1、公共建筑空調系統能效分析 山東科技大學 土木工程與建筑學院制作人：班級：目錄一、一、 國內公共建筑的節能現狀國內公共建筑的節能現狀二二、中央空調系統構成和工作原理中央空調系統構成和工作原理三、中央空調三、中央空調水系統能效比水系統能效比 如今，建筑業是能源需求增長較快的領域，如我國每年新增的建筑面積就高達1820億平方米，建筑能耗作為一個國家總能耗的重要組成部分，建筑節能成為全世界關注的焦點。中國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產生大量污染物，包括大量SO2,NOX等有害氣體以及CO2等溫室氣體。 建筑劃分為民用建筑和工業建筑。民用建筑又分為居住建筑和公共建筑。公共建筑則包

2、含辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑以及交通運輸建筑 。據了解，我國公共建筑單位面積能耗大約是居住建筑的10倍左右。根據清華大學多年來的調查，總結出一些公共建筑的能耗特點:一、國內公共建筑的節能現狀l 1)公共建筑個體之間的電耗差異很大，單位建筑面積的能耗大約從30300kwh/(m2年)不等;l 2)公共建筑單位建筑面積的電耗與建筑規模有關，單體建筑面積越大，建筑電耗相對越高，即大型公共建筑能耗普遍較高;l 3)公共建筑電耗與經濟發展水平有關，經濟發展水平越高，人們對建筑室內環境舒適度要求越高;l 4)公共建筑能耗與建筑功能有關，大型商場電耗最高，星級賓館酒店次之，總體都高

3、于大型寫字樓，高于交通樞紐、醫院等服務功能建筑，學校和普通小型辦公樓的電耗一般較低;l 5)氣候差異對公共建筑電耗的影響不大，但對供暖能耗影響大。 由此可見，公共建筑的節能潛力很大，其中大型公共建筑又是建筑節能的重中之重。一、國內公共建筑的節能現狀我國的節能目標一、國內公共建筑的節能現狀四個階段: 第一階段為能源節約，即限制用能、節省用能，通過抑制需求來控制建筑能耗上升趨勢; 第二階段為能源守恒，即建筑能量守恒，盡可能不增加能源消耗的情況 下，滿足需求; 第三階段為能源的有效利用，即通過提高能源消耗代價來滿足日漸增長的建筑能耗需求; 第四階段為能源的可持續利用，開始提倡可持續節能，即追求綠色建

4、筑、可持續建筑、高性能建筑等。 目前我國正處于逐步向第四階段過渡的第三階段。在節能工作中，大型公共建筑的節能力度對我國建筑能源可持續利用的節能整體目標的實現影響程度最大。二、中央空調系統構成和工作原理1、基本構成 中央空調系統是由一系列驅動流體流動的動件(如水泵、風機及壓縮機)、各種型式的熱交換器(如風機盤管、蒸發器、冷凝器及中間熱交換器等)及連接各種裝置的管道(如風管、水管及冷媒管)和閥件所組成。典型的中央空調系統可分為空調水系統和空調風系統組成，其中空調水系統又由兩部分組成即冷凍水循環系統和冷卻水循環系統，主要包括冷凍水循環泵、制冷機組、冷卻水循環泵和冷卻塔等。空調水系統所包含的兩個子系統

5、雖然在水力上是相互獨立的，但在熱力關系上是緊密聯系的。二、中央空調系統構成和工作原理 典型的中央空調系統示意圖2、工作原理 中央空調系統所運用的制冷技術中，完成將熱量從低溫向高溫的傳遞和轉移的方法有很多，例如機械式通過制冷劑循環的制冷方法，包括蒸氣壓縮循環式、吸附式、吸收式、蒸氣噴射式和空氣膨脹式制冷等等，而目前最長用的是單級蒸氣壓縮式制冷。在該系統中，制冷劑在蒸發器內，壓力、溫度都比較高。吸收載冷劑熱量沸騰氣化。壓縮機不斷地抽吸蒸發器中產生的高溫、高壓制冷劑蒸氣，并將它壓縮到一定壓力，然后送往冷凝器，在冷凝器中進一步冷凝成低溫低壓制冷劑液體，同時制冷劑放出冷凝熱量并傳遞給冷卻劑(通常是水或空

6、氣)。冷凝后的液體通過膨脹閥或節流元件進入蒸發器。這部分液體在蒸發器中蒸發，并從載冷劑中吸取它所需要的蒸發熱，從而完成一次逆卡諾循環。二、中央空調系統構成和工作原理二、中央空調系統構成和工作原理風機盤管送風回風回風風管風機盤管冷凍水新風 二、中央空調系統構成和工作原理采用金屬、非金屬薄板或其他材料制作而成，用于空氣流通采用金屬、非金屬薄板或其他材料制作而成，用于空氣流通 二、中央空調系統構成和工作原理風盤+新風系統 空氣處理焓濕圖W L K N M Q N 二、中央空調系統構成和工作原理全空氣系統 一次回風空氣處理焓濕圖W N C L O N （1）按）按空氣處理設備的設置情況分類空氣處理設備

7、的設置情況分類l 集中式空調系統，如單風道系統、雙風道系統、定風量系統及變風量系統；l 半集中式空調系統，如風機盤管+新風系統、誘導器系統、冷輻射板+新風系統及水源熱泵空調系統；l 分散式空調系統。（2）按）按負擔室內空調負荷所用介質種類不同分類負擔室內空調負荷所用介質種類不同分類l 全空氣系統全部用空氣承擔室內的熱負荷和冷負荷；l 全水系統全部用水承擔室內的熱負荷、冷負荷；l 空氣水系統以空氣和水為介質，共同承擔室內的熱負荷、冷負荷；l 冷劑系統以制冷劑為介質，直接用于對室內空氣進行冷卻、去濕或加熱。（3）按）按空氣流量是否變化分類空氣流量是否變化分類l 定風量系統 l 變風量系統。二、中央

8、空調系統構成和工作原理3、空調系統的分類、空調系統的分類 集中式系統需要在建筑物內占用一定機房面積，控制、管理比較方便。空調與制冷設備可以集中布置在機房，機房面積較大，空調送回風管系統復雜，布置困難，支風管和風口過多時不易平衡；對熱濕負荷不一致或室內參數不同的空調房間不經濟。 變風量空氣調節系統雖然具有控制靈活、衛生、節約電能的優點。但是比其他空氣調節系統造價高，比風機盤管加新風系統占據空間大。更適于需全年供冷的內區。 風機盤管系統具有各空氣調節區可單獨調節，比全空氣系統節省空間，比冷源的分散設置的空氣調節器和變風量系統造價低廉等優點；目前，仍在賓館客房、辦公室等建筑中大量采用。二、中央空調系

9、統構成和工作原理4、空調系統方式的比較空調系統方式的比較二、中央空調系統構成和工作原理比較項目全空氣系統風盤+新風系統設備布置與機房空調與制冷設備可以集中布置在機房；機房面積較大層高較高；有時可以布置在屋頂或安設在車間柱間平臺上。需要新風空調機房、機房面積小；風機盤管可以設在空調機房內；分散布置、敷設各種管線較麻煩。節能與經濟性可以根據室外氣象參數的變化和室內負荷變化實現全年多工況節能運行調節，充分利用室外新風減少與避免冷熱抵消，減少冷凍機運行時間；對熱濕負荷變化不一致或室內參數不同的多房間不經濟；部分房間停止工作不需空調時，整個空調系統仍需運行不節能。靈活性大、節能效果好，可根據各室負荷情況

10、自我調節；盤管冬夏兼用，內壁容易結垢，降低傳熱效率；無法實現全年多工況節能運行。二、中央空調系統構成和工作原理維護運行空調與制冷設備集中安設在機房便于管理和維護布置分散維護管理不方便，水系統布置復雜、易漏水溫濕度控制可以嚴格地控制室內溫度和室內相對濕度對室內溫度要求嚴格時難以滿足空氣過濾與凈化可以采用初效、中效和高效過濾器，滿足室內空氣清潔度的不同要求，采用噴水室時水與空氣直接接觸易受污染，須常換水過濾性能差，室內清潔度要求較高時難以滿足風管互相串通空調房間之間有風管連通，使各房間互相污染，當發生火災時會通過風管迅速蔓延各空調房間之間不會互相污染u 國內外有關空調系統能耗的評價指標有: 1)設

11、備能效比EER、冷機性能系數COP:COP值用于評價制冷循環或壓縮機的能耗指標, EER值用于評價各類機組的能耗指標。 2)冷機部分負荷性能系數IPLV:反映了所選定的單臺冷水機組在標準工況下部分負荷效率的綜合指標; 3)輸送能效比ER:反映了水泵或風機的輸送效率; 4)單位空調面積年耗電量指標AEC:綜合考慮圍護結構、空調風系統形式、冷水機組性能、水輸送系統、照明辦公設備等一系列因素，實際是通過電耗調查報告，將各部分影響因素擬合獲得的關系式; 5)用能強度指標EUI:建筑單位面積的總能耗指標，包含的內容廣泛，不僅包含了空調系統的能耗，還包含了其他建筑能源消耗量; 6)季節能效比SEER:一個

12、制冷或熱泵裝置在空調(供熱)季節總的制冷(熱)量與所消耗的總能量之比; 三、中央空調水系統能效比 7)運行能效比OEER:空調系統在某時刻制冷量與其耗電功率(非電耗折算成電耗)的比值; 8)設計能效比DEER:空調系統設計總冷負荷與空調系統設計總耗電功率之比，其耗電功率取值于設備配用電機的銘牌功率; 9)綜合能效比LEER:空調系統在100%, 75%, 50%和25%部分負荷工況下空調系統的制冷(熱)量與所消耗的總電量之比。三、中央空調水系統能效比 三、中央空調水系統能效比u 中、美冷水機組性能對比 經實測發現，系統制冷時，無論開啟任兩臺冷凍水循環泵或者冷卻水循環泵，總冷凍水流量和總冷卻水流

13、量基本上是穩定不變的，即冷凍水循環系統和冷卻水循環系統都是定流量運行，且冷凍水泵和冷卻水循環泵輸入功率與水泵電機名牌標識也是基本相同的，風機實際耗電量與風機電機名牌標識也是基本相同的。根據冷水機組一年運行記錄發現，冷機實際耗電量和COP有隨著冷機負荷率的提高而變大的。三、中央空調水系統能效比全年運行冷水機組能效圖全年運行冷水機組能效圖 三、中央空調水系統能效比冷機COP和空調水系統運行能效比的相對關系圖 此圖表明，空調水系統運行能效比與冷機COP相關性很強，相關系數R為0.989，即冷機的性能水平在很大程度上代表了空調水系統能效水平。另一方面，若要使空調水系統在任何負荷狀態下都保持在較高綜合的能效范圍內，保持冷水機組COP在一個較高的能效范圍內是關鍵。三、中央空調水系統能效比冷機COP和空調水系統運行能效比的相對關系圖 由于空調水系統運行能效比與冷機cop相關性很強，當冷機cop達到能效標準時，可判定空調冷水系統也達到能效要求。公共建筑節能設計標準和公共建筑節能改造技術規范分別規定了在額定制冷工