機(jī)組能量調(diào)節(jié),,35,5.3.2 空氣處理設(shè)備的節(jié)能1.風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組(FCU),,,,FCU的安裝,1)臥式機(jī)組上平面保持水平或使凝水盤接管側(cè)

17、稍低于另一側(cè)，以利冷凝水排除。2)在臥式暗裝機(jī)組安裝時，與機(jī)組連接的風(fēng)管和水管的重量不得由機(jī)組來承受。從機(jī)組接出的出風(fēng)管與風(fēng)口連接處最好用柔性風(fēng)管以減少振動(圖5-12)。3)供、回水管與臥式暗裝機(jī)組應(yīng)采用柔性連接，在供水支管上最好設(shè)水過濾器和泄水閥，以便在清洗管道時不會將臟東西帶入盤管（圖5-13）。,36,圖5-12　臥式暗裝機(jī)組出風(fēng)口采用柔性連接1—臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組　2—柔性風(fēng)管接頭 3—送風(fēng)口,,37,1—水過

18、濾器　2—泄水閥　3—黃銅截止閥　4—放空氣閥5—風(fēng)機(jī)盤管專用柔性接頭　6—電動二通閥　7—橡膠管8—鍍鋅鋼管(或聚氯乙烯塑料管),,圖5-13　臥式暗裝機(jī)組與管道的連接,38,5.3.2 空氣處理設(shè)備的節(jié)能2.組合式空調(diào)機(jī)組(AHU),,,,,,,,,,- 在AHU中設(shè)置能量回收段，能起到明顯的節(jié)能效果（圖5-14）,- 對氣候干燥的低濕地區(qū)，也可以將冷卻塔(特別是閉式冷卻塔)制備的循環(huán)冷卻水送入表冷器內(nèi)，作為空氣

19、的預(yù)冷器，節(jié)省能耗。圖5-16,帶能量回收的AHU,帶二次回風(fēng)的AHU,帶預(yù)冷器的復(fù)合式蒸發(fā)冷卻AHU,充分利用二次回風(fēng)，減少再熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能（圖5-15）,39,圖5-14　能量回收組合式空調(diào)機(jī)組,,40,圖5-15　二次回風(fēng)組合式空調(diào)機(jī)組,,1)夏季空氣處理流程,2)冬季空氣處理流程,,41,圖5-16　復(fù)合式蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組,,42,,5.3.3　輸配系統(tǒng)的節(jié)能,,,2.空調(diào)系統(tǒng)的漏風(fēng),,3.泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能,4.VAV和VWV空調(diào)

20、系統(tǒng),,5.輸送系統(tǒng)的節(jié)能配置,1.管道的保溫(保冷),43,5.3.3 輸配系統(tǒng)的節(jié)能4.VAV和VWV空調(diào)系統(tǒng),,,,,,,變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV),變水量系統(tǒng)(VWV),- 通過改變送風(fēng)量而不是送風(fēng)溫度來控制和調(diào)節(jié)某一空調(diào)區(qū)域的溫度，從而與室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變化相適應(yīng)的系統(tǒng)是變風(fēng)量系統(tǒng)。1)旁通型變風(fēng)量系統(tǒng)；2)誘導(dǎo)型變風(fēng)量系統(tǒng)；3)節(jié)流型變風(fēng)量系統(tǒng)(圖5-17、圖5-18)。,空調(diào)水系統(tǒng)主要包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。變水量的運(yùn)行

21、是負(fù)荷減少時減少供水量，冷水溫度不變。,,44,,圖5-17　風(fēng)口節(jié)流后對系統(tǒng)壓力的影響a)工作點(diǎn)的變化　b)管路壓力分布變化情況1—風(fēng)口節(jié)流前的工作點(diǎn)和壓力分布　2—風(fēng)口節(jié)流后的工作點(diǎn)和壓力分布3—節(jié)流前后風(fēng)管內(nèi)壓力的增加　4—節(jié)流型風(fēng)口,45,圖5-18　節(jié)流型變風(fēng)量系統(tǒng)的控制,,,46,1)空調(diào)水系統(tǒng)主要包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。水系統(tǒng)的能耗一般約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的15%-20%，在實(shí)際工程中有的建筑空調(diào)水系統(tǒng)能耗甚至可

22、占空調(diào)總能耗的30%。在空調(diào)水系統(tǒng)中，一般是通過冷凍水供、回水總管上的壓差旁通裝置來實(shí)現(xiàn)水量控制，從而進(jìn)一步控制制冷機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)，以達(dá)到確保系統(tǒng)正常運(yùn)行和節(jié)能目的。與定水量變水溫的調(diào)節(jié)方式比較，變水量的運(yùn)行是負(fù)荷減少時減少供水量，冷水溫度不變。后者可避免冷、熱抵消的能量損失，還可以減小水路輸送的能耗。見表5-7,VWV系統(tǒng),47,表5-7　變水量的節(jié)能效果,48,a)冷水機(jī)組在水泵吸入側(cè)　 b)冷水機(jī)組在水泵壓出側(cè),,水

23、泵互相備用與機(jī)組的連接：,49,二次泵的分區(qū)供水系統(tǒng)：,,50,5.3.3 輸配系統(tǒng)的節(jié)能5.輸送系統(tǒng)的節(jié)能配置,,空調(diào)負(fù)荷特征分析　空調(diào)負(fù)荷季節(jié)性變化很大，在計(jì)算額定負(fù)荷狀況下運(yùn)行的時間極短，絕大多數(shù)時間空調(diào)設(shè)備是在遠(yuǎn)低于額定值情況下運(yùn)行的表5-8,,輸送流體的流量與負(fù)荷變化的關(guān)系,A,B,,負(fù)荷變化時進(jìn)行水泵分設(shè)的節(jié)能分析取夏季循環(huán)水量是冬季的2.5倍，即取冬季循環(huán)水流量為夏季的40%，這樣冬季水泵的揚(yáng)程約為夏季的16%，功率

24、相應(yīng)減小。表5-9,C,qV=0.86QΔt,51,表5-8　某建筑空調(diào)負(fù)荷全年分布的不均衡性,,52,表5-9　采用不同方案時循環(huán)水泵的型號及參數(shù),,53,5.3.4　空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,,,,,由于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本按最不利情況確定，實(shí)際上空調(diào)系統(tǒng)的絕大部分時間是在部分負(fù)荷下運(yùn)行的，因此進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制，使空調(diào)系統(tǒng)能夠在部分負(fù)荷條件下高效地運(yùn)行，是空調(diào)節(jié)能工作的重要課題。,,,,,,,,,,,,,半集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行

25、調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,,集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,1,2,54,風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)：,5.3.4 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制1.半集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,55,,1),2),3),,表冷器供水量依靠閥門手動調(diào)節(jié)，閥門一次性調(diào)節(jié)后固定不變，水常流通，室內(nèi)溫度控制器控制風(fēng)機(jī)的起停。圖5-24,,手動三擋開關(guān)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，回水管上設(shè)電動二通閥，風(fēng)機(jī)與電動二通閥聯(lián)鎖。 圖5-25,,,,5.3.4 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與

26、節(jié)能控制1.半集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,表冷器供水量依靠閥門手動調(diào)節(jié)，閥門一次性調(diào)節(jié)后固定不變，水常流通，為定水量系統(tǒng)。圖5-23,FCU控制方式：,56,圖5-23　手動選擇風(fēng)機(jī)三擋變速開關(guān),,57,圖5-24　溫度控制器控制風(fēng)機(jī)起停，三擋變速開關(guān)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,,,58,圖5-25　手動三擋開關(guān)，溫控器，風(fēng)機(jī)和電動二通閥聯(lián)鎖,,59,新風(fēng)機(jī)組的控制方式：,,60,,1),2),3),,第二階段(第Ⅲ區(qū)),,第三階段(

27、第Ⅱ區(qū)),,,,5.3.4 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制2.集中式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能控制,第一階段(第Ⅳ區(qū)),,4),,第四階段(第Ⅰ區(qū)),一次回風(fēng)系統(tǒng)的全年運(yùn)行調(diào)節(jié),61,Cd—冬季室外空氣預(yù)熱前，室內(nèi)外空氣混合狀態(tài)點(diǎn)Cd1—冬季室外空氣預(yù)熱后，室內(nèi)外空氣混合狀態(tài)點(diǎn)Cx—夏季室內(nèi)、外空氣混合狀態(tài)點(diǎn)L—噴水室處理之后的空氣狀態(tài)點(diǎn)，即“機(jī)器露點(diǎn)”N—夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)　Od—冬季空調(diào)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)Ox—夏季空調(diào)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)

28、　—冬季室外空氣狀態(tài)點(diǎn)Wd1—冬季室外空氣預(yù)熱后狀態(tài)點(diǎn)　Wx—夏季室外空氣狀態(tài)點(diǎn)εd—冬季熱濕比　εx—夏季熱濕比,,一次回風(fēng)系統(tǒng)的分區(qū)：,62,一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方法：,,63,,室內(nèi)參數(shù)允許波動區(qū)較大時的運(yùn)行調(diào)節(jié)：,64,,一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的全年運(yùn)行調(diào)節(jié)圖：,65,,集中式全年運(yùn)行的空調(diào)自動控制系統(tǒng)：,66,5.4 空調(diào)系統(tǒng)的熱回收節(jié)能技術(shù),,5.4.1 空調(diào)系統(tǒng)中的能量循環(huán)利用,5.4.2 熱回收換熱裝置,5.

29、4.3 噴淋式全熱新風(fēng)換氣機(jī),5.4.4 回風(fēng)循環(huán)利用與排風(fēng)能量回收,5.4.5冷卻塔的冷能利用.,,,,,67,,“空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)循環(huán)”,經(jīng)濟(jì)循環(huán)（Economizer Cycle） 指在過渡季節(jié)當(dāng)室外空氣參數(shù)達(dá)到一定條件時，空調(diào)系統(tǒng)中可以采用全新風(fēng)送風(fēng)方式以達(dá)到降溫?fù)Q氣的目?？照{(diào)設(shè)備應(yīng)裝有使新風(fēng)量從最少值向最大值切換的構(gòu)件，同時，回風(fēng)和排風(fēng)也將作相應(yīng)切換。,,概述從自然冷能及空調(diào)系統(tǒng)本身的“廢能”中回收能量，進(jìn)行能量的再循環(huán)利用

30、，以節(jié)約空調(diào)負(fù)荷，可節(jié)省空調(diào)設(shè)備初投資和運(yùn)行費(fèi)，是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的一項(xiàng)有力措施。,5.4.1 空調(diào)系統(tǒng)中的能量循環(huán)利用,68,5.4.1 空調(diào)系統(tǒng)中的能量循環(huán)利用,“免費(fèi)供冷”,,就是在室外氣象參數(shù)滿足某些條件時，空調(diào)系統(tǒng)只需消耗少量的電力就可以直接從自然界獲取冷能的一種技術(shù)措施。 它涉及到兩方面：空氣側(cè)的免費(fèi)供冷和水側(cè)的免費(fèi)供冷?？諝鈧?cè)三種形式：①直接用室外風(fēng)向室內(nèi)供冷，即經(jīng)濟(jì)循環(huán)；②夏季夜間通風(fēng)蓄冷減低白天室內(nèi)溫度；③水循環(huán)蒸發(fā)供

31、冷技術(shù)。水側(cè)主要利用冷卻塔在過渡季或冬季獲得低溫水向空調(diào)系統(tǒng)供冷。,,69,,5.4.2　熱回收換熱裝置,圖5-31　換熱器參數(shù)示意圖,熱回收的方式很多，如轉(zhuǎn)輪換熱器、中間熱媒式換熱器、板式顯熱換熱器等。不同方式的熱回收設(shè)備的效率、設(shè)備費(fèi)用以及維護(hù)保養(yǎng)要求有所不同。,70,,表5-11　各種熱回收方式的概略比較,注：表中A、B、C的排列順序比較由好至差。,71,5.4.3　噴淋式全熱新風(fēng)換氣機(jī),,,,,組成,原理,噴淋式全熱新風(fēng)換氣機(jī)

32、由熱回收換熱裝置、噴淋裝置、排凝水裝置、箱體外殼、送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)等組成。機(jī)組的結(jié)構(gòu)和工作流程如圖5-32所示。,讓室內(nèi)空氣在未經(jīng)過熱回收換熱芯體之前，利用水的蒸發(fā)吸熱對室內(nèi)排風(fēng)進(jìn)行冷卻，而后再與室外新風(fēng)進(jìn)行熱交換，使其達(dá)到更高的熱交換效率。即，利用水的蒸發(fā)吸熱對室內(nèi)排風(fēng)進(jìn)一步冷卻，使其溫度低于室外新風(fēng)的露點(diǎn)溫度，然后再以正交叉流經(jīng)氣/氣換熱器，與室外新風(fēng)進(jìn)行熱交換，室外新風(fēng)在熱交換過程中完成降溫去濕的過程，實(shí)現(xiàn)全熱交換。,,72,,圖5

33、-32　噴淋式全熱新風(fēng)換氣機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作流程,注：1）進(jìn)出風(fēng)量比：1∶1；2）標(biāo)準(zhǔn)制冷工況：室內(nèi)干球溫度27℃，濕球溫度19.5℃；室外干球溫度35℃，濕球溫度28℃；3）加濕工作壓力：進(jìn)水工作壓力為0.15MPa(自來水水質(zhì))，當(dāng)自來水系統(tǒng)工作壓力不足0.15MPa時，需另外購買加壓泵。,73,5.4.3　噴淋式全熱新風(fēng)換氣機(jī),,,,,,,,應(yīng)用,節(jié)能,環(huán)保,高效,,噴淋式新風(fēng)換氣機(jī)的風(fēng)量范圍廣，從1200～16000 m3/h，是一

34、種集合了空調(diào)場所排風(fēng)、新風(fēng)及能量回收的新型環(huán)保節(jié)能設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于民用和工業(yè)建筑的空調(diào)場所，如賓館、飯店、影劇院、體育館、醫(yī)院、機(jī)場、商場和工業(yè)廠房等。如圖5-33,74,,圖5-33　與空調(diào)機(jī)配合使用的柜式機(jī)機(jī)房布置,75,5.4.4　回風(fēng)循環(huán)利用與排風(fēng)能量回收,,,回風(fēng)循環(huán)利用,排風(fēng)能量回收,在空調(diào)系統(tǒng)中盡可能多地利用一次回風(fēng)，可減小室內(nèi)外空氣的焓差，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。對需要設(shè)置再熱處理段的空調(diào)系統(tǒng)，使用二次回風(fēng)來代替再

35、熱器的作用，可節(jié)省再熱負(fù)荷，避免空氣處理過程中的冷、熱相消，達(dá)到節(jié)能目的。,該裝置只有在空調(diào)系統(tǒng)取用最小新風(fēng)量時才啟用，而不是全年運(yùn)行。當(dāng)室外空氣焓值介于冬、夏季室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)焓值之間時，應(yīng)使新風(fēng)旁通，直接導(dǎo)入系統(tǒng)。圖5-34,76,,圖5-34　全熱換熱器在排風(fēng)系統(tǒng)中的布置,77,5.4.4　回風(fēng)循環(huán)利用與排風(fēng)能量回收,,節(jié)能分析,,如果一個空調(diào)工程的新風(fēng)冷負(fù)荷占總空調(diào)負(fù)荷的40％，使用該裝置后，可使總空調(diào)負(fù)荷減少25％左右，冷(熱)源

36、容量減小，而且大大節(jié)省運(yùn)行能耗。尤其在夏季，對削減峰值負(fù)荷，平衡電網(wǎng)負(fù)載也有重要作用。以廈門某商場為例，討論常用的一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)利用全熱回收式新風(fēng)預(yù)處理設(shè)備在設(shè)計(jì)工況時的能效情況。,78,5.4.5　冷卻塔的冷能利用,冷卻塔的冷能利用是在常規(guī)空調(diào)水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)部分管道和管件(或設(shè)備)，當(dāng)室外濕球溫度低到某個值以下時，停止冷水機(jī)組的運(yùn)行，用經(jīng)冷卻塔降溫了的循環(huán)冷卻水直接或間接地向風(fēng)機(jī)盤管供冷，以減少制冷機(jī)的運(yùn)行能耗，降低運(yùn)行費(fèi)

37、用。,79,5.4.5　冷卻塔的冷能利用,,,直接供冷,在切換到冷卻塔供冷方式運(yùn)行時，水泵的工作條件不會有大的變化，也不用擔(dān)心水質(zhì)問題，而且在多臺冷水機(jī)組加冷卻塔的配置情況下，還可以進(jìn)行冷水機(jī)組和冷卻塔供冷兩種方式的混合工作。,流程,特點(diǎn),,,直接供冷系統(tǒng)是將通過冷卻塔降溫的循環(huán)水直接提供給風(fēng)機(jī)盤管去吸收所處理空氣的熱量，然后再返回到冷卻塔降溫，其系統(tǒng)構(gòu)成見圖5-36a。,注意轉(zhuǎn)換供冷方式后，水泵的使用及其流量、壓頭與兩種不同供冷方式所

38、構(gòu)成管路系統(tǒng)的匹配問題。若是使用開式冷卻塔，還要考慮水質(zhì)及其處理問題。,80,,5.4.5　冷卻塔的冷能利用,,,,間接供冷則仍保持原冷卻水和冷凍水的各自循環(huán)，但需增加換熱器，使兩個水環(huán)路建立起熱交換關(guān)系，其系統(tǒng)構(gòu)成見圖5-36b。,間接供冷,在切換到冷卻塔供冷方式運(yùn)行時，水泵的工作條件不會有大的變化，也不用擔(dān)心水質(zhì)問題，而且在多臺冷水機(jī)組加冷卻塔的配置情況下，還可以進(jìn)行冷水機(jī)組和冷卻塔供冷兩種方式的混合工作。,流程,特點(diǎn),81,,圖5

39、-36　冷卻塔供冷系統(tǒng),a)直接供冷系統(tǒng),b)間接供冷系統(tǒng),冷水機(jī)組供冷：閥1、2、3、4開，5、6關(guān)；冷卻塔供冷：閥1、2、3、4關(guān)，5、6開，冷卻泵關(guān)。,冷水機(jī)組供冷方式：閥門1、2、3、4開，5、6關(guān)；冷卻塔供冷方式：閥門1、2、3、4關(guān)，5、6開。,82,,,,Contents,,投資(或改造)費(fèi)用的回收期？,空調(diào)系統(tǒng)的形式？過渡季節(jié)或冬季是否要供冷？,系統(tǒng)選哪種形式？,供冷時數(shù)是否夠長？,應(yīng)用冷卻塔供冷技術(shù)，需要慎重對待,

40、冷卻塔供冷技術(shù)的局限性,83,5.5 空調(diào)系統(tǒng)總耗能量計(jì)算,,,,,當(dāng)量滿負(fù)荷運(yùn)行時間法,負(fù)荷頻率表法,度日法,計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算法,當(dāng)量滿負(fù)荷 運(yùn)行時間τE 負(fù)荷率Σ空調(diào)全年總耗能量,頻率數(shù) 空調(diào)耗能量的計(jì)算,度日數(shù) 建筑采暖耗熱量,清華大學(xué)的DesT 美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的NBSLD美國國家能源局的DOE日本空氣調(diào)節(jié)和衛(wèi)生工學(xué)會的HASP/ ACLD8501、8502等,評價建筑物耗能和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效采的好壞時，單從設(shè)計(jì)工況

41、考慮是不夠的，需要計(jì)算空調(diào)全年或季節(jié)（期間）的總耗能量。.,,,,84,思考題,1.空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能評價指數(shù)有哪些？它們分別從哪些方面來評價空調(diào)系統(tǒng)的能耗？2.說明空調(diào)系統(tǒng)耗能的特點(diǎn)3.簡述空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能途徑及其節(jié)能技術(shù)措施。4.空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗包括哪些內(nèi)容？與哪些因素有關(guān)？如何減小運(yùn)行能耗？5.什么是VWV系統(tǒng)？什么是VAV系統(tǒng)？為什么說對風(fēng)閥節(jié)流調(diào)節(jié)是不節(jié)能的，而只有對風(fēng) 機(jī)的變風(fēng)量調(diào)節(jié)才是節(jié)能調(diào)節(jié)？,85,思考題,