空调节能技术

1 2 目 录集 团 在 建 项 目 空 调 节 能 方 案 介 绍空 调 节 能 技 术 工 程 案 例 介 绍空 调 系 统 节 能 技 术建 筑 节 能 的 现 状 及 相 关 政 策绿 色 建 筑 的 概 念 及 评 定 标 准 3 绿 色 建 筑 的 概 念绿 色 建 筑 是 指 在 建 筑 的 全 寿 命 周 期 内 ,最 大 限 度 地节 约 资 源 (节 能 ,节 地 ,节 水 ,节 材 ) ,保 护 环 境 和 减 少 污 染 ,为人 们 提 供 健 康 、 适 用 、 高 效 并 与 自 然 和 谐 共 生 的 建 筑 。强 调 可 再 生 能 源 、 环 境 保 护 和 材 料 复 用 ， 营 造 健 康 舒 适的 使 用 环 境 。 4 绿 色 建 筑 的 概 念节 能 建 筑 是 通 过 对 建 筑 节 能 系 统 的 整 合 ， 达 到 建筑 物 总 能 耗 降 低 的 目 标 ， 建 立 高 舒 适 度 、 低 能 耗 的 建 筑 体系 。 生 态 建 筑 强 调 通 过 本 土 化 的 用 材 和 被 动 式 建 筑 设计 实 现 建 筑 自 身 的 生 态 环 保 ， 使 居 住 与 自 然 和 谐 统 一 。低 碳 建 筑 是 指 从 建 筑 的 生 产 ， 材 料 的 使 用 、 运 输 、建 造 ， 后 期 维 护 使 用 ， 到 后 期 拆 除 ， 材 料 再 循 环 使 用 的 整 个 生 命 周 期 内 ， 减 少 化 石 能 源 的 使 用 量 ， 提 高 能 效 ， 降 低CO2的 排 放 总 量 的 建 筑 体 系 。 5 为 了 推 行 绿 色 建 筑 ， 国 家 制 定 了 一 系 列 法 律法 规 及 管 理 规 定 ， 如 中 华 人 民 共 和 国 节 约 能 源法 、 中 华 人 民 共 和 国 循 环 经 济 促 进 法 、 绿 色 建 筑 评 价 标 准 等 。 国 际 上 一 些 先 进 国 家 对 绿 色 建 筑 的 评 定 采 用的 是 LEED认 证 （ 美 国 绿 色 建 筑 委 员 会 推 行 的 一 个建 筑 评 估 体 系 ） 。 无 论 是 国 内 还 是 国 际 标 准 都 是 通 过 以 下 五 个方 面 的 标 准 来 评 估 绿 色 建 筑 ：1、 能 源 的 利 用 ； 2、 水 资 源 的 节 约 ； 3、 二 氧 化碳 排 放 量 ； 4、 室 内 环 境 质 量 ； 5、 资 源 管 理 。绿 色 建 筑 的 评 定 6 建 筑 节 能 现 状据 建 设 部 估 算 ， 目 前 我 国 建 筑 能 耗 (包 括 建 造 能 耗 、 生 活 能耗 、 采 暖 空 调 等 )约 占 全 社 会 总 能 耗 的 25%， 加 上 建 材 生 产 能 耗 ，建 筑 能 耗 约 占 社 会 总 能 耗 的 比 例 高 达 35%-40%。我 国 既 有 的 近 400亿 平 方 米 建 筑 中 的 99 为 高 耗 能 建 筑 ， 新建 建 筑 中 95 以 上 仍 属 于 高 耗 能 建 筑 ， 单 位 建 筑 面 积 能 耗 为 发达 国 家 新 建 建 筑 的 2-3倍 以 上 。 7 建 筑 节 能 现 状目 前 全 国 建 筑 面 积 近 20亿 m/年 ， 使 用 空 调 的 建 筑 面 积68亿 m。 空 调 系 统 的 能 耗 在 一 幢 建 筑 物 中 所 占 的 能 耗 大 约 相 当于 建 筑 总 能 耗 的 50%以 上 。 由 此 可 以 看 出 ： 合 理 地 采 用 空 调 系 统 能 源 和 末 端 形 式 ，对 于 整 个 建 筑 的 节 能 及 经 济 性 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 8 大 连 市 节 能 减 排 有 关 政 策 1、 大 连 市 集 中 供 热 办 公 室 : 申 请 增 量 成 本 差 额 补 助 (70 )， 如 用 传 统 投 入 200元 , 用 热 泵 投 入 300元 ,余 额 100元 差 额 70(补 助 70元 )。2、 大 连 市 建 委 制 订 了 推 进 建 筑 合 同 能 源 管 理 专 项 实 施 办法 ， 总 体 思 路 是 ： 第 一 步 是 推 广 管 理 节 能 型 合 同 能 源 管 理 ，即 通 过 服 务 公 司 的 能 源 管 理 手 段 规 避 不 合 理 能 源 使 用 方 式 ， 实 现无 成 本 、 低 成 本 节 能 ； 第 二 步 是 推 广 技 术 改 造 型 合 同 能 源 管 理 ，在 管 理 节 能 的 潜 力 得 到 充 分 挖 掘 的 基 础 上 ， 完 成 对 能 源 设 备 、 系统 的 能 效 评 价 ， 进 行 节 能 诊 断 和 改 造 。 3、 2011年 我 市 对 86栋 大 型 公 共 建 筑 开 展 了 2010年 能 耗 统 计工 作 ， 并 对 其 中 20栋 建 筑 开 展 了 能 源 审 计 工 作 。 第 一 批 选 中 6家 作 为 试 点 如 ： 渤 海 明 珠 、 船 舶 丽 湾 酒 店 、 昱 圣 苑 酒 店 等 。 由 政府 出 资 安 装 监 测 设 备 （ 互 感 器 、 电 表 、 水 表 、 热 量 表 、 数 据 采 集器 等 ） 。 对 一 些 能 耗 较 大 的 公 建 采 用 合 同 能 源 管 理 的 模 式 （ 由 能源 公 司 出 资 改 造 ， 节 省 的 能 源 费 用 双 方 分 成 ） 。 9 空 调 节 能 技 术空 调 节 能技 术 热 泵技 术蓄 能技 术 温 湿 度 独 立 控 制冰 蓄 冷 技 术水 蓄 冷 蓄 热 技 术 土 壤 源 热 泵 技 术污 水 源 热 泵 技 术地 表 水 源 热 泵 技 术IES软 件 模 拟置 换 送 风 技 术毛 细 管 平 面 辐 射冷 梁 、 干 式 盘 管 、VAV空 调 技 术溶 液 除 湿 技 术 分 布 式能 源 10 一 、 蓄 能 技 术 冰 蓄 冷 水 蓄 冷 11 冰 （ 水 ） 蓄 冷 系 统 原 理 所 谓 冰 （ 水 ） 蓄 冷 ,即 在 夜 间 电 网 低 谷 电 费 时 制 冰 （ 冷 水 ） ， 并 由 蓄 冷设 备 以 冰 （ 冷 水 ） 的 形 式 将 冷 量 储 存 起 来 ,待 白 天 电 网 高 峰 电 费 时 ， 再 通 过融 冰 （ 循 环 冷 水 ） 的 方 式 将 冷 量 释 放 出 来 ， 满 足 高 峰 空 调 负 荷 需 要 的 空 调 系统 。 根 据 运 行 方 式 可 分 为 ： 全 负 荷 蓄 冷 和 部 分 负 荷 蓄 冷 ； 根 据 蓄 冷 介 质 主 要可 分 为 ： 水 蓄 冷 、 冰 蓄 冷 。 全 负 荷 蓄 冷 系 统 部 分 负 荷 蓄 冷 系 统 12 冰 （ 水 ） 蓄 冷 系 统 原 理 13 蓄 冷 系 统 与 常 规 电 制 冷 系 统 的 区 别5 1 2334削 峰 填 谷 、 平 衡 电 力负 荷 ， 提 高 电 网 运 行效 率 利 用 峰 谷 电 价 差 ，节 省 用 户 的 电 力费 用 可 获 得 政 府 补 贴技 术 成 熟 、 系 统 运行 稳 定 可 靠 减 少 制 冷 机 组 容量 ， 大 大 提 高 空调 设 备 利 用 率 14 全 负 荷 、 部 分 负 荷 蓄 冷 的 特 点 1、 全 冷 负 荷 供 冷 ： 设 计 总 冷 负 荷 全 部 由 蓄 冷 装 置 提 供 ， 制 冷 机不 运 行 ， 仅 依 靠 蓄 冷 槽 向 用 户 供 冷 。 多 用 于 间 歇 性 的 空 调 场 合 ， 如 体育 馆 、 影 剧 院 。 全 负 荷 蓄 冷 要 求 制 冷 机 和 蓄 冷 装 置 的 容 量 较 部 分 负 荷蓄 冷 方 式 要 大 、 初 投 资 增 多 。 但 运 行 电 费 最 节 省 。 2、 部 分 负 荷 蓄 冷 ： 设 计 总 负 荷 的 30%-60%由 蓄 冷 装 置 提 供 ， 蓄 冷装 置 和 制 冷 机 联 合 运 行 。 该 方 式 在 过 渡 季 节 也 可 执 行 全 负 荷 蓄 冷 方 式 。因 初 投 资 省 ， 被 广 泛 采 用 。 15 冰 蓄 冷 、 水 蓄 冷 的 技 术 特 点 1、 水 蓄 冷 的 技 术 特 点 ： 可 以 使 用 常 规 的 冷 水 机 组 ， 贮 槽 可 以 利用 消 防 水 池 ， 初 投 资 省 ， 系 统 简 单 。 但 水 蓄 冷 密 度 小 ， 贮 槽 体 积 庞 大 ，冷 损 耗 也 大 ， 对 蓄 冷 水 池 的 保 温 及 防 水 要 求 高 。 2、 冰 蓄 冷 的 技 术 特 点 ： 蓄 冷 密 度 大 ， 贮 槽 体 积 小 ， 冷 损 耗 小 ；可 采 用 低 温 送 风 系 统 ； 但 制 冷 机 需 采 用 专 门 的 双 工 况 ， 中 间 冷 媒 为 乙二 醇 溶 液 。 机 组 的 能 效 比 较 水 蓄 冷 低 。 设 备 与 管 路 系 统 较 复 杂 。 16 地 源 热 泵 技 术二 、 热 泵 技 术 水 源 热 泵 技 术 17 地 源 热 泵 技 术 土 壤 源 热 泵 系 统 ， 就 是 利 用 地 下 浅层 土 壤 能 量 ， 通 过 地 下 埋 管 管 内 的 循 环介 质 与 土 壤 进 行 闭 式 热 交 换 达 到 供 冷 供热 目 的 。 夏 季 通 过 热 泵 将 建 筑 内 的 热 量转 移 到 地 下 ， 对 建 筑 进 行 降 温 ； 冬 季 通过 热 泵 将 大 地 中 的 低 位 热 能 提 高 品 位 对建 筑 供 暖 。 18 地 源 热 泵 的 技 术 特 点 可 再 生 能 源 利 用 技 术 ， 属 经 济 有 效 的 节 能 技 术 。 环 境 效 益 显 著 。 一 机 多 用 ， 可 实 现 冬 季 供 暖 和 夏 季 供 冷 的 功 能 。 不 影 响 建 筑 美 观 ， 省 去 冷 却 塔 。 运 行 费 用 比 常 规 空 调 及 风 冷 热 泵 系 统 节 省 30%左 右 。 系 统 维 护 费 用 低 。 初 投 资 较 大 。 （ 主 要 在 室 外 地 埋 管 部 分 ） 地 下 埋 管 系 统 的 热 能 测 试 及 设 计 难 度 较 大 。 需 进 行 地 质 勘 探 ， 用地 下 换 热 模 拟 软 件 对 地 下 换 热 器 系 统 进 行 温 度 模 拟 ， 计 算 地 下 打 井 的布 局 、 孔 数 、 深 度 等 。 地 下 埋 管 系 统 的 施 工 难 度 较 大 。 （ 主 要 是 室 外 打 井 部 分 ） 19 地 源 热 泵 系 统 的 适 用 范 围 1、 建 筑 物 有 供 冷 和 供 热 的 需 求 ， 且 冬 夏 季 负 荷 相 差 不 大 ， 有 利 于地 下 热 平 衡 。 如 果 夏 季 排 热 量 和 冬 季 吸 热 量 不 吻 合 ， 会 造 成 大 地 温 度场 持 续 的 升 高 或 降 低 ， 影 响 地 源 热 泵 系 统 的 长 期 运 行 效 果 。 2、 如 建 筑 物 冷 热 负 荷 相 差 较 大 时 ， 应 有 辅 助 补 热 或 散 热 措 施 ， 以保 证 地 下 热 平 衡 。 3、 室 外 地 埋 管 占 地 面 积 大 ， 建 筑 物 周 围 或 地 下 有 可 以 埋 设 地 下 换热 器 的 空 间 。 4、 地 源 热 泵 应 通 过 经 济 比 较 后 确 定 使 用 方 案 。 20 水 源 热 泵 技 术 水 源 热 泵 机 组 可 利 用 的 水 体 温 度 冬 季 为1216 ， 水 体 温 度 比 环 境 空 气 温 度 高 ， 所 以热 泵 循 环 的 蒸 发 温 度 提 高 ， 能 效 比 也 提 高 。而 夏 季 水 体 为 1525 ， 水 体 温 度 比 环 境 空 气温 度 低 ， 所 以 制 冷 的 冷 凝 温 度 降 低 ， 使 得 冷却 效 果 好 于 风 冷 式 和 冷 却 塔 式 ， 机 组 效 率 提高 。 21 水 源 热 泵 的 技 术 特 点 利 用 地 表 水 、 污 水 或 地 下 水 的 低 品 位 能 源 ， 实 现 向 建 筑 供 冷 供 热的 功 能 。 环 境 效 益 显 著 。 系 统 简 单 易 行 ， 初 投 资 较 低 。 不 影 响 建 筑 美 观 ， 省 去 冷 却 塔 。 地 表 水 热 泵 系 统 通 常 是 池 塘 、 湖 泊 或 河 流 的 地 表 水 。 应 注 意 地 下 水 回 灌 技 术 ， 避 免 造 成 地 下 水 资 源 的 流 失 。 22 水 源 热 泵 系 统 的 适 用 范 围 有 丰 富 、 稳 定 的 地 下 水 资 源 可 以 利 用 的 地 区 。 冬 季 有 供 暖 需 求 的 建 筑 ， 要 求 水 资 源 冬 季 可 利 用 温 度 不 宜 低 于 3 。 夏 季 水 温 不 宜 超 过 30 。 23 三 、 温 湿 度 独 立控 制 系 统 技 术 24 温 湿 度 独 立 控 制 技 术温 湿 度 独 立 控 制 系 统 由 毛 细 管 平 面 辐 射 等 干 式 末 端 系统 和 独 立 新 风 系 统 组 成 。 采 用 温 度 与 湿 度 两 套 独 立 的 空 调系 统 ， 分 别 控 制 、 调 节 室 内 的 温 度 与 湿 度 ， 全 面 调 节 室 内热 湿 环 境 ， 从 而 也 避 免 了 常 规 空 调 系 统 中 温 湿 度 联 合 处 理所 带 来 的 损 失 。 25 温 湿 度 独 立 控 制 系 统 的 技 术 特 点1、 夏 季 空 调 工 况 下 ， 空 调 供 水 温 度 可 由 原 来 的 7 提 高 到 15-18 ，空 调 主 机 能 效 比 提 高 ， 节 能 约 30%； 将 联 合 处 理 的 冷 冻 除 湿 改 为 独 立的 新 风 系 统 溶 液 除 湿 ， 节 能 约 30%。2、 毛 细 管 空 调 末 端 系 统 无 吹 风 感 、 无 噪 音 具 有 良 好 的 舒 适 性 、 较 高的 制 冷 能 力 ， 可 安 装 在 顶 棚 、 墙 面 ， 厚 度 约 10mm。3、 空 调 毛 细 管 系 统 对 室 内 湿 度 控 制 要 求 较 高 ， 通 过 对 室 内 湿 度 的 检测 来 调 节 系 统 供 水 温 度 ， 使 空 调 供 水 温 度 高 于 室 内 空 气 的 露 点 温 度 ，避 免 墙 面 结 露 。 26 温 湿 度 独 立 控 制 系 统 的 适 用 范 围 空 调 毛 细 管 产 品 目 前 国 内 生 产 厂 家 不 多 ， 设 计 及 施 工 规 范 还 没 正式 颁 布 ， 项 目 的 成 本 控 制 及 施 工 管 理 较 难 。 由 于 毛 细 管 是 暗 埋 在 顶 棚 或 墙 面 ， 成 品 保 护 要 求 高 ， 适 合 于 精 装修 交 房 的 项 目 ， 对 于 清 水 交 房 的 项 目 应 慎 用 。 空 调 末 端 为 干 式 盘 管 的 温 湿 度 独 立 控 制 空 调 系 统 可 用 于 办 公 、 宾馆 、 商 场 及 住 宅 。 27 溶 液 或 其 它 除 湿 方 式 处 理 新 风 系 统 溶 液 除湿 处 理 新 风的 方 式 ， 就是 采 用 具 有吸 湿 能 力 的盐 溶 液 (溴化 锂 、 氯 化锂 ） 作 为 吸湿 介 质 与 空气 直 接 接 触 ，从 而 实 现 空 气 处 理 的 方式 。 28 毛 细 管 平 面 辐 射 空 调 系 统舒 适 辐 射 换 热 ， 无 风 感 、 无 噪 声 ， 不 满 意 度 低健 康 独 立 带 除 湿 新 风 系 统 ， 有 效 提 高 空 气 品 质节 能 夏 季 供 水 温 度 高 于 16 ， 系 统 COP高与 土 壤 热 泵 系 统 结 合 ， 毛 细 管 末 端 夏 季 可 以 实 现 直 供 ，大 大 降 低 运 行 费 用安 装 方 便 、 快 捷节 省 建 筑 空 间 29 冷 梁 与 干 式 盘 管 被 动 式 冷 梁 （ 对 流 式 ） -不 带 送 风 管 道 ，室 内 空 气 自 然 对 流 ， 冷 却 盘 管 对 室 内 空 气 进行 冷 却 。 送 风 式 冷 梁 -与 对 流 式 冷 梁 相 比 较 ， 利 用了 送 风 管 道 空 气 射 流 的 诱 导 作 用 ， 可 创 造 出更 舒 适 和 更 高 品 质 的 室 内 空 调 环 境 。 干 式 风 机 盘 管 机 组 ， 是 专 门 用 来 向 房 间 提 供显 冷 量 的 空 调 末 端 设 备 。 其 设 计 工 况 下 的 冷 冻 水供 水 温 度 一 般 高 于 使 用 环 境 的 空 气 露 点 温 度 ， 空 气 冷 却 过 程 无 冷 凝 水 产 生 ， 是 典 型 的 干 式 冷 却 过程 。 干 式 风 机 盘 管 有 卧 式 、 立 式 、 卡 顶 式 等 多 种结 构 形 式 。 30 变 风 量 系 统 的 优 势 ：(1)变 风 量 系 统 送 风 量 可 随 负 荷 的 变 化 而 改 变 ，从 而 系 统 的 总 设 计 风 量 可 减 少 10-30%。(2) 由 于 电 机 功 率 风 量 的 三 次 方 ， 当 风 机 风量 降 为 设 计 风 量 的 80%时 ， 电 机 功 率 仅 为 设 计 值的 50%， 而 空 调 系 统 大 部 分 时 间 是 在 部 分 负 荷 下运 行 的 ， 故 变 风 量 系 统 的 节 能 潜 力 非 常 大 。(3)与 全 空 气 定 风 量 系 统 相 比 ， 变 风 量 系 统 能 保证 各 区 域 或 房 间 的 温 度 按 使 用 要 求 进 行 温 度 控 制， 可 消 除 房 间 过 冷 或 过 热 现 象 ， 使 能 量 利 用 合 理化 。(4)与 风 盘 系 统 相 比 ， 变 风 量 系 统 的 空 气 品 质 好 得 多 ， 还 可 以 有 效 地 控制 空 调 系 统 在 室 内 的 噪 声 ， 无 风 盘 的 跑 冒 滴 漏 和 霉 菌 问 题 。(5)系 统 的 灵 活 性 较 好 ， 易 于 改 扩 建 。(6) 对 于 内 区 且 余 热 量 很 大 的 建 筑 物 ， 节 能 效 果 明 显 。 31 工 程 案 例 介 绍东 方 海 港 国 际 大 厦 空 调 系 统 简 介1、 工 程 概 况 位 于 上 海 市 东 大 名 路 ， 总 建 筑 面 积 39889.6平 方 米 ， 建 筑 物 地 下 2层 ，地 上 30层 ， 建 筑 高 度 120米 。 主 要 包 括 办 公 楼 、 银 行 、 会 议 、 游 泳 池 等 。2、 空 调 负 荷夏 季 空 调 总 负 荷 为 2589kw， 冬 季 总 热 负 荷 为 1964kw。3、 系 统 形 式（ 1） 、 空 调 建 筑 冷 、 热 负 荷 由 土 壤 热 泵 系 统 承 担 ， 夏 季 空 调 建 筑 冷 负 荷 由土 壤 热 泵 作 为 基 载 供 冷 ， 不 足 的 冷 量 由 电 动 水 冷 冷 水 机 组 提 供 ； 冬 季 空 调建 筑 热 负 荷 全 部 由 土 壤 源 热 泵 提 供 。 此 外 ， 土 壤 热 泵 机 组 利 用 部 分 热 回 收功 能 为 游 泳 池 提 供 加 热 。（ 2） 、 空 调 新 风 采 用 溶 液 除 湿 温 湿 度 独 立 控 制 新 风 系 统 承 担 。 （ 3） 、 末 端 采 用 VAV变 风 量 空 气 处 理 机 。4、 该 项 目 获 得 了 LEED认 证 的 金 质 认 证 。 32 工 程 案 例 介 绍东 方 海 港 国 际 大 厦 空 调 系 统 投 资 比 较东 方 海 港 国 际 大 厦 地 源 热 泵 +VAV+独 立 新 风 空 调 系 统 初 投 资 系 统 构 成 分 项 初 投 资 （ 万 ） 初 投 资 （ 万 ） 备 注空 调 末 端 VAV系 统 330 691 包 括 控制 系 统新 风 系 统 100系 统 水 管 、 风 管 261空 调 冷 热 源 地 源 热 泵 机 房 510 690 包 括 控制 系 统地 下 换 热 器 180 合 计 1381 东 方 海 港 国 际 大 厦 常 规 空 调 系 统 初 投 资 系 统 构 成 分 项 初 投 资 （ 万 ）空 调 末 端 风 机 盘 管 +新 风 系 统 650空 调 冷 热 源 燃 气 锅 炉 +常 规 冷 水 机 组 480合 计 1130 33 工 程 案 例 介 绍东 方 海 港 国 际 大 厦 空 调 系 统 投 资 和 运 行 费 用 比 较初 投 资 及 运 行 费 用 比 较 初 投 资 （ 万 元 ） 运 行 费 用 （ 万 元 /年 ）地 源 热 泵 +VAV+独 立 新 风 空 调系 统 1381 96.96 常 规 系 统 冷 热 源 系 统 1130 149.67 投 资 回 收 期 （ 年 ） 4.8