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建筑节能技术 教学课件 ppt 作者 李德英 5 空调系统节能技术

类别:建筑节能 发布时间:2018-06-06 编辑:节能?”? 热量值:

  5.15.1 空调系统节能的途径 空调系统节能的途径 辐射板供冷或供热 辐射板供冷加新风系统 辐射板式 窗式空调器 分体式空调器即VRV系统 单元式空调机加末端设备(如风口) 直接蒸发式 分散空调方式 冷热水机组加末端装置 水源热泵系统 全水系统 机组系统 新风系统加风机盘管机组 空气-水系统 冰蓄冷低温送风方式 空气方式 分区、分层空调方式 变风量方式(即VAV系统) 定风量方式 全空气系统 集中空调方式 空调输送方式 空调系统型式 表主要空调方式集中式空调节能途径 集中式空调节能途径 集中式空调是由集中冷热源、空气处理机组(又称组合式空调机组)、末端设备和输送管道所组成。 1.机组风量风压匹配,选择运行最佳经济点运行,要产厂生产风机噪声低、效率高。 低温送风空调方式低温送风空调方式 30~50风机功率减小(%) 30风管尺寸减少比例(%) 20~30空调机组尺寸减少比例(%) 10~15 3~11 送风温度() 8~10 10~20 送风温差() 常规空调方式 低温送风方式 表低温送风与常规空调方式比较1.06 0.89 1.18 0.97 系统初投资相对值0.53 0.49 0.69 0.7 年空调电费相对值84 161 118 216 421 白天总耗电量(kW) 59 59 101 101 137 空气分布系统 25/292 102/107 17/292 115/107 284/ 制冷/水系统 高峰空调用电量(kW)840 450390 890 490390 930 高峰制冷量(kW) 昼夜 昼夜 昼夜 昼夜 昼夜 用电时间 100 46 100 46 3168031680 84100 84100 147460 一次风风量(m 4.44.4 4.4 4.4 12.8 送风温度() 空气—水空气—水 全空气 全空气 全空气 系统型式 项目 几种低温送风方式方案比较5.2 5.2 建筑空调节能技术 建筑空调节能技术 一、空调设备系统的节能 空调系统的能耗区别与其他能耗的特点是: (1)空调系统所需能源品位低,且用能有季节性; (2)系统同时存在需要冷(热、湿)量和放出冷(热、 湿)量的过程; (3)设计和运行方案的不合理会给系统带来多种无效 能耗。 主要从以下几个方面进行: 主要从以下几个方面进行: (三)建筑设备的自动化系统能源 室内温湿度标准 室外空气量 空调方式 图全年负荷的时间频率图 二、变风量空调节能技术 由集中式空调器提供某一设定温度的送风(根据最不利条件确定)给所有空调空间,而各自的送风量是按其负荷大 小自动调节,来达到室温的平衡。 三、多分区空调节能技术 多分区空调方式属于空调设计合理化的一种节能措施四、分层空调的节能技术 分层空调示意图5.3 5.3 基础知识 基础知识 蓄冷技术:低于温度热量的贮存和应用技术,是制冷技术的补充和调节。 内容:选择或配制合适的蓄冷材料;合理设计蓄冷装置;有效地实行冷量的贮存和。 应用前景应用前景 应用场合:用冷量波动、间歇供冷、制冷机与用冷量不匹配。商场、剧院、写字楼。 电网 负荷 白天 调节发电能力 调节用户 负荷 一次性投 效率低蓄冷空调 技术 十三陵抽水蓄能 电站,投资27亿 元,填补高峰负 荷时发电成本为 1.3元/KWh,是常 规电价的2.5倍。 至1998年,日本已有蓄冷空调系统5566个,其中水蓄冷系统2249个,冰蓄冷系统3317个。 MW峰负荷到低谷使用,其中3~510 MW要依靠蓄冷空调解决。常规空调系统基本原理 常规空调系统基本原理 负荷变化大,制冷主机需满足最大负荷,且留备用量。 大多数时间不是满负荷工作,效率低。用电高峰期,电 蓄冷空调系统基本原理蓄冷空调系统基本原理 常规空调供冷循环 蓄冷循环 联合供冷循环(部分负荷蓄冷) 单蓄冷供冷循环(全负荷蓄冷) 设计基本步骤 设计基本步骤 计算蓄冷期和供冷期的制冷负荷(蓄冷负荷)与供冷负荷逐时运行图 经济分析蓄冷剂选择原则 蓄冷剂选择原则 环保条件:无毒、无腐蚀、无污染。蓄冷设备 蓄冷设备 封装式制冷剂 制冷剂 制冷剂冰或其他 取冷流体蓄冷流体 蓄冷介质 类型 1冷吨=3023大卡=3.517KW水的蓄冷温度为4-6 冰的蓄冷温度为0,制冷 机应提供-3~-7的温度 融解或凝固温度5~8 融解潜热大,热导率大 密度大 无毒,无腐蚀 空调回水与冰直接接触,换热效果好,取冷快,供水温度可低达1;IPF不大 于50%,故蓄冰槽容积较大。; 内融冰换热热阻大,影响取冷 速率。多采用细管、?”阈?蛇形圆形 封装式蓄冰装置封装式蓄冰装置 冰片滑落式蓄冰装置 冰片滑落式蓄冰装置 冰晶式蓄冷装置 冰晶式蓄冷装置 原理:通过冰晶制冷机将低浓度的乙二醇水溶液冷却至低于0,然后,将此状态的过冷水溶液送入蓄冰水槽,溶 液中即可分解出0的冰晶。 水蓄冷系统 水蓄冷系统 主要技术问题:保持热回水与蓄存的冷水处于分离状态,避免热回水与冷水相混合。 解决措施:分层技术,多池系统,隔膜或迷宫和折流板。分层式 分层式 隔膜式 隔膜式 迷宫式迷宫式 冰蓄冷系统 冰蓄冷系统 -基本系统 -基本系统 基本系统 基本系统 外融冰系统 外融冰系统 冰晶或冰浆系统 冰晶或冰浆系统 思考题 思考题 解决蓄水槽中热回水与冷水相混合的措施有哪些? 一、概述 一、概述 所谓热泵,就是靠高位能拖动,热量从低位热源流向高位热源的装置。 热泵可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转换为可利用的高品位能,从 而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的 目的。 热泵始于1852年,威廉.汤姆逊提出所谓“热量放大器”装置,即为最早的热泵装置。 热泵技术经历了一段漫长而曲折的发展过程,目前已经得到突破,热泵技术在发达国家得到突飞猛进的发 展,热泵装置已进入了家庭、公共建筑、厂房,得到 了广泛的应用。 据估计,欧洲在100以下低温用能方面的耗能量约占总耗能量的50%左右。因此,用热泵为暖通空调提供 100以下的低温用能具有重大的现实意义。 热泵在暖通空调中的应用不会对产生污染。二、热泵的基本工作原理与评价 二、热泵的基本工作原理与评价 热泵的工作原理与制冷机相同,都是按热机的逆循环工作的,所不同的是工作温度范围不同,使用的目的也不同。 而热泵则是利用排放热量,向对象供热,达到制热的目的。制冷机与热泵的基本能量转换关系 制冷机与热泵的基本能量转换关系 热泵装置:从中吸取 热量,传递给高温物体, 实现供热目的; 制冷机:从低温物体吸取 热量传递给中去,实 现制冷目的; 联合循环机:从低温物体 吸热,实现制冷,同时又 把热量传递给被加热的对 象,实现供热目的。 压缩式制冷机工作原理图 压缩式制冷机工作原理图 在正常的大气压力下,水要达到 100才能沸腾蒸发。而在低于 大气压力(即真空)条件下,水 可以在很低的温度沸腾。比如说 在6mmHg的真空条件下,水的 沸点只有4。 溴化锂溶液就可以创造这种真空 条件,因为溴化锂(LiBr)是一种 吸水性极强的盐类物质,可以连 续不断地将周围的水蒸汽吸收过 来,维持容器中的真空度。 热泵供热系统原理图 热泵供热系统原理图 1-压缩机;2-冷凝器;3-节流机构;4-蒸发 器;5-地板辐射供热;6-热网的循环水泵; 7-热网;8-低温热源水的循环泵;9-河水 热泵经济性的评价热泵经济性的评价 包括:负荷特性、系统特性、地区气候特性、低位热源特性、设备价格、设备使用寿命、燃料价格和电力价格等。 “节能效果”与“经济效益”节能效果- 节能效果- 制热性能系数 制热性能系数 COP COP 一般3~4左右经济效益评价- 经济效益评价- 投资回收年限法 投资回收年限法 Β:投资回收期(年);I:热泵系统所需的投资(年); A:燃料价格(元/J); :热泵系统与传统系统相比,年节约能量(J/年)。一般回收 年限应在 3~5年内 煤价 18.2 元/GJ 400 50元/GJ 1.8 元/Nm 油价82.8 元/GJ 3328 电价133.3 元/GJ 0.48 元/KWh 初始投资少 一机多用。一座建筑物要实现冬季采暖、夏季制冷和日常提供生活热水三项功能,如果采用传统方式,一般需要安 装各自的供暖系统和制冷系统,有的还需再安装 供热水系统。而如果采用热泵系统,安装一套就可以了。 投资项目少。安装热泵系统,不必再建燃料储存场地和运输燃料的通道,不必配备特殊的消防装置,不必对配电系 统做大规模的增容。 综合上述因素,热泵系统具备了优异的性能价格比,使用户用较少的初始投资,得到较多的实惠。 动态费用年值分析 动态费用年值分析 将参与比较方案的系统造价按资金的时间价值折算 为每年的费用,并与年运 行费用相加得出费用年值, 从若干方案中选取费用年 值最小的作为最佳方案。 f—费用年值,元/年;i—利率或标准内部收益率,取 0.08; m—经济寿命,取15年; sys—造价(初投资),元; c—年运行成本,元/年。 三、热泵 三、热泵 分类 分类 空气源热泵 空气源热泵 水源热泵 水源热泵 水环热泵 水环热泵 地源热泵 地源热泵 地表水热泵 地表水热泵 地下水热泵 地下水热泵 土壤源热泵 土壤源热泵 污水源热泵 污水源热泵 空气源热泵(空气源热泵( Air-source Air-source 低温热源的温度随室外温度的变化而改变。其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑热负荷需求趋势正好相 在夏季高温天气,由于其制冷量随室外空气温度升高而降低,同样可能导致系统不能正常工作; 当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,热泵就难以正常工作,减少了机组的换热能力,需要用电或其他辅 助热源对空气进行加热; 空气源热泵供热量等于建筑 耗热量时的室外计算温度 先进科学的化霜技术是机组冬季运行的可靠保障?;槎驹诵惺?,换热盘管温度低于温度时,表面产生冷凝水,冷凝水低 于0就会结霜,严重时就会堵塞盘管,明显降低机组效率,为 此必须除霜,这也消耗大量的能量; 空气源热泵不适用于寒冷地区,但在冬季气候较温和的地区,如我国长江中下游地区,己得到相当广泛的应用; 水环热泵系统是用水环将小型水/空气热泵机组和能量采集装置并联在一起,为建筑物供热、制冷。系统由室内热泵机组、水循环环、 其它设备(如浅层地能采集装置)等构成。一般用于全年都有制冷需 要的建筑物中。 水环热泵系统夏季利用冷却塔或地能将系统内热负荷排放掉,冬季则将内区的热量转移到需要供热的外区,不足部分由辅助热源(电、燃 气、燃煤、热水、蒸汽、太阳能)供给。 该系统适用于大型建筑物,特别是内区冷负荷较大,而且冬季时内区仍然需要供冷,而外区需要供热的场合。 工况和性能: 水循环管温度:15~30C 供冷时COP可达3.5~4.3 供热时COP可达3.1~4.7 速度稳步增长:如美国,截止1985年全国共有14,000台地源热泵,而1997年就安装了45,000台,到目前为止已安装 了400,000台,而且以每年10%的速度增长。1998年美国商 业建筑中地源热泵系统己占空调总量的19%,其中在新建 筑中占30%。 中、北欧如、、奥地利、等国家主要利用浅层地热资源,地下埋管(埋深

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