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物流冷库介绍

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2017-04-01 | 浏览:421次 ]

热泵型空调系统设计方法

气源热泵空调系统节能措施

就热泵空调系统而言,其额定电耗超过了整个建筑额定耗电量的50%。空调系统有效的节能措施对于减少建筑能耗,减少大楼的营运成本有明显的效果与意义。热泵空调系统耗电的部分有:热泵机组包括压缩机和冷却风机、末端空调器、水泵。热泵空调的节能措施可分下列几个方面。

(1)选用高效率低能耗的热泵,合理确定热泵台数。

在热泵空调系统中,热泵机组在额定制冷工况下的功耗占整个空调系统总能耗的78~90%(根据末端空调器的形式不同而不同),其中压缩机的能耗约占系统总能耗的74~84%,风机能耗占4~6%。所以热泵机组效率的高低对空调系统能耗有决定作用。热泵机组的效率包括额定工况下的效率和部分负荷工况下的效率。从各供应商提供的资料看,热泵效率高低差异明显,高者额定工况制冷系数达到3.7左右,低者在2.8左右。采用高效热泵节能意义明显。个别热泵还可根据室外环境参数改变风机的转速,以减少风机的能耗。建筑物的空调负荷是随着外界气象参数和内部使用情况变化而变化的,热泵机组台数及大小应充分考虑满负荷效率及部分负荷的特点与效率,经优化使全年能耗最低。原则上,热泵机组不少于2~3台,独立的制冷循环数不少于4~6个。

(2)合理选配水泵

额定工况下水泵的能耗占空调系统总能耗的5~9%左右,在部分负荷情况下,如果选配不当,水泵的能耗不会减少,占整个系统能耗的比例会明显提高。另外,工程中普遍出现的所选水泵过大,水温差过小的现象。所以水泵侧节能很有潜力可挖掘。水泵台数尽可能与热泵台数匹配,以便部分热泵停机时,水泵相应停机,以减少水泵的消耗。所选水泵也应为高效之水泵,所需水泵的流量、扬程应与实际一致。另外,如果水泵能采用变频泵,使其额定工况下的水温差达到5℃,同时在部分负荷下,水泵流量也相应改变,当然不应小于热泵机组的最小限定流量,则其节能效果会更显著。用变频技术改造现有工程大有可为。

(3)采用自动控制方法

部分负荷情况下,热泵机组投入台数的合理确定,需要对热泵机组进行群控,要使水泵的运行台数与热泵机组同步,需要对系统采取变水量自控方式。让水泵在限定的范围内变水量也需要可靠的热泵与水泵联控。新风量的组织与控制(根据室外环境参数或二氧化碳浓度控制新风量),可以将新风能耗降为最小,有时还可利用室外新风进行自然降温,最大限制地减少能耗。

(4)末端空调器节能

末端空调器所消耗的能量约占整个空调系统能耗的5~17%,当末端空调器以风机盘管为主时,其能耗所占的份额变小,以组合式空调器为主时,其能耗所占总能耗的比例增大。因此,从减少能源消耗角度,小而分散的空调器更节能。另外,高焓差低风量的空调器耗电少于低焓差大风量空调器。对气流组织无严格要求的舒适性空调场所,尤其是商场等人员聚集较多的场所,大焓差空调器既可减少能耗,又可减小风道面积,节省风道系统的投入和建筑空间。一般柜式、组合式空调器常有四排管、六排管和八排管之分。从节省角度,尽可能少用四排管空调器,多用六排管空调器,对组合式空调器可考虑用八排管空调器。另外,由于空调器能耗占不少比重,部分负荷情况下,尽可能减少空调器的能耗有明显价值。不管水系统是否变水量,空调器设三档变速是需要的。在定水量系统中,有条件对空调器采用变频等调速方法恒温控制可最大限度地减少末端空调器的能耗。采用以空调器耗电为标准的计量空调系统,风侧变速控制可使计量更客观。末端空调器的节能还可体现在当室外空气焓值低于室内空气焓值的情况下,尽可能利用室外空气冷却室内空气。双风机组式空调器系统或分立但联动控制的变新风和变排风系统都可实现这一效果。

(5)改善环境通风,防止气流短路

热泵所处环境的通风情况是热泵机组能否高效运行,甚至是能否正常运行的相当重要的条件。通风良好的标准是,进入热泵的空气为环境空气,而热泵排出的气流又能及时排走、排远,热泵机组排气与吸气不短路。为实现这一目标应努力做到热泵与女儿墙的足够距离,或女儿墙上开足够面积的进风口,其次,热泵离核心筒和主楼应有足够的距离,热泵与热泵之间也应有一定的空间距离,这些距离一般应在3米以上。为了美观及布置方便,热泵机组大多对齐并列布置,为改善通风,热泵机组可错列。另外,应注意风向的影响,尽可能避免将热泵机组布置于主风向下建筑物45°阴暗区内。在热泵机组并排布置时,在热泵之间搭凉栅,可较有效地减少短路,另可改善吸气环境,对冬季雨雪天减弱积霜程度有良好效果,这一措施也可减少夏天热泵吸入气流的温度,减少太阳辐射对换热器表面温度的不良影响。凉栅下可设置水泵,也为日常检查维修创造了好的环境。

热泵机组不应置于室内,不宜布置于对齐的每层的阳台上。如布置于阳台上,阳台宜突出整体平面,宜设于通风良好的转角处,宜选用侧排风形式,或对竖排风的热泵加接风管水平排风,但风机应作相应调整。不得已置于室内的热泵必须加接排风管,将排气引出室外,且避免排风口与进风口过近形成短路现象。同样由于加接风管,热泵所配风机应予调整,以适新的通风工况。

热泵周围的气流情况很复杂,可以通过计算流动动力学方法模拟气流状态,以求得最佳通风布置方式。

(6)排风与节能

空调建筑中新风负荷占相当的比重,额定工况下,办公、旅馆等建筑新风负荷占空调总负荷的30%左右,商业建筑中新风负荷占50%左右。新风在数量上等于排风和渗透风及侵入风等风量之和。将渗透风、侵入风降到最小程度,将排风组织起来,通过全热热交换器回收其中的能量,具有明显的节能意义。由于目前国内空气品质差,空气含尘量大,给全热换热器的管理带来麻烦,也缩短了全热换热器的使用年限,从而影响了全热换热器的大量推广。对于热泵空调系统,如能将排风有组织地排至热泵机组入口,也是有利于提高热泵机组效率的,不失为一简便有效的节能措施。

(7)其他措施

在炎热的夏天,不少工程的热泵机组由于通风不良或机组质量上的问题,出水温度很难得到保证,这种情况下在进风侧往换热器喷水的方法可收到明显效果。喷水的不利后果是可能导致换热器表面积垢,而影响换热,但由于盘管表面还有一定的灰尘,水垢也许不会直接在盘管表面形成甚至造成影响传热之程度。为了防止结垢,喷软化水是解决问题的根本方法,但会增加费用。为提高喷水效率,应改喷水为喷雾,喷多少量恰到好处、怎样喷效率最高、非软水喷有何不良影响及其影响程度多少都是值得深一步研究的课题。

(8)运行与节能

从前面讨论的热泵特性曲线可知,热泵机组出水温度的改变可以改变热泵机组的效率。比如在环境温度为30℃,出水温度为12℃时,热泵机组的效率要比出水温度7℃时高出6%,环境温度为30℃时,出水温度为15℃时热泵的效率为出水温度为7℃时的1.07倍左右。水温的变化会降低末端空调器的换热效率,但在部分负荷条件下,适当降低水温同样能满足室内要求。冬天的情况也有类似结果,在室外温度为-6℃时(南京空调设计室外计算温度),热泵机组出水温度为40℃时的效率,比出水温度为50℃时的效率高出13%左右,在0℃时,热泵机组出水温度40℃时的效率是出水50℃时的1.14倍。南京及有相近气候条件的地区,冬季40℃水温能满足末端空调供暖要求。

除此以外,空调系统在上班人员到达前提前开启,有利于节能,另外由于围护结构及家具等的蓄热特性,空调系统热泵机组比下班时间提前关闭半小时至1小时,既不影响整体舒适,又有明显节能效果。提前开机,提前关机的确切时间根据建筑围护结构,室内家具特性、使用功能等因素而定,因工程而异一般提前半小时左右开、停热泵机组的方案是有效可行的。

化霜是热泵机组不得于而为之的动作,化霜期间不但不供热,反而制冷,对供热效率影响明显。改善化霜控制方式,提高智能化化霜控制的精确性是热泵机组改进性能的重要课题之一。在采用非智能化霜控制器的热泵的运行管理中,管理人员根据气候特点,随时根据气候的变化调整化霜间隙及化霜时间可明显提高热泵机组的供热效率,减少能源浪费。

另外,热泵与蓄冷空调技术结合起来,可起到对电网削峰填谷作用,具有明显的社会效益和良好的市场前途。热泵机组冷凝热的回收也应成为制造商、业主、工程设计人员共同关心的节能课题。

总之,热泵空调系统运用面广量大,节能的空间很大,可节省的能量可观。推广节能技术改良既有的热泵空调系统,优化设计新的热泵空调系统,可节省巨大能源,具有显著的经济效益、节能效益、环境效益和社会效益。

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