浅析暖通空调系统中的新型节能技术

摘要：减少暖通空调系统能耗意义重大，应从设计和系统运行本身充分考虑各种节能措施，以有效地达到节能环保的目的。

摘要：暖通空调,环保节能,技术

Abstract: to reduce air conditioning system energy consumption is of great significance, design and operation of the system should be fully considered itself all kinds of energy saving measures to effectively to achieve the purpose of saving energy and environmental protection.

Abstract: hvac, environmental protection and energy saving, technology

中图分类号： TU96+2 文献标识码：A文章编号：

引言

在建筑物中安装暖通空调能够有效地提升办公环境和居住环境的质量，营造出更加符合人类舒适感觉的客观环境。正是人们对高质量环境的追求，越来越多的建筑工程中将安装暖通空调系统作为“标准配置”。暖通空调系统的主要功能包括调节室内的温度、湿度、空气的洁净度和气流速度等等，能够为人体的热平衡提供精准的控制体验，保证人们可以在最佳的舒适度下工作和生活。。

现如今90%的中央空调系统的采用冷媒蒸发吸热制冷技术，即通过机械压缩有机的氟氯制冷剂、冷凝、蒸发吸热，对室内的空气进行温度、湿度、洁净度的调节，达到工艺或舒适的要求。

一直以来，业界对冷媒的冷却处理根据冷却介质和冷凝器的形式划分为水冷和风冷。现代机械工业的发展和电子控制技术的提升，使得制冷系统中耗能最大的压缩机的能效已经提升至很高的效率，而绝大多数的制造商和研发机构，对于空调的节能领域的研发突破，更多关注压缩机的效率提升，基本上很少关注改善提高冷媒的冷却方式和冷却效率。

改善制冷系统的冷媒冷却效率，可以大大提高机组的整体能效，在此提出的提升机组效率的思路：最大程度上变传统的管片换热为大面积的板式换热；采用恒温差恒流量的冷却介质；缩短换热系统流程；减少冷却系统的机械输送功耗。通过实际的案例分析介绍新型的空调节能技术的应用。

一、建筑中应用暖通空调设计思路：

广州市越秀区某商场，商业建筑共四层，主要商业用场所，建筑面积共有8400 平方米，依据室内外环境情况参数计算得：建筑平均冷负荷250w/m2。经过计算空调设计总冷量：890KW。

建筑位于闹市区，周围居民楼较多，距离商业建筑距离较近，项目本身为商住建筑，安放机组的位置难选，考虑的噪音和漂水问题，最初设计采用风冷涡旋冷水机组，机组安装主机在商住建筑的楼顶，即127米高的大楼楼顶。此方案产生了很高的安装费用和长达250米的冷冻水输送管道，和总功率达27KW的冷冻水水泵。

考虑到制冷系统的稳定与制冷效果，同时兼顾噪音、漂水的问题。经过反复论证，决定采用紧凑的板管蒸发冷凝中央空调机组作为冷源，结合其节电、节水、紧凑、低噪音的特点，将其安装在四楼顶部。既解决了冷源的效率问题，同时节省了大笔的土建结构、机电安装的成本。

二、板管蒸发冷凝中央空调技术简要介绍：

(一)节能：板管蒸发式冷凝器不需要安装冷却塔及大功率冷却水泵，冷凝压力低，压缩机输出功率减少，夏季供冷时可免费提供生活用热水，所以比采用传统水冷冷水机组、风冷空调机组都很明显。

(二)环保：采用蒸发式冷凝空调产品避免了采用传统水冷冷水机组冷却水塔“飞水”“噪音大”影响周围环境、卫生等缺点，这样使得建筑周围环境变得更加舒适。

(三)节省空间：板管蒸发式冷凝冷水机组可安装在机房、室外空地、屋面，可以节省空间美化外观，提高的项目外观的美观度、提升了空间的利用率。

三、蒸发式冷凝技术在空调系统中的节能、节水应用：

3.1 蒸发式冷凝空调设备在冷却系统中的节能体现在：

（1）冷凝压力降低，压缩功率减少；（2）冷却水泵流量与扬程减小；（3）冷却风量减少，冷却风机功率减小。

所以：（1）较水冷空调系统节能15%以上，全天耗水量同水冷冷水机组空调系统耗水量相比，节水率≥50%。（2）较风冷空调系统节能35%以上

3.2 蒸发式冷凝器基本原理：

以水和空气为冷却介质，利用部分冷却水的蒸发潜热带走气体制冷剂冷凝过程中所放出的热量。工作时，过热的制冷剂蒸汽进入板式蒸发式冷凝器的顶部，冷却水由水泵送至板式冷凝器的上部，经喷头均匀地喷淋在板管组外表面，形成一层很薄的水膜。高温制冷剂从板式冷凝器上部集管进入，分配给每一片板片放出热量。空气由风机送至冷却单元，板管内的高温制冷剂气体首先将热量通过板管壁传给水膜，使水膜蒸发，而水膜蒸发成为水蒸气时，就以潜热的方式把部分热量连同水蒸气本身传给空气，由风机抽出；没有被蒸发的冷却水滴落到下部的水箱内，供水泵循环使用。接近饱和的空气离开冷凝器的温度低于饱和冷凝温度，饱和冷凝温度即对应于冷凝器内部压力的温度值。蒸发式冷凝器的冷凝温度主要受环境湿球温度的影响，而湿球温度一般比干球温度低8～14℃，水冷式冷凝器的冷凝温度与冷却水进口温度相差7～14℃，风冷式冷凝温度与进口空气温度之间的温差约为15℃，因而蒸发式冷凝器的冷凝温度比水冷式和风冷式都要低，主机的COP 要高于水冷和风冷。蒸发式冷凝器只是利用水的汽化来带走制冷剂蒸气冷凝过程放出的冷凝潜热，一般l kg 冷却水能带走16.75～25.12kJ 的热量，而lkg 水在常压下蒸发能带走约2428 kJ 热量，因此蒸发式冷凝系统所消耗的冷却水只是补给散失的水量，这比水冷式的冷却水用量要少的多，循环水量约为水冷式的1/3～1/2。

3.3 蒸发冷凝器冷回收应用：

蒸发式冷凝器可以直接回收利用空调房间产生的冷凝水，冷凝水温度大约为18℃，相比常温下自来水温要低5～7℃，将空调冷凝水补充到蒸发式冷凝器的喷淋水中，可降低喷淋水温，从而降低冷凝温度，节约用水量。

蒸发式冷凝器是一种高效换热设备，用于空调系统中节能节水作用是非常明显的。与传统的水冷式中央空调系统相比，可以节电15%以上，节水50%以上；与风冷式中央空调系统相比，节能更达35%以上，具有显著的节能效果。另外蒸发式冷凝器进口空气湿球温度对换热量影响很大，进口空气湿球温度越低，在同样的风量下，冷却水蒸发量大，冷凝效果好，因此室内排风合理回收有利于冷凝，而且节能效果大。

四、暖通空调的节能方案设计

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。

4.1 采用板管蒸发机组系统技术参数：

4.3 运行费用对比：

采用板管蒸发冷凝中央空调机比风冷涡旋资源空调系统每天节省电量：1320度，每个月按30天使用时间计，每个月可节省电量：39600度，每年按7个月的空调使用时间计,每年节省电量：39600*7=277200度电。按商业用电1元/度计：每年节省电费277200元。空调寿命期按15年计，全寿命期内可节省电量：4158000度。节能效果非常明显，经济效益显著。

五、结语

随着空调的系统的快速普及，社会整体能耗大幅度攀升。环境和能源压力越来越大。新型、高效、环保的节能技术在暖通空调领域的应用也是暖通行业的广大从业人士的职责。相信通过广大暖通空调专业人士的不懈努力，从设计、运行多方面考虑节能，采取各种节能措施，降低空调系统的运行能耗和费用。空调系统的节能降耗工作势必会为社会做出巨大的贡献。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。