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沉墨的猫-分享

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沉墨的猫:中央空调系统设计要注意的问题-节能设计1  

2011-08-17 14:22:11|  分类: A精选节能经验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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前言:现行的中央空调设计规范没有很及时的将最新节能设计原理和技术措施隔入其中,导致一些系统符合规范要求,但运行起来并不节能。笔者经多年的学习、摸索,总结了一些认为在空调系统设计阶段就必做考虑的事项,后与设计院、厂家讨论,都认为是可行的,现与大家分享和探讨,(注:以下所有节能设计符合一般性中央空调系统,但特殊情况(如净化空调、常年开空调模式)则有特殊情况的处理,不再本探讨范围内):

1、 新风口的设计:

1.1   多数地区的中央空调系统是随着季节变化而有转换的,即夏季气温高开空调时提供冷冻水,换季后气温低则停供冷冻水。理论上,空调系统中的新风主要作用是补充人员所需的氧气,且因夏季室外新风冷负荷大,故一般新风与回风是按一定比例(一般空调系统不超过30%)混合处理的。

1.2   很多设计案例的新风口是按以上比例(小于30%)计算新风风量后,做的固定新风口。但这样是不符合节能需求的。

1.3   节能分析:当室外气温下降后,比如低于室内最高温度后,新风其实就可以看做一种冷源了,就如冷冻水一样。当室内外温差大时,可以减少新风量的摄入,加大循环风量,保持室内温度恒定,当室内外温差小时,就应加大新风量的摄入,减少循环风量。做个理想假设,当室内外温差为0时,不考虑室内热源对空气的作用,那么是不是就是新风温度等于室内温度,100%全新风就可以控制室内温度达到要求。室内恒定25度时,空调送风温度一般在16~20度左右,如果能做到100%全新风送入(热风直接从门窗或其他方式排出),室外气温约24度时就可停冷冻水了,比30%固定新风时制冷机要少开不少时间。所以,固定新风口设计,这不是一个很节能的一个设计。

1.4   节能设计:新风口应按100%循环送风量设计,且新风量应有可调节措施,如新风阀,可根据室外气象条件,适时的调节新风量,以做到最大化的节能。

 

2、 风机变频控制设计:

2.1因为冬季时,室外温度低,温差大,只需小风量送进室内即可。另外加上后面所谈的变风道节能技术,送风阻力变小,实际送风量增大。风量控制需加变频器控制。如果仅用风阀控制送风量是不符合节能原理的(基本性原理就不具体说了)。

2.2  风机变频在夏季也可用的上:因为一般中央空调要考虑最热气象条件和设备正常性能衰减,初装的设备都有很大的余量,包括送风量。所以在夏季也可用变频器来调节过多的送风量。

2.3  往往设计规范没有考虑以上情况,认为一般性空调基本是工频运行,增加变频器不仅增加成本,且多一个故障点,所以一般设计都 没有考虑配置变频器。其实现在的】变频器价格已很低了,如果工作环境一般,故障率也是非常低的(我实践中,一般的风机会选择“英威腾”,重要的生产用风机就会选择“西门子”,两个品牌的多台变频器使用了4年来都还没有出现过问题,按说明书操作使用和保证工作环境很重要)一台变频器基本的成本一般在一年半左右就可收回。整体经济性是很划算的,而且还为节能做了贡献。

 

3、 变风道设计:

3.1变风道节能原理:常规空调换季后不送冷冻水只有通风,表冷器不起任何作用,但通风仍要经过表冷器。因为表冷器有一定风阻,一般都占了风机压头的30~50%左右。如果送风可绕过表冷器,可降低风阻,可以在相同阻力下增加送风量,也可在相同送风量的情况下减少电机耗电量(风机转速与风压、风量、功率的基本原理也不在此解释了),加以变频器配合就可以达到较好的节能效果,一般或节能约50%以上。某空调设备厂叫此技术为变风道风柜技术,其他公司也许有不同叫法。

3.2 变风道技术其他好处:不开空调时,送风不经表冷器,还可以减少灰尘附着在表冷器的几率,可减少表冷器清洗次数及维护成本。

3.3  这种变风道节能技术,之前基本没怎么听说过,我自己还是在一个实践中为解决表冷器遭灰尘堵塞和风量需同时加大问题,了解到表冷器风阻大而影响送风量时,才想到绕过表冷器的方案,继续评估其在节能上也是很多优势的。相关标准产品很少见,设计院也很少提及有这类节能技术,所以这种技术应还不为普遍认识吧。

3.4 变风道实现的方法:一、是直接购买变风道技术的组合风柜产品,现接触过的有广州国灵空调(又叫“三艾国际”  www.3a-ac.com好像不能正常工作)有相关标准产品。二、在一般组合风柜的基础上在表冷段后增加一个进风段即可,这个风段的风阀要保证可做到100%的全新风送入,同时进入要考虑有同样的过滤器,否则,灰尘易直接进入而污染送风管和送风口。方案二成本低,过滤器要多一倍。但过滤器更换成本是一样的(总运行时间是一样的,走这边过滤器就不会走另一边过滤器)。

3.5变风道运行中的一点可能的问题解决:有人提出,即使打开旁路风阀,根据流体力学基本原理,虽然大多数风量会从风阻小的旁路进入,但原来的表冷通道还是会有一点风量。对于这个可能的问题,我个人觉得非常好解决。因风道一转换,基本不会频繁操作,比较简单低成本的做法是,用一些阳光板等中空塑料板材,放在表冷器前或这一段的过滤器前挡住就行了。如果要复杂一点做到自动化,就在表冷后做个风阀或是风道转换设计即可。

 

4、 回风管设计:当100%送新风时,如果建筑环境相对封闭,则能从门窗自然外泄的空气量有限,就可能因阻力增大而影响实际送风量。对此,考虑的办法时,空调回风管系统也可用来考虑作为排风管用。在空调回风进风柜前,另做一分支,分支终端可是自然排风,也可是机械排风,机械排风效果好。分支处要做切换风阀,夏季切换作空调回风用,换季后,切换直接作为排风用。

 

5、 表冷器相关节能技术要求:基于表冷器一般制造技术,其排管数越多风阻越大,风阻大自然就不利于节能,同时,排管多还不利于日后清洗维护,因为排管数越多,翅片交错越密,残渣越难穿透清洗掉,从清洗角度而言,最好是小于4排管(4排管已很难做清洗了)。如果排管数不能满足要求,是可以要求做成双表冷段,之间最少要保留60~80公分的检修空间。从技术而言,表冷器是可以做成排管数量少的,但这就要求降低迎面风速,会增加表冷器以及风道的截面面积,这必然增加设备或房屋建造成本。如果经评估,初始增加的成本是可接受的,还是比较建议选择合适的表冷器。

其他相关通风节能技术及应用注意事项介绍:

?  关于节能空调、水帘(濂)空调技术:其原理都是利用空气通过水膜(帘)时,水蒸发吸收空气热量降低送风温度达到节能效果,但在降温的同时,水会蒸发进入空气中,湿度增加可达83%RH以上。空气含湿量高时,人不易出汗则会感觉气闷,湿度大也不利电脑等电器设备使用、纸质文件保管(易受潮)。同时其降温效果视空气的相对湿度而定,空气越干燥效果越好,空气湿度大时,则效果不明显,因此一般不适于办公室使用。使用条件一般要求有比较好的全新风通风环境,不适合室内循环通风的环境使用。

?  关于强通风设备:强通风设备一般用于不开空调季节或空调效果差的区域,因送风温差小环境温度高,要令人感觉舒适就得加大风速,就像吹风扇一样,快速风流加快人体表面水份蒸发而感觉有些舒适。但强通风大风速也有一些缺点:噪音大,需要宽敞的空间保持通风流畅和衰减音波能量,不能长时间对准人员裸露皮肤,要靠近需求人群。一般应用在人员流动性强、空间宽敞、通风顺畅、可以短时间接受噪音的场所。像办公区这类区域因吊顶后空间有限,人员集中,流动性不强,采取强通风后的噪音控制、还有强通风设备的布置美观化,很难找到很合理的解决方案。

 

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