1、辦公建筑空調節能設計研究摘要：為了保證我國在全球資源競爭日益激烈的背景下，實現經濟又好又快發展，節約耗能已成為我國的基本國策之一。而辦公建筑空調節能設計是節約耗能的重要組成部分，本文通過分析辦公建筑空調節能的特點及發展趨勢，通過選擇合理的空調系統設計，提出了幾點改善建筑空調節能的有效措施，并著重介紹了蒸發式冷凝器的節能方式。 關鍵詞：辦公建筑；空調；節能Abstract: In order to guarantee the resources in the world more fierce competition, to achieve sound and rapid economic de
2、velopment, energy saving has become one of Chinas basic national policies. While the office building air conditioning energy saving design is an important part of the conservation of energy, this paper analyzes the office building air conditioning energy saving features and development trend, the ra
3、tional design of the air conditioning system, and puts forward some effective measures to improve building energy saving, and emphatically introduces the energy saving way of evaporative condenser.Key words: office building; air conditioning; energy saving中圖分類號： TH184 文獻標識碼：A文章編碼：目前，在全球資源競爭日益激烈的背景下，
4、調整和優化經濟結構、加快轉變經濟增長方式已成為我國的基本國策之一。而促進節能減排、發展低碳經濟，正是“調結構、轉方式”的一項重大措施。雖然我國能源總儲量較大，但就平均而言卻相對匱乏，而且能源利用存在極大地結構不合理，怎樣提高能源利用率、降低污染是我們面臨的重要挑戰。我國總能耗中的30%為建筑能耗，所以發展綠色建筑是節能減排中的重要組成部分，而空調能耗又占到建筑能耗的30%50%。因此實現辦公建筑空調節能可以有效減少建筑能耗，這對于緩解我國能源緊張，降低碳排放，促進經濟又好又快發展有著重大的戰略意義。1、 辦公建筑空調節能的特點與發展趨勢辦公建筑作為我國現代化城市建設的主要部分，其發展規模越來越
5、大，節能要求也越來越高，其中，建筑空調節能是建筑節能很重要的一部分，對建筑節能發揮著至關重要的作用，其特點主要有：（1） 中央空調節能在辦公建筑的應用比例較大，我國大型公共建筑面積能耗約是一般民用建筑的10倍多，中央空調能耗占據了辦公建筑能耗的主要部分，因此中央空調節能是空調系統節能的重點控制對象。（2） 冷熱能耗對空調系統節能的影響較大，作為空調系統的基礎，冷熱負荷影響了制冷機、供熱鍋爐及空調箱、風機盤管的運行消耗，給空調節能的能耗帶來了較為重要的影響。隨著我國中華人民共和國節約能源法、民用建筑節能管理規定、公共建筑節能設計標準等一系列節能法律法規文件的頒布，節能在建筑領域的應用已經越來越普
6、及，特別是對于空調系統的節能，其比重一直在不斷的增長，目前已達到建筑總能耗的40%左右，因此，加快建筑空調節能技術的研究變得越來越重要。2、 空調系統的合理設計是實現空調節能的前提2.1 選擇合理的室內設計參數：創造一個舒適的室內空氣環境及滿足人們辦公為主的舒適性是辦公建筑空調節能的主要目標，在舒適度滿足要求的前提下，提高室內設計溫度和相對濕度，降低冬季室內設計溫度和相對濕度，這些是室內設計的關鍵因素。2.2 控制和正確使用室外新風量：空調系統最有效的節能措施之一是控制新風量，盡可能減少新風量標準，除此之外還應當合理利用新風，在過渡季節，應盡量采用室外新風室內降溫，以減少制冷機的啟用。2.3建
7、筑物圍護結構的性能的影響：如果圍護構造物的傳熱系數K減1W(?OC)，則空調設計計算負荷就會減少30%，可見提高辦公建筑物的維護結構的性能對降低空調設備能耗具有顯著的效果。我國采暖通風與空氣調節設計規范對維護結構的傳熱系數做了相應的要求，如：（1）減小辦公建筑物的窗戶面積，所允許的最大窗墻面積比為0.45；（2）采用具有大熱容量的隔熱材料，對外墻及屋頂進行包裝在處理，從而提高其保溫性能；（3）盡可能用白色或淺色對辦公建筑物外表面上色，從而減小熱輻射。3、辦公建筑的空調節能措施3.1 降低室內溫濕度標準室內溫、濕度標準除了要考慮人得舒適度外，還要考慮節能效率。因為室內設計溫、濕度標準對空調冷（熱
8、）負荷具有非常大的影響。在不影響人體健康和舒適度的條件下，在夏季室內溫度每升高1度，就可以節省15%的能量，而在冬季室內溫度每下降1度，可以節省18%的能量，這個效果是非常可觀的。3.2 減少空調輸送系統的動力消耗辦公建筑總耗電量的8%16%為水泵電耗，幾乎為照明用的耗電量。因此，減少水泵電耗是切實可行的，而且節能效果也是相當可觀的。可以從以下幾個方面采取措施：3.2.1 設計平衡管路，降低閥門阻力調節管路阻力特性可以通過閥門來實現，為了使每一個支路的水量滿足要求，可以通過閥門開度來調節每一個支路的阻力平衡。因此在管道系統中使用了很多的閥門，而閥門的阻力又會使水泵的揚程和電耗增大，因此在實際設
9、計當中應優化管道設計，盡量避免使用閥門。3.2.2 采用變頻水泵，降低運行耗能 辦公建筑的空調系統的水流量通常采用下式來確定：式中，G為所要求的水流量，Q為冷熱負荷，C為水的比熱容，而 為供水溫差。從上式可知，空調供水溫差越小，空調的水流量就越大，結果導致水泵的耗電量就越大。但增大空調供水溫差，并不能無限地降低水泵的耗能，因為增大空調供水溫差會減小空調的水流量，從而減低流經制冷機的蒸發器時的流速，最終導致制冷效率下降。根據相似性定律，水泵的流量、揚程、軸功率和轉速間的關系如公式：式中：n1，n2 電機轉速；G 1，G 2 水流量；H 1 ，H 2 水泵揚程；N 1 ，N 2 水泵軸功率；由上式
10、可知，改變水泵電機的轉速可以用來控制水泵的流量。利用變頻器改變電壓頻率來實現無級調節改變水泵的轉速和流量，最終實現變頻調速水泵。在變頻調速的作用下，水泵使水量隨冷熱負荷變化，從而達到非常明顯的節能效果。3.3減低風機電耗空調風機以及其它送風機、排風機是空調系統中的最主要的設備，這些設備的電耗占空調系統耗電量的比例是最大的，風機盤管加新風系統在設計當中經常被采用，因為它容易實現單獨區域控制以節能。因此，在設計時主要考慮新風區域的選取，盡量做到同一功能區域單獨送新風。 3.4采用高效節能的蒸發式冷凝器3.4.1 蒸發式冷凝方式特點及工作原理蒸發式冷凝器是一種高效節能的換熱設備，它具有以下特點：節水
11、、節電效果顯著；傳熱效率提高40以上；可使介質冷卻至環境濕球溫度5；占地面積小；適用于溫度170 ，壓力20 MPa的場合。蒸發式冷凝器是以水和空氣共同作為冷卻介質，主要是利用部分水蒸發時吸收制冷劑氣體的熱量實現制冷劑的冷凝。主要由冷凝管組、噴淋水裝置、擋水板、集水箱、循環水泵及風機等組成。其工作原理是：制冷系統中壓縮機排出的制冷劑高壓過熱氣體經過蒸發式冷凝器中冷凝排管，使高壓高溫氣態的制冷劑與排管外的噴淋水和空氣進行熱交換。相當于把殼管式冷凝器和水冷卻塔系統，水泵綜合為一體。能耗低，安裝簡便，阻垢性能好。2-1蒸發式冷凝器原理示意圖3.4.2 蒸發式冷凝器的節能分析蒸發式冷凝器省去了冷卻水在
12、冷凝器中顯熱傳遞的階段，使冷凝溫度更接近于空氣的濕球溫度，其冷凝溫度可比水冷式冷凝器低35，比風冷式冷凝器低811，因此可大大降低壓縮機的功耗。蒸發式冷凝器制冷系統與風冷式冷凝器制冷系統相比，壓縮機的功耗可節約30%以上；與冷卻塔-水冷式冷凝器制冷系統相比壓縮機的功耗可節約10%以上 。同時，由于降低了水泵的揚程與流量，循環水泵的功耗約為冷卻塔-水冷式冷凝器制冷系統的25%。文獻4指出，蒸發式冷凝器相對于立式水冷式冷凝器可節電80以上，相對于臥式水冷式冷凝器可節電10左右。4 結語辦公建筑建設量隨著中國商業化的進程，逐漸增大，因此辦公建筑空調節能設計是一項非常重要而又緊迫工作。通過上述具體措施
13、，可以有效的降低辦公建筑的空調能耗，例如：多項改造事例表明，僅通過提高水泵的運行效率及應用變頻調速技術就可節能10%20%。再綜合其他節能措施：合理設計辦公建筑、選擇合理的室內設計參數、控制和正確利用室外新風量、提高冷源效率等各項措施，辦公建筑的節能潛力應在目前的能耗基礎上達到30%,這對于我國的經濟持續發展將是非常有利的。參考文獻1潘雨順.簡論高層建筑節能設計的主要途徑J.節能，1995(1)2周謨仁.流體力學泵與風機M.中國建筑工業出版社，1985 (12)3淺談辦公建筑中央空調設計節能措施J.中國科技信息，2005(13).4 朱冬生、沈家龍水分布對蒸發式冷凝器傳熱傳質的影響J工程熱物理學報，2007， (1)83-85
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