中央空调冷却水系统通常采用循环水系统_中央空调冷却水泵节能循环运行控制设计国内研究

1.民用建筑暖通空调节能设计措施探讨？

2.中央空调冷却水循环系统中央空调冷却水循环系统图

3.中央空调节能技术盘点

4.公共建筑空调节能设计的探讨？

5.中央空调节能改造方案

6.循环水冷却系统的系统控制与节能

1概述

随着经济建设的发展，商用建筑（写字楼、宾馆饭店、大中型商场等）大量兴建，1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米，其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2].目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60%。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万～450万kW.按重庆和上海的统计，中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%[3]，给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展，能源供应会更加紧张，将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右，对于商场和综合大楼可能要高达60%以上，因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施：

2.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：

确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境，满足人们办公、学习、等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1]（ASHRAE Handbook）的基础篇里，给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域，大约是空气温度13℃～23℃，空气相对湿度20%～80%。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高，都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高。

2.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间，由于使用功能的需要，会在房间的局部产生较大的散热量，例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中，应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风，将设备散热量直接排出室外，防止热量散发到室内，以减少夏季的冷负荷。但是在运行中，这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理，那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷，浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20～30%，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例：

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3，所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外，还要合理利用新风。春秋季或冬季，有些房间仍需供冷，此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用室外新风为室内降温，可减少冷机的开启量，节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手：

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数（COP，Coefficient Of Performance），是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关，仅取决于被冷却物的温度T0‘和冷却剂温度Tk’，T0‘越高，Tk’越低，制冷系数越高[4].所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功量多，耗电量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系：

从右图可以看出，冷却水的供水温度每上升1℃，冷机的COP下降近4%.降低冷却水温度需要加强运行管理，停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭，否则，来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高，冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率越高，右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出，冷冻水供水温度提高1℃，冷机的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度；关闭停止运行的冷机的水阀，防止部

分冷冻水走旁通管路，经过运行中的冷机的水量较少，冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响，在春秋季当室外空气温度较低时，室内空气温度仍然较高，仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间，即使在寒冷的冬季，由于室内的散热量没有途径散发到室外，室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷，不仅由于此时冷负荷较小，冷机制冷系数较低、能耗大，而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种，一种是地下水，另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度，所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量，而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气，此时室外空气较低，可用于空调系统供冷。例如，北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃，冬季室外空气湿球温度一般低于0℃，这种温度下的空气是较好的冷源，可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法：一是春秋季利用低温室外空气供冷，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷，空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷，适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低，再通过板式换热器冷却冷冻循环水，被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备，如风机盘管、空调箱，将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外，冬夏季利用全热交换器回收冷热量，也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜，满足人们的舒适要求，空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内，同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数，冬季比室外空气热，夏季比室外空气冷。通过全热交换器，将排风的冷热量传递给新风，可以回收排风冷热量的70～80%左右[5]，有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果：图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出，空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%～16%，占空调系统耗电量的15%～30%，耗电量接近于全楼照明用的电量，所以水泵节能非常重要，节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手：

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统成为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力，所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统，制冷机房和冷却水池设在一层，冷却塔设在十层屋顶，距地面33米，冷却水泵扬程为67米，配电功率为180kW，而改成闭式冷却水系统后，冷却水泵扬程只需25米，配电功率仅为75kW，每年可节电18万度，合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中，要定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡，以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度，造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示：

根据上图水系统的运行压力分析可以看出，在热交换器和热水循环泵之间的阀门（此阀门的开度仅有25%）和管路消耗了0.2Mpa的扬程，泵后阀门（此阀门的开度仅有25%）消耗了0.08Mpa，而加压泵总的扬程才0.25MPa，加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa，还低于热交换器的出口压力，加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了，并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言，加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵，每年可节省电耗22万度，节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率（一般80%左右）变化。在输送流体的要求相同，即要求的输出功率相同的条件下，如果水泵的效率较低，那么就需要较大的输入功率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵，使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时，也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的，如下式所示：

（3-1）

式中：

G――水流量，kg/h；

Q――冷热负荷，kcal/h；

Δt――供回水温差，℃。

从上式可看出，空调水供回水温差越大，空调水流量越小，从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少，流经制冷机的蒸发器时流速降低，引起换热系数降低，需要的换热面积增大，金属耗量增大。所以经过技术经济比较，空调冷冻水的供回水温差4～6℃较经济合理[4]，空调热水的供回水温差10℃较经济合理，大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比，如下式所示：

（3-2）

式中：

N――水泵耗电功率，kW；

S――管路阻抗，表征管路特性的参数，kPa.s/m6；

G――水流量，m3/s；

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2～3℃，如果将供回水温差提高到5℃，水流量将减少到原来的50%左右，所以如果水流量减少50%，水泵耗电量将减少87.5%，节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量，有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况，而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡，夏季过热的房间所属的支路阻力大，当流量减少时，阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度，致使房间过热。如果加大流量，阻力小的支路就会超过需要的水流量，那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求，不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的，所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化，并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大，全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50%左右。当空调冷热负荷变化时，由公式（3-1）可知，所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下：[7]

（3-3）

式中：

n1，n2――电机转速；

G1，G2――水流量；

H1，H2――水泵扬程；

N1，N2――水泵轴功率；

所以通过改变水泵电机的转速，就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz，变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%左右，如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右，水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5%，节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的，这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的，右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例：

空调系统风机电耗所占比例最大，风机节能的潜力也就最大，风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手：定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控，也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用，这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑，可能有上百台空调箱、新风机组，运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现，更不用说适时地调整空调箱的运行参数，让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统，即使是最简单的启停控制，也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店，面积13.5万平方米，有空调箱、新风机组90多台，而运行管理人员只有十几人，空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制，每年可节电130万度，节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大，商业建筑的能耗较发达国家高40%左右，商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，通过上述具体措施，可以有效的降低商业建筑的空调能耗，并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点，有利于商业建筑空调节能工作的开展。

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民用建筑暖通空调节能设计措施探讨？

90年代针对中央空调循环系统的“简单变频“产品但因其局限性造成大多工程项目的失败。最近几年针对特定项目开发的设备虽然能解决一些基本问题，但因其沿用的仍然是“简单变频”理念，并未找到中央空调节能的关键。造成节能率低、系统针对性强、非专业人员无法掌握，投资维护费用过大的问题突出，绝大多数项目因此不能使用等现象。

开发中央空调通用能效控制模块以解决“简单变频”所带来的问题是所有业内人士的梦想。但因涉及到中央空调空调系统的复杂性、延时性、运行安全等问题，再加上开发通用模块必须从中央空调设计、施工、运行等方面了解大量信息，所以到目前尚未有类似产品出现。

永信能源进行了大量研究，利用自主研发的中央空调测试设备测试了全国上千项目。从而找到中央空调设计、施工、运行中的误区。并找到了中央空调空调节能的关键方法，从而研发出通用型中央空调能效控制模块。

通用型中央空调能效控制模块分7个: 冷却塔能效控制模块、冷却水能效控制模块、冷冻水能效控制模块、主机开机策略控制模块、能量分配控制模块、热源控制模块、风机能效控制模块。这些模块具有安装方便、操作简单、软件构思巧妙等特点。模块虽然独立运行，但同时检测其他设备状态最终实现系统协调统一。对进行“简单变频”改造后效果不好的系统可通过增加能效控制模块达到最大化节能。

这些模块延伸出的产品“成套中央空调能效控制柜”，特别适合需要成套系统设备的新建项目，由于可以减掉一些常规电控设备投资比旧项目改造更少，回收周期也更短。

开发出了改变中央空调设计规范的冷却塔均水器和冷却塔均水喷嘴以及冷却塔能效控制模块，这三个部件组合而诞生出了“智能型变流量冷却塔”技术。智能型变流量冷却塔的诞生颠覆了百年冷却塔传统观念、改变了传统暖通设计理念。

组网设备是为了要求较高的用户远程控制以及监控而开发，模块的标准通信接口可方便的嵌入BA系统，也可组网形成自己的机房监控系统。

中央空调能效测试设备的发明为中央空调前期节能改造或对正在运行的中央空调运行能效提供精确数据而奠定了基础。从而对系统节能潜力或系统的运行效率有个整体的了解。提供有针对性的进行节能改造或对系统进行节能效果评估。

0阻力过滤网是永信能源在测试中发现，大多项目中空调回水滤网会损耗水泵扬程，造成水泵白白耗费大量能源，由此开发出0阻力滤网，只要在主管道上增加一个大型的0阻力滤网就可以取消所有水泵前端的Y型滤网。

中央空调冷却水循环系统中央空调冷却水循环系统图

摘要：随着我国人民生活水平的不断提高，对民用建筑的舒适性以及相关功能性也提出了较高的要求，因此在现代民用建筑中广泛采用暖通空调系统。而为了降低暖通空调系统在运行过程中所产生的大量能耗，减少能源的浪费，设计人员应积极运用先进的节能设计理念和新的设计方法，通过对新技术新设备的合理应用来实现优化暖通空调系统的设计方案，提高节能效果的目的，从而推动我国建筑行业向绿色低碳方向发展。

关键词：民用建筑；暖通空调系统；节能设计

暖通空调系统是现代民用建筑中的重要组成部分，同时也是建筑在使用过程产生能耗的核心环节之一，因此暖通空调系统的节能效果将直接关系到民用建筑的整体能耗，设计人员必须高度重视暖通空调系统的节能设计工作。设计人员应简直节能设计的基本原则，并根据民用建筑的实际情况，合理选择节能型的暖通空调设备，优化暖通空调系统的运行方式，积极采用新型的节能控制装置，并加强对清洁能源以及可再生性新能源的充分利用，全面提高民用建筑暖通空调系统的节能效果，从而推动我国建筑行业的可持续性发展。

1在民用建筑工程暖通空调系统中进行节能设计概述

1.1要为用户提供舒适健康的空间环境。在民用建筑暖通空调系统的节能设计中要坚持以人为本的原则，要在保证暖通空调系统正常发挥其各项功能的基础上减少能耗，从而为人们提供一个更加舒适健康的空间环境。

1.2要以节能降耗作为设计目标。随着人类社会经济的不断发展，资源匮乏的问题日益突出，其已经成为制约经济实现可持续发展的重要瓶颈因素。而建筑行业是传统的能源消耗型行业，特别暖通空调系统所产生的能耗是民用建筑使用过程中总能耗的主要组成部分。因此设计人员必须将节能降耗作为暖通空调系统节能设计的根本出发点，既要降低能耗，还要减少其对周边环境的影响。

2在民用建筑工程暖通空调系统中进行节能设计的有效方法

2.1通过变频设备的合理选择来实现节能目的。通过总结实践经验发现民用建筑中暖通空调系统的电机、水泵和风机等设备所产生的能耗是民用建筑使用过程中的总能耗的20%左右，因此设计人员在对暖通空调系统进行节能设计时，应充分了解民用建筑的实际情况以及暖通空调系统的相关运行参数，合理选择具有变频功能的暖通空调设备，这样就可以根据暖通空调系统的实际运行情况来对设备运行频率进行相应的调整，从而达到节能降耗的目的。

2.2通过热回收技术的合理运用来实现节能目的。由于民用建筑的暖通空调系统在运行时会有大量热量产生并向空气中释放，这会造成严重的能源浪费。因此设计人员应通过热回收技术的应用来对这部分热量进行集中回收，然后利用流体传导等方式来为暖通空调系统的运行提供其所需要的热湿环境，从而实现暖通空调系统内部的能量循环利用，这样可以使暖通空调系统的能耗得到有效地减少[2]。此外，对于暖通空调系统在通风换气过程所产生的能耗也可以通过热回收技术来利用所收集存储的能量为空气交换处理提供能源。在设计实践中，设计人员可以将热交换器设置在民用建筑工程的室内排风口位置，这样在室内外空气交流时就可以利用暖通空调系统的余温或者余热来对空气进行预降以及预热，从而达到减少暖通空调设备能耗和能量负荷的目的。

2.3通过冷热水循环控制模式的合理运用来实现节能目的。设计人员在对民用建筑暖通空调的冷热水系统进行设计时，应采用温度调节装置来空气其进出口的水温，以降低冷热水温差所产生的能耗。设计人员还可以选择封闭循环模式来进行空调系统的节能设计，这样能量就可以对空调系统中的能源进行循环利用。由于这种设计方法能够可以简单地通过水泵的设置来实现循环运行，并能够为暖通空调系统的保养维修提供便利条件，因此不仅可以减少空调设备的损耗，也可以减少能源的浪费[3]。此外设计人员还应将温控设备设置在民用建筑的室外，以提高温度调节控制的及时性和有效性。

2.4通过暖通系统的合理布局来实现节能目的。在现代民用建筑的暖通空调系统设计中，设计人员应对系统的管路布局不断进行优化，既要尽量简化管路设置，又要能够实现不同房间对温度以及湿度的独立控制，这样用户就可以根据其实际需要来对暖通空调系统进行个性化的调节，不仅可以有效降低暖通空调系统的能耗，而且也可以使用户在费用支出方面更加合理。

2.5通过联供技术的合理运用来实现节能目的。在现代民用建筑工程的暖通空调系统设计中，设计人员应根据实际条件合理利用天然气作为能源基础。天然气是一种清洁能源，设计人员可以通过联供技术来利用天然气来为用户提供电力能源，然后充分利用发电余热来对民用建筑进行供暖或制冷，以达到调节室内温度的目的。这种联供技术能够有效减少暖通空调系统在运行过程中对环境的影响，同时也实现了对资源的充分利用，并有效降低了能耗。

2.6通过新能源技术的合理运用来实现节能目的。随着我国新能源技术的不断发展成熟，设计人员应积极利用新能源来进行暖通空调系统的节能设计，以达到节能降耗的目的。

2.6.1合理利用地源热泵技术。近年来地源热泵技术逐渐引起了社会的广泛关注，并在民用建筑工程的暖通空调系统中得到了越来越广泛的应用。所谓地源热泵技术主要指的是利用浅层地热资源来作为建筑供热以及制冷的能源基础。由于地热能主要位于地下浅层空间，其受季节变化的影响比较小，能够保持比较稳定的温度。因此民用建筑的暖通空调系统可以在夏季将地能作为冷源，并将建筑室内环境的热量通过地源热泵向下传递到地层中；通过地能也可以作为民用建筑暖通空调系统的冬季热源，通过地源热泵向温度较低的位置进行热量传递。此外，地源热泵也可以作为暖通空调系统的蓄热装置，这样暖通空调系统就可以实现对能源的充分利用，同时也可以有效减少对能源的消耗和浪费。因此设计人员可以根据民用建筑的实际情况，利用地源热泵技术来达到节能设计的目的。

2.6.2合理利用太阳能技术。目前我国在太阳能技术上取得了长足的进步，可以通过主动以及被动两种方式来实现对太阳能的有效利用。由于太阳能的主动利用系统的技术比较复杂，对设计人员的水平有较高的要求，其设计建设成本也相对较高，因此在设计实践中的推广受到了一定的限制。与之相比，太阳能的被动应用系统则具有结构简单以及适应范围广的优点，设计人员可以根据民用建筑的结构特点以及朝向等来进行系统设计，综合运用太阳能集热墙、集热板以及光电板等技术设备，实现将太阳能来作为暖通空调系统的能量来源的目的，达到节能降耗的设计目标。

3结语

随着我国人民生活水平的提高以及节能环保意识的不断增强，对民用建筑的暖通空调系统设计都提出了新的要求。设计人员必须增强节能设计意识，在保证民用建筑暖通空调系统各项功能正常发挥的基础上通过各种新技术新设备以及新能源的合理运用来降低暖通空调系统在运行过程中的能耗，并减少对环境的污染，既要提高节能效果，又要为用户提供一个舒适健康的空间环境，从而实现我国民用建筑行业的可持续性发展。

参考文献

[1]董旭艳.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的探讨[J].科技创新与应用，2019（18）：97-98.

[2]张鹏.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的探讨[J].居舍，2018（33）：90.

[3]骆实.基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计探究[J].工程建设与设计，2016（12）：23-24.

[4]刘立华.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的研究[J].黑龙江科技信息，2015（28）：183.

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中央空调节能技术盘点

水冷式商用中央空调是指通过冷却水塔、冷却水泵对冷却水进行降温循环从而对水冷机组中冷凝器内的制冷剂进行降温，使降温后的制冷剂流向蒸发器中，经蒸发器对循环的冷冻水进行降温，从而将降温后的冷冻水送至室内末端设备中，由室内末端设备与室内空气进行热交换后，从而实现对空气的调节，如下图所示。

水冷式商用中央空调主要是由水冷机组、冷却水塔、风机盘管、膨胀水箱、冷冻水管路、冷却水泵、冷冻水泵以及闸阀组件和压力表等构成。闸阀组件中主要包括管路截止阀、Y型过滤器、过滤器、水流开关、单向阀以及排水阀等。

水冷式商用中央空调系统主要是通过对水的降温处理，使室内末端设备可以进行热交换处理，对室内空气进行降温。若需要使用该系统制热时，需要在冷却水降温系统中添加锅炉等制热设备，可以对管路中的冷却水进行加温，水冷机组冷凝器中的制冷剂升温，经压缩机运转循环送入蒸发器中，由蒸发器将管路中的水升温，形成热水循环，再由室内末端设备进行热交换处理，对室内空气进行升温。

1、冷却水塔

冷却水塔是集合空气动力学、热力学、流体学、化学、生物化学、材料学、静/动态结构力学以及加工技术等多种学科为一体的综合产物。它是一种利用水与空气的接触对水进行冷却，并将冷却的水经连接管路送入水冷机组中的设备。

冷却水塔的应用十分广泛，类型也多种多样。其中，在商用中央空调系统中主要有逆流式冷却水塔和横流式冷却水塔两种。

逆流式冷却水塔和横流式冷却水塔主要区别于水和空气流动的方向。

①逆流式冷却水塔中的水自上而下进入淋水填料，空气为自下而上吸入，两者流向相反。该类型的水塔具有配水系统不易堵塞、淋水填料可以保持清洁不易老化、湿气回流小、防冻冰措施设置便捷、安装简便、噪声小等特点。

②横流式冷却水塔中的水自上而下进入淋水填料，空气自塔外水平流向塔内，两者流向呈垂直正交。该类型的水塔一般需要较多的填料进行散热、填料易老化、布水孔易堵塞、防冻冰性能不良、湿气回流大，但其节能效果好、水压低、风阻小、无滴水噪声和风动噪声，可以安装在噪声要求严格的居民区内，淋水填料和配水系统检修便捷。

2、水冷机组

水冷机组是水冷式中央空调系统的核心组成部件，一般安装在专门的空调机房内，如下图所示。它是一种靠制冷剂循环来达到冷凝效果，然后靠水循环来带走一定的冷量的空调机组。

水冷机组的应用十分广泛，类型也多种多样。其中，在商用中央空调系统中主要有螺杆式冷水机组和涡旋式冷水机组两种。

3、冷却水泵和冷冻水泵

冷冻水泵是用于冷冻水循环系统部件，用来循环冷冻水，从水冷机组流出的冷冻水由冷冻水泵加压送入到冷冻水管路，经风机盘管与各个房间进行热交换，带走房间热量，实现制冷;冷却水泵是用于冷却水循环系统部件，用来循环冷却水，冷却水泵将升温后循环水经冷凝器后升温，再经冷却水塔降温后，送回到水冷机组。

公共建筑空调节能设计的探讨？

众所周知，在改革开放以后，特别是近几年的发展，我国经济发展得到了很高的提升，在生活上，得到的一个明显的体现就是越来越多的家电产品进入我们的生活，而且扮演着越来越重要的角色。当然，这些产品也真实改的在变了我们的生活。我们就说央空调吧，以前普及率哪有现在这么高。就以中央空调节为例，下面让小编带着您一起对中央空调节能技术进行解说!

中央空调节能技术：

1、人员数量及设计新风量的确定

人员数量及设计新风量的确定是中央空调节能技术的最基本的一项，因为在在空调系统中，如果能够根据需要来确定风量，就可以直接满足需要的人员的冷气规范要求，这样绝对可以节约很大的一笔运行费用。一般情况下，中央空调想要根据要求和规定来送风，必须保证室内卫生条件的满足，例如空间的大小，环境的温度湿度等等因素。所以，中央空调节能最好可以对于室内人员数量，根据实际的需求来选择。

2、CO2浓度控制

CO2浓度控制是一项硬件的技术，需要有些设备进行对中央空调中的CO2浓度进行精确的控制。还要强调中央空调的风量的实时控制。但是这项技术受很多因素的影响，特别是天气因素，因此实现起来需要花很多的而精力。加入中央空调根据实时的CO2浓度来确定实时送入室内的新风量，就是代表在满足卫生要求的条件下，有利于节省空调的运行能耗。

3、变风量空调技术

变风量空调技术就需要降到变风量空调系统，这个系统主要是中央空调需要实现可以根据使用的需求，具体到每个房间需要的热量或者是冷气，然后进行风向风速的自动调整，防止某些区域出现过冷或过热的情况，变风量空调技术也是空调节能的一项基本技术。

4、焓值控制技术与温差控制技术

焓值控制技术与温差控制技术可能听起来有些复杂，因为焓值控制和温差控制技术的基本原理是利用在空调在充分利用较低参数的室外新风环境中，减少设备的运行时间，达到节能的目的。

5、热回收

热回收技术应该也是中央空调节能的很先进的技术了，热回收技术包括空气热回收和冷却水的热回收，但是从目前的总体状态来说，热回收技术回收效率比较一般，特别是针对大型的中央空调系统。因此，回收利用受到一定的限制。

6、降低输送能耗

降低输送能耗技术是比较可行的一项技术，主要也是中央空调节能的一项表现。一般我们是选择较高的风机、水泵的运行。

目前我国的中央空调普及越来越广泛，在学校、建筑、大型商场使用的都是中央空调节，在这方面上，中央空调的使用很关键的，因为大型的产所不能安装太多的空调，经费上也不现实。另外，现在也很多的家庭会议选择中央空调了，只要您愿意，也可以选择适合您的中央空调。

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中央空调节能改造方案

公共建筑空调节能设计的探讨具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整,建筑能耗的相对值和绝对值都将持续增长,我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4。而空调能耗一般要占到整个建筑能耗的40%以上,因此降低空调系统能耗对降低建筑物能耗,节能减排有重要意义。2005年7月1日起实施的(GB50189-2005)《公共建筑节能设计标准》为公共建筑的建筑热工设计和供暖、通风和空调设计等提出了设计原则。从制冷空调行业产业链现状来看,可以分为设计、制造、安装、运行。设计是行业的龙头,也是行业的源头。空调节能,设计先行,设计师的设计对空调制冷系统的节能起着至关重要的作用,因为设计师决定制冷空调系统容量的大小,即使制造厂家制造出最精良的设备,最节能的设备,没有设计师的正确设计,也难以实现节能减排的要求。1 选择高效节能设备,合理配置设备,实现节能对于中央空调系统的设计来说,首先应选择高效节能的中央空调设备。中央空调设备一般包括:空调冷热源设备,空调机组、水泵、风机、风机盘管等末端设备。空调设备中冷热源设备能耗约占空调总能耗的一半,是中央空调节能的主要部分。选用冷水机组时要严格执行蒸汽压缩循环冷水机组(GB/T18430-1-2007)标准,中小型公共建筑可以选用空气源热泵机组作为冷热源,因为不需要设置室内机房,安装方便,管理维护简单。但对于大型公共建筑,由于空气源热泵机组的性能参数较水冷型机组低很多,单台机组的容量不大,台数过多难以布置在屋面上,因此应选用螺杆或离心式水冷冷水机组。中央空调末端设计中一定应选用盘管重量轻、单位风机功率供冷或者供热量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理,漏风量少,空气输送系数大的机组。2 利用能量回收系统实现节能空调系统可通过回收排风中的冷(热)量处理新风,用冷凝器的放热加热生活用水达到节能的目的。2.1 排风冷(热)量回收在建筑物的空调负荷中,新风负荷所占比例比较大,一般占空调总负荷的20%~30%。空调运行时要排走室内部分空气,必然会带走部分能量,同时又要投入能量对新风进行处理,如果在系统中安装能量回收装置,利用全热交换器或显热交换器回收排风中的能量,用排风中的能量来处理新风,就可减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,提高空调系统经济性。2.2 冷凝器热量回收空调冷凝热是空调系统制冷量与制冷机输入功率之和,冷凝热一般为制冷量的1-15~1-3倍左右(吸收式可达2-2倍),可见制冷机冷凝热是相当大的。通常情况下,空调冷凝热是通过冷却水系统排入大气,将如此大量的冷凝热直接排到室外的大气中,直接加剧了室外大气的热污染,加剧了城市的热岛效应。如果使用冷凝热回收技术,将这些热能回收,用于生活热水或作为辅助加热热源,既可大大降低整个暖通系统的运行费用,又可以减少向大气中排放的废热,减轻大气污染,改善生态环境。冷凝器的放热量与空调负荷的变化同步,而与热水用量可能不一致。机组的正常运行要求冷凝热、冷却水量、热水用量平衡,常与现实不一致,这在系统设计时应加以考虑,可采用蓄热装置来进行调配,如图1所示。根据热用户的要求,对来自蓄热水池的热水可再加热。该系统的工况转换控制主要根据蓄热水池的热水温度信号,当热水温度高于某设定值时冷却塔开始运行。3 应用热泵技术实现节能热泵是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调。可以冬季制热、夏季制冷以及供生活热水,热泵系统设计简单,运行可靠,自控精度高,节能效果显著。热泵的种类很多,包括空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、水环热泵、燃气热泵、蓄热式热泵和高温相变式热泵等。热泵技术发展很快,在国外广泛应用,在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述,并指出:热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低,但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上,就初投资、采暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证,进而提出合理的方案进行建设。4 合理降低室内温度标准实现节能从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有直接关系外,室内设计温、湿度标准也是直接影响冷负荷大小的重要因素。从外围护结构的传热计算公式可看出:在原室内设计温度时外围护结构的传热量为Q1=FKΔt1,若改变室内设计温度后,外围结构的传热量为Q1=FKΔt2,将以上两个情况进行比较,则Q2∶Q1=Δt2∶Δt1,得Q2=(Δt2/Δt1)Q1。如哈尔滨地区夏季空调室外计算温度为30-3℃,假设室内温度从25℃提高到26℃,则Δt1=30-3-25=5-3℃,Δt2=30-3-26=4-3℃,所以Q2=(Δt2/Δt1)Q1=（4.3/5-3）Q1=0-811Q1,也就是室内设计温度提高1℃,则通过外围结构的传热量可减少18-9%。由此看出,夏季室内温度越高,冷负荷就越低,系统设备耗能也就越小。在保证人体健康与舒适性的前提下,夏季室温每升高1℃,节省的冷负荷是很可观的。因此,从节能角度考虑,当前总趋势是各国都在修订过去偏高的室内温湿度标准。美国国家标准局认为把夏季设定温度从24℃改为26-7℃,约可节约能量15%,冬季设定温度从24-4~26-7℃,改为21~22℃,约可节能18%。可见,为降低能耗,在满足生产要求和人体健康的情况下,空调房间室内温度,夏季应尽可能提高,冬季应尽可能降低。5 加强管理力度,减少能源浪费日常管理是建筑节能是否实际有效的关键。一个设计得再好的节能系统,如果管理不善,也达不到节能的目的。5.1 提高操作管理人员素质在中央空调能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的,各项调节和节能措施的实施,也与操作人员的技术素质直接相关,所以应加强对中央空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行中央空调操作人员操作证制度,使其具备必要的制冷空调知识,懂得根据室外参数的变化来进行调节,以及怎样调节才会节能。5.2 制定并执行合理的空调运行管理制度日常运行中杜绝跑、冒、滴、漏现象,经常清洗过滤设备,保证冷冻水、冷却水水质,以免空调设备产生污垢、锈蚀、锈渣和生物污泥,使管道流动阻力加大而流量减小,甚至管道堵塞,导致制冷量下降,从而浪费电能。根据理论计算,冷疑器的污垢每增加0-1mm,热交换效率就降低30%,耗电量则增加5%~8%。对设计考虑的过渡季全新风运行和间歇供冷、供热等节能措施,是否正确进行,真正把能耗节省下来。6 结语节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计、施工及管理人员在工程实践中应提高节能意识,将各种节能措施合理运用,综合分析各种影响因素,选择经济合理的节能方案。

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循环水冷却系统的系统控制与节能

1、变频节电原理

由流体传输设备(水泵、风机)的工作原理可知：水泵、风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比;而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看得见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图2

可以直观地看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，此特点使得使用变频器进行调速成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。

根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。

2、系统电路设计和控制方式

根据中央空调系统冷却水系统的一般装机形式，建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套传动之星SD-YP

系列一体化变频调速控制柜，其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换(循环)使用，冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换(循环)使用。变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上改装的，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护，以确保系统工作安全。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为达到节能的目的提供了可靠的技术条件。

3、系统主电路的控制设计

根据具体情况，同时考虑到成本控制，尽可能地利用原有的电器设备。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的运行方式，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，切换频率不高，所以冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。

4、系统功能控制方式

上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测，各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务;下位机PLC主要完成数据采集，现场设备的控制及联锁等功能。具体工作过程中，开机时，开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由控制冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感

器信号自动选择开启台数;当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号;送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。停机时，关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时15

min 后自动关闭。保护时，由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。

系统中冷却塔、冷冻主机、冷却泵及冷冻泵应是一一对应开启的，应采用电动阀控制水流，不得让水流经过已停机部分的管道，而影响处理效率。开机的顺序是：电动阀、冷却塔、冷却水泵、冷冻主机、冷冻水泵，停机的顺序则相反，且冷冻机停机要提前半小时。30kW以上冷却水泵应采用软启动，多台并联，最好用变频控制，根据外界环境气候设定调节水泵功率，节能效果更好。冷却塔风机采用双速电机以及酌情适当调整风机叶片角度对于节能降噪有明显效果。

根据是否设置水池设置位置， 产生了循环水冷却系统的不同形式。循环水泵扬程的计算很主要，只需考虑沿程阻力、流出水头及冷却塔进出水位差即可，一般取25m左右，而与冷却塔位置的高度关系不大。冷却水泵的扬程H， 其计算公式如下：H=k(hf+hd+hm+hs+ho)

k为安全系数， 取1．1～1．2：h \hd为冷却水管路沿程阻力和局部阻力；h 为冷冻机组内冷凝器的阻力；h为冷却塔进出水位差；h。为喷嘴处的流出水头。