辦公樓中央空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能問(wèn)題綜述

文獻(xiàn)綜述建筑環(huán)境與設(shè)備工程

亦公樓中央空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能問(wèn)題綜述1前言辦公建筑的一個(gè)流動(dòng)人口眾多的公共場(chǎng)所，室內(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和新鮮空氣量等，職工的身體健康影響很大。因此，辦公建筑的空氣環(huán)境越來(lái)越被有關(guān)部門(mén)所重視。我國(guó)衛(wèi)生防疫部門(mén)對(duì)辦公建筑提出了衛(wèi)生要求，對(duì)較大的重點(diǎn)建筑還進(jìn)行過(guò)監(jiān)測(cè)，為了保證良好的室內(nèi)辦公環(huán)境，滿(mǎn)足工作人員對(duì)舒適和衛(wèi)生的要求，目前大型辦公樓都設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)。隨著智能型辦公樓不斷的增多，人們對(duì)室內(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質(zhì)問(wèn)題也越來(lái)越重視。由于能源的緊缺，節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視。因此迫切需要為辦公建筑物安裝配置節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足人們對(duì)高生活水平的追求。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)為南京凱悅機(jī)電設(shè)備有限公司辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)，建筑層數(shù)為4層，建筑面積約7919平方米，設(shè)計(jì)內(nèi)容為中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，本文將從智能型辦公樓的節(jié)能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行綜合探討。2智能型辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)的選擇首先，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初選定空調(diào)方案（系統(tǒng)方式）時(shí)，即應(yīng)將節(jié)能作為重要依據(jù)之一。中央空調(diào)能耗一般包括三部分:空調(diào)冷熱源;空調(diào)機(jī)組及末端設(shè)備;水或空氣輸送系統(tǒng)。這三部分能耗中，冷熱源能耗約占總能耗的一半［1］左右，是空調(diào)節(jié)能的主要內(nèi)容。采用冰蓄能系統(tǒng)冰蓄冷技術(shù)口］是利用峰谷電價(jià)的差別將用電高峰時(shí)的空調(diào)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電價(jià)較為便宜的夜間，從而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)于傳統(tǒng)的冰蓄能系統(tǒng),主機(jī)所耗的總能量變化不大，因而可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用但不節(jié)能。如采用再冷式冰蓄能系統(tǒng)則因采用了新型的冰剝離法，而減少了剝離能耗,既可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用又可節(jié)能。采用冰蓄能系統(tǒng)時(shí)，具體的有下面幾種方案可供選擇。全部蓄能系統(tǒng)當(dāng)電價(jià)在峰、谷時(shí)段里有差別時(shí)，可將全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到廉價(jià)電費(fèi)的時(shí)間里運(yùn)行。這種方式常用于改建工程，它可利用原有的冷水機(jī)組，只需加設(shè)蓄冷設(shè)備和有關(guān)的輔助裝置，這種方式也適用于需要瞬時(shí)大量釋冷的特殊建筑物，如體育館建筑物等。部分蓄能系統(tǒng):冷水機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，它在夜間用來(lái)制冷蓄能，在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。將運(yùn)行時(shí)數(shù)從14h擴(kuò)展到24h,可以得到最低的平均負(fù)荷。需電量費(fèi)用大大地減少，而冷水機(jī)組的制冷能力也可減少50%?60%康］或者更多一些。在新建的建筑中,這是最實(shí)用的、投資有效的負(fù)荷管理方案。有資料顯示，采用該系統(tǒng)節(jié)能可在25%?35%b］之間。采用變風(fēng)量系統(tǒng)，以減少空氣輸送系統(tǒng)的能耗全空氣空調(diào)系統(tǒng)［4］設(shè)計(jì)的基本要求,是要確定向空調(diào)房間輸送經(jīng)過(guò)一定處理的空氣數(shù)量,用以吸收室內(nèi)的余熱和余濕，從而維持室內(nèi)所需要的溫、濕度。利用能量回收系統(tǒng)節(jié)能壓縮機(jī)工作過(guò)程中會(huì)排放大量的廢熱，熱量等于空調(diào)系統(tǒng)從空間吸收的總熱量加壓縮機(jī)電機(jī)的發(fā)熱量。水冷機(jī)組通過(guò)冷卻水塔，風(fēng)冷機(jī)組通過(guò)冷凝器風(fēng)扇將這部分熱量排放到大氣環(huán)境中去。熱回收技術(shù)利用這部分熱量來(lái)獲取熱水，實(shí)現(xiàn)廢熱利用的目的。熱回收技術(shù)應(yīng)用于水冷機(jī)組，減少原冷凝器的熱負(fù)荷，使其熱交換效率更高;應(yīng)用風(fēng)冷機(jī)組⑷，使其部分實(shí)現(xiàn)水冷化，使其兼具有水冷機(jī)組高效率的特性。所以無(wú)論是水冷、風(fēng)冷機(jī)組，經(jīng)過(guò)熱回收改造后，其工作效率都會(huì)顯著提高。根據(jù)實(shí)際檢測(cè),進(jìn)行熱回收改造后機(jī)組效率一般都是提高5%?15%【5】。由于技術(shù)改造后負(fù)載減少,機(jī)組故障減少，壽命延長(zhǎng)。目前該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于活塞式、螺桿式冷水機(jī)組。合理選擇冷熱源在制冷機(jī)組的選用中。根據(jù)“提高電力在終端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重,有效利用石油和天然氣資源⑹”的國(guó)家能源政策,鼓勵(lì)采用電制冷機(jī)組，限制采用燃煤鍋爐的產(chǎn)品。合理選擇冷熱源在制冷機(jī)組的選用中。根據(jù)“提高電力在終端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重,有效利用石油和天然氣資源”的國(guó)家能源政策,鼓勵(lì)采用電制冷機(jī)組，限制采用燃煤鍋爐的產(chǎn)品。同時(shí)，可積極發(fā)展太陽(yáng)能空調(diào)與燃?xì)饪照{(diào)（直燃機(jī)）、合理利用其他熱源。3對(duì)智能型辦公樓空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)變流量改造方案由于一般中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中仍采用傳統(tǒng)的定流量設(shè)計(jì)理念，耗電量較大，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。而在現(xiàn)實(shí)生活中，中央空調(diào)系統(tǒng)各部分設(shè)備的負(fù)荷是隨著環(huán)境溫度季節(jié)交替人流情況的變化而變化，因此，有必要對(duì)空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤及時(shí)調(diào)整，使各部分設(shè)備始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。變頻調(diào)速節(jié)能原理風(fēng)機(jī)是傳送氣體的機(jī)械設(shè)備，是把電動(dòng)機(jī)的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的一種機(jī)械這類(lèi)負(fù)載消耗的能量與流量成立方比的關(guān)系衛(wèi)。目前通常都采用調(diào)節(jié)風(fēng)閥進(jìn)行流量控制，實(shí)際運(yùn)行時(shí)不論流量的大小，拖動(dòng)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)所消耗的電量變化很小。如果采用改變?cè)O(shè)備轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)流量6］，當(dāng)流量下降時(shí)，電量消耗將以三次方的比例下降。因此在這類(lèi)設(shè)備中，在保證流量需求的前提下，采用變頻調(diào)速的方式來(lái)調(diào)節(jié)流量，可以大大降低電力能量的消耗。對(duì)于空調(diào)箱風(fēng)機(jī)考慮采用閉環(huán)自動(dòng)溫差控制具體方法是：先將系統(tǒng)所有的風(fēng)閥門(mén)完全打開(kāi)，在保證風(fēng)壓與冷量的需求的前提下，確定變頻器工作的最低工作頻率（調(diào)試時(shí)確定），將其設(shè)定為下限頻率并鎖定用溫度傳感器采集回風(fēng)口的溫度，傳送至溫度控制器，再轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)反饋給變頻器⑻］。當(dāng)溫度小于等于設(shè)定值（一般為環(huán)境溫度）時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量可適當(dāng)減少，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。風(fēng)量增加在節(jié)電裝置的控制設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了手動(dòng)切換和自動(dòng)旁路功能，即用戶(hù)可手動(dòng)或自動(dòng)切換使用二套控制線(xiàn)路。確保通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)間斷運(yùn)行在控制系統(tǒng)的調(diào)試中，首先確定變頻器的最低工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，再將采集的各類(lèi)信號(hào)綜合運(yùn)算［卬門(mén)，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)反饋給變頻器來(lái)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量由于風(fēng)機(jī)類(lèi)電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。因此在保證通風(fēng)要求及溫度的前提下，減少一定的風(fēng)量能夠起到大幅降低能耗的效果。4智能型辦公樓空調(diào)新風(fēng)、排風(fēng)能量回收系統(tǒng)的應(yīng)用分析過(guò)渡季節(jié)使用空調(diào)的時(shí)間占全年空調(diào)總時(shí)間的比例也是影響排風(fēng)熱回收裝置設(shè)置與否的重要因素之一。過(guò)渡季時(shí)間越長(zhǎng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)全年回收冷量越小。我國(guó)大多數(shù)地區(qū)氣候特點(diǎn)四季不分明，炎熱時(shí)間長(zhǎng)，采用這種熱回收技術(shù)［10"雖然初投資相對(duì)大一些，卻節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而且節(jié)能效果是顯著的。而現(xiàn)實(shí)中，雖然在前期設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)師會(huì)給業(yè)主提供采用這個(gè)熱回收系統(tǒng)后有關(guān)的初投資增加、運(yùn)行費(fèi)用減少以及增加的初投資的回收期長(zhǎng)短分析。但是業(yè)主往往單純地從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)權(quán)衡熱回收裝置的設(shè)置與否，對(duì)于大型商場(chǎng)而言，熱回收裝置投資的回收期會(huì)稍長(zhǎng)一些，而且全熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)還要充分考慮安裝尺寸，運(yùn)行的安全可靠性以及設(shè)備配置的合理性。全熱交換器的大小是按空調(diào)供冷或供暖時(shí)的最小風(fēng)量確定。必須注意的是過(guò)渡季節(jié)或冬季［10］采用新風(fēng)供冷時(shí)不能用全熱交換器全熱交換回收裝置節(jié)約的能量包括顯熱和潛熱，節(jié)能效果顯著，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）的規(guī)定要求采用排風(fēng)熱回收裝置的額定熱回收效率不應(yīng)低于60%問(wèn)。辦公樓舒適性空調(diào)系統(tǒng)常用的從排風(fēng)中直接回收能量的裝置有轉(zhuǎn)輪式、板翅式和板式等，而其中前兩者既可實(shí)現(xiàn)全熱交換，也可實(shí)現(xiàn)顯熱交換，后者僅可以實(shí)現(xiàn)顯熱交換。全熱回收器不同于顯熱回收器的地方在于前者同時(shí)回收排風(fēng)中的能量和濕量，是靠新風(fēng)與排風(fēng)的溫差和水蒸汽壓力差來(lái)達(dá)到熱濕交換，其進(jìn)出口關(guān)系可以由溫度效率和濕度效率確定，效率值與新風(fēng)量、排風(fēng)量大小有關(guān)，后者僅僅是溫差的熱交換。而在智能型辦公樓中最為適合的熱回收裝置是轉(zhuǎn)輪式熱交換器和板翅式交換器。轉(zhuǎn)輪式換熱器是通過(guò)排風(fēng)與新風(fēng)交替逆向流過(guò)轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪中間有清洗扇，本身對(duì)轉(zhuǎn)輪控制，能適應(yīng)不同的室外空氣參數(shù)，而且能使效率達(dá)到70%?80%m】以上。這類(lèi)熱交換器是現(xiàn)在廠(chǎng)家較多推薦的成熟產(chǎn)品，可根據(jù)需要，購(gòu)置不同規(guī)格大小的設(shè)備，安裝在新風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)出口上，以使夏季的新風(fēng)與排風(fēng)進(jìn)行冷、熱交換。但是輪轉(zhuǎn)式換熱器是兩種介質(zhì)交替轉(zhuǎn)換，不能完全避免交叉污染，因此流過(guò)氣體必須是無(wú)害物質(zhì)，現(xiàn)在市面上的產(chǎn)品技術(shù)更新改造，氣密安全性好，采用送風(fēng)壓入、排風(fēng)吸出，能夠全熱回收而不污染新風(fēng)。其缺點(diǎn)是要求把新風(fēng)和排風(fēng)集中在一起，風(fēng)系統(tǒng)布置帶來(lái)一定困難。合理補(bǔ)給新風(fēng)合理補(bǔ)給新風(fēng)［12］是在滿(mǎn)足衛(wèi)生、補(bǔ)償排風(fēng)、稀釋有害氣體、保持正壓等要求的前提下，不盲目增大新風(fēng)量，最好采用二氧化碳濃度控制器，達(dá)到減少新風(fēng)的冷卻負(fù)荷的效果。也可以通過(guò)安裝新風(fēng)、排風(fēng)全熱交換器，通過(guò)換熱器使新風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行顯熱或全熱交換來(lái)減少新風(fēng)負(fù)荷。另外用間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)預(yù)冷新風(fēng)的節(jié)能效果在常規(guī)空調(diào)中可以加設(shè)間接蒸發(fā)冷卻裝置用來(lái)預(yù)冷新風(fēng)，以減少新風(fēng)負(fù)荷，從而降低機(jī)械制冷設(shè)備的容量。還可以對(duì)新風(fēng)閥門(mén)采用焙差法自動(dòng)控制，根據(jù)室內(nèi)外空氣的焙差值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度［13］。5總結(jié)辦公樓中央空調(diào)具有很大的空調(diào)節(jié)能潛力，加強(qiáng)中央空調(diào)安裝新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)管理采用冰蓄能系統(tǒng)冰蓄冷技術(shù)，空調(diào)節(jié)能還有大量的潛力可挖，這將成為今后辦公樓空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)本次南京凱悅機(jī)電設(shè)備有限公司辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)，我將根據(jù)當(dāng)前辦公樓的實(shí)際情況，綜合運(yùn)用和深化所學(xué)的理論知識(shí)，重點(diǎn)在于掌握新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能管理，結(jié)合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)調(diào)查研究，并根據(jù)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)出適應(yīng)當(dāng)前辦公需求的智能型辦公樓空調(diào)系統(tǒng)。同時(shí)，通過(guò)本次獨(dú)立設(shè)計(jì)過(guò)程，我將進(jìn)一步熟悉中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，提高自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，增強(qiáng)自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。[參考文獻(xiàn)]陳衛(wèi)星.大型辦公樓空調(diào)系統(tǒng)的改造[J].建筑施工，2008,9(9)：799?801.金漣漪，趙輝.某辦公樓空調(diào)方式的選擇對(duì)比[J].2003年福建省暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)論文資料集,2009,24(2)：196?201.周培莘.現(xiàn)代辦公樓的空調(diào)節(jié)能方式[J].高科技與生活，2005,10(11)：59?56.于立強(qiáng)，陳藝虹.智能化辦公樓的空調(diào)節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境空氣[J].信息時(shí)代,2004,35(26)：487?493.雷支容.21世紀(jì)中央空調(diào)節(jié)能方案探討[J].科技資訊，2009,25(2)：25?34.趙加寧，周巧航,施雪華.空調(diào)用制冷系統(tǒng)的節(jié)能潛力分析[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，18(3)：353?357.王起霄，劉淑靜，汝長(zhǎng)海.變頻空調(diào)的性能研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,17(03):69?711林志光，劉亞洲.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2009,39(16):193?191.張思源，姚鑫.中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方案探討[J].建筑與工程，2009,12(7)：671.袁志宇，宋曉雪，楊珍珠.中央空調(diào)系統(tǒng)余熱回收利用節(jié)能效果的分析[J].2009,31(9)：116?120.陳曉鶯.北京某辦公樓的空調(diào)設(shè)計(jì)[J].科技資訊,2010,19(3):56.周向陽(yáng).空氣-水風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析[J].制冷與調(diào),2008,22(1):20?21.薛