浅谈公共建筑空调系统节能诊断技术__墨水学术,论文发表,发表论文

所属栏目：机械论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:160

副标题#e#摘要：公共建筑空调系统的节能运行是节能减排工作的重要方面，本文尝试从系统工程的角度来考虑开展空调系统节能诊断的方法。基于对空调系统运行方式的分析，依据“需求侧与供应侧分离、设备级与系统级分离”的原则，遵循“先降低需求后调整供应，先分析设备后处理整体”的顺序，本文对空调设备检测分析顺序研究、空调系统节能诊断流程及空气处理系统检测分析三个问题进行分析。
　　关键词：公共建筑；空调系统；节能；诊断
　　一、公共建筑空调系统节能的必要性
　　普通公共建筑和大型公共建筑最主要的区别在于是否有集中空调系统，而正是这一点区别使得二者的能耗水平具有明显差别。随着我国经济社会的发展，一方面，大量新建公共建筑中大型公共建筑的比例不断提高，另一方面既有公共建筑相继改造，由普通建筑升级为大型公共建筑。同时相关调查显示，综合各项节能措施，现有大型公共建筑空调系统节能潜力在30-50%。针对公共建筑中的空调系统开展节能工作对于公共建筑的节能工作推动力较大、节能效果较好。
　　二、空调系统节能诊断流程
　　需求侧与供应侧在空调用能分析中的地位是不同的，降低供应侧的用能量必须以降低需求侧的冷热需求量为基础和前提，因此在节能诊断中应该先开展需求侧空调房间的节能诊断，然后再对供应侧空调系统进行节能诊断。设备级和系统级在空调系统用能分析中的地位也不相同，设备的高效运行并不代表空调系统的高效运行，但空调系统的高效运行却必须以设备的高效运行为基础，因此在节能诊断中应该先分析具体的设备，然后再分析空调整体的运行状况，同时分析空调整体的运行状况必须兼顾到具体的设备。
　　空调房间的节能诊断，不仅需要发现房间中的空调安装、调节、控制问题，还需要确定影响空调房间瞬时冷热需求量的显在因素和潜在因素，如：外部新风、气流组织、照明和电器的使用等。空调设备的检测分析，需要分析单个设备的运行效率，如风机、水泵、制冷机等的运行效率；需要分析能量浪费，如管道保温、管道泄露、管道阻力对压头的消耗；需要分析设备的特性，如盘管、制冷机换热片的换热能力；需要分析物理参数的控制调节能力，如送风压力、供水压力、送风温度、供水温度、房间温度、房间湿度等。空调整体的节能诊断，以设备、子系统的良好运行和满足空调房间温度与新风需求为前提条件，主要分析空调子系统之间应该如何配合，才能降低空调系统的总用能量，同时在空调整体的节能诊断中必须保证空调设备的正常运行和调控。
　　二、空调设备检测分析顺序研究
　　空调系统设备检测分析是应该遵循一定顺序的，这是由于空调系统是多个设备互联起来的一个整体，某个设备运行的状态不仅由设备本身的特性决定，还必须由设备所处的位置决定，空调系统设备检测分析时必须照顾到这种互联性。这样做一方面可以避免重复的检测分析，另一方面可以最大限度发现空调系统运行中存在的问题。要确定空调设备检测分析流程，就必须分析空调系统是如何进行冷热量的传递和控制调节的。
　　建筑和空气处理系统新风中的热量通过制冷盘管传递到冷冻水侧，冷冻水携带的热量通过制冷机中的蒸发器传递给制冷剂，压缩机通过压缩制冷剂将制冷剂温度升高，由冷凝器将热量传递给冷却水，冷却水携带的热量通过冷却塔中的蒸发吸热过程将热量排放到外部环境中。由热量传递的路径可以看出，空调制冷系统中热量的传递方式是单向传递。热量的传递过程中包含着能量的使用，也就是空调系统总的用能量，需要传递的热量越多，空调制冷系统消耗的能量越多。沿着热量传递的方向，尽量减少每个环节需要传递的热量本身就是对空调系统节能运行的保障，因此普通空调制冷系统设备检测分析应当按照热量的传递方向开展，也即首先分析空气处理系统#p#副标题#e#，然后是冷冻水系统，最后是冷却水系统。
　　三、空气处理系统检测分析
　　空气处理系统中的热媒体是空气，通过空气的混合将建筑中的热量和新风中的热量传递给冷冻水系统，满足空调房间的舒适度要求。空气处理系统的主要组成有：风管、风机、制冷盘管、室外新风混风箱、过滤网、消声器、风阀、加湿器。空气处理系统中温度的调节控制主要由盘管执行，湿度的调节控制需要盘管和加湿器共同执行。过滤网主要是净化空气，减少送风中的灰尘。空气的流动动力源是风机。风阀的主要作用是引导空气的流向，主要有新风阀、混风阀、排风阀、送风阀、回风阀等。
　　风管方面主要包括：风管破损、风管泄露、风管保温和风管阻力四个问题；盘管方面主要是盘管的换热能力和盘管使用顺序；控制调节方面包括外部新风的调节、冷热量是否共存和制冷盘管是否过度除湿；风机方面以风机的运行效率作为检测分析的突破点。空气处理系统中其他一些附件，如过滤网、消声器、加湿器等，对空气处理系统的用能量影响都包括在以上诸方面。
　　根据空调设备检测分析的顺序要求，空气处理系统检测分析的顺序应该是：先诊断送风管道、盘管，然后诊断控制和风机。需要说明的是，风机的设备特性与送风管道的阻力特性决定了风机的运行工况点，因此在对风机检测分析时需要结合送风管阻力进行分析。
　　三、冷冻水系统检测分析
　　冷冻水系统中的热媒体是水，通过制冷盘管吸收空调房间和新风中的热量，通过自身的流动将热量传递到制冷机的蒸发器，进而将热量传递给制冷机中的制冷剂。冷冻水系统的构成主要有：冷冻水管道、盘管、水泵、阀门、制冷机等。冷冻水旁通的问题主要涉及到旁通管道的设置、旁通管的流量和制冷机蒸发器作旁通管道的现象；冷冻水管道相关的问题与送风管相似，主要有管道阻力、管道保温和管道泄漏；小温差大流量是制冷系统常出现的问题根据空调设备检测分析的顺序要求，冷冻水系统检测分析的顺序应该是先诊断旁通和管道，然后诊断小温差大流量，最后是制冷机、水泵。
　　需要说明的是，水泵的设备特性与冷冻水管道的阻力特性决定了水泵的运行工况点，因此在水泵效率分析时需要结合冷冻水管道阻力特性进行分析；旁通流量的大小与水泵的运行、小温差大流量相关联，旁通流量反映了水泵的调节能力，流量过大会引起小温差大流量的问题。
　　四、冷却水系统检测分析
　　冷却水系统的热媒体是水，从制冷机冷凝器提取热量后，经由冷却塔排放到外部环境。组成冷却水系统的设备主要有冷却塔、水泵、阀门、过滤网、管道、制冷机。
　　冷却水旁通分析主要包括旁通管道的设置、冷却塔旁通和制冷机冷凝侧的旁通。冷却水管道仅分析管道阻力问题。冷却塔分析时以冷却塔运行效率为突破口分析。冷却水状态对制冷机性能系数COP也有影响。水泵分析主要分析水泵运行效率。根据空调设备检测分析的顺序要求，冷却水系统检测分析的顺序为：先分析系统形式，然后是冷却水旁通和管道，最后分析冷却塔、制冷机和水泵。
　　需要说明的是，在分析冷却塔、制冷机和水泵节能运行时都需要考虑旁通流量，此外水泵的节能运行还需要考虑管道阻力。
　　参考文献
　　[1]Seung-BokLeigh,Jong-SeoWonandJeung-IkBae.AnEnergyManagementProcessandPredictionofEnergyUseinanOfficeBuilding[J].JournalofAsianArchitectureandBuildingEngineering,2005,Vol.4,No.2pp.501-508.
　　[2]Seem,J.E.Usingintelligentdataanalysistodetectabnormalenergyconsumptionin
　　buildings[J].EnergyandBuildings,2007,39（1）：52-58.
　　[3]薛志峰.既有建筑节能诊断与改造[阅.北京：中国建筑工业出版社，2007.
　　[4]李鹏.空调冷水系统变频调速水泵的控制节能[J].黑龙江科技信息，2008,（#p#副标题#e#26）：253-253.