终端节能技术教材

1、终端能耗的现况经济运行的评价指标和方法节能系统经济运行节能管理 宾馆、办公楼类建筑的空调负荷宾馆、办公楼类建筑的空调负荷1. 北京市此类建筑单位面积实际峰值冷量的平均值为42W/m2，一般建筑在3155W/m2之间。2. 北京市此类建筑全年每平米供冷量的平均值为0.296GJ，一般建筑在0.270.34GJ之间。3. 北京市此类建筑全年每平米供暖量的平均值为0.253GJ，一般的建筑在0.20.3GJ之间。 商业建筑空调系统中冷热源和输配系统的一次能源消费量和用电量。建筑耗能100空调用47.2冷热源20.0冷热源主体16.0冷热源辅机4.0输送系统27.2换气用风机10.9空调用风机9.5空

2、调用水泵6.8电梯、卫生、其它用20.6照明用32.3办公楼的一次能源消费构成%办公楼耗电量构成% 总用电量100照明33.3冷暖空调41.4冷冻机14.2空调动力27.2其它动力（电梯、电脑、给排水）25.32006-2007采暖季（采暖季（11.7-3.22）不同类型热力站热耗对比不同类型热力站热耗对比 类型医院机关学校宾馆住宅使馆外交公寓展览场馆写字楼商场单耗w/m251.5342.5334.2033.7331.21 28.6825.4625.58 10.811. 空调系统经济运行的评价指标与方法1评价指标体系 体系结构本标准中所采用的空调系统经济运行评价指标体系结构如下图所示：图1 空

3、调系统经济运行评价指标体系结构 评价指标适用范围 该指标体系完全适用于采用电驱动水冷式冷水机组的空调系统。当系统冷源不同时，部分指标不适用，如表 所示： 空调系统经济运行评价指标的适用范围（针对不同的冷源） 指标名称电驱动冷水机组吸收式冷水机组水冷式风冷式ECA 适用适用适用CCA 适用适用适用EERs 适用适用不适用EERr 适用适用不适用EERt 适用适用适用WTFch 适用适用适用WTFc 适用不适用适用COP 适用不适用适用 本指标体系同时适用于节能检测（单点工况测试）和节能评估（全年工况测评）；用途不同时，指标计算方法也有所不同（详见29）。 由于建筑类型多样、气象参数多变、空调系统

4、类型多样，ECA 和CCA 两个指标无法给出统一的限值；但它们都是反映空调系统经济运行水平的重要指标，可在统计数据的基础上进行横向比较，也可用于运行管理人员自查，与历史运行情况进行纵向比较。 在实际应用可根据需要，选择部分指标进行检测和评估，一般来说，上层的指标反映系统的整体特性，下层的指标体现具体问题。 2单位面积空调能耗（ECA） 计算公式 对于电、冷、热、燃油、燃气等输入建筑空调系统设备的能源，均可按下式计算，并根据能源类型不同选择不同单位，分别给出结果。 AWECAi 式中： ECA 单位面积空调能耗，以电能为例，瞬态值单位为瓦每平方米（W/m2），累计值单位为千瓦时每平方米年（kWh

5、/ m2.a）； Wi 空调设备的能耗总和，以电能为例，瞬态值单位为瓦（W），累计值单位为千瓦时每年（kWh/ a）； A 空调区域面积，单位为平方米（m2）。 测量方法 Wi：瞬态值可采用电功率计、流量计等设备现场测量得到，如现场安装有符合要求的计量表，也可读取一段时间的累计值，按时间平均得到。 在系统中装有各类能源计量表的情况下，经一年以上的测量、记录，可得到累计值。 A：由实地测量或根据建筑图纸统计得到。 评价方法该指标用于评价建筑空调系统能耗水平的高低。当耗冷量偏高或空调系统运行效率偏低时，该指标均偏高。 3单位空调面积耗冷量（CCA） 计算公式单位空调面积耗冷量的瞬态值和累计值应按下

6、式计算： A1000QCCA瞬态AQCCA累计 CCA 单位空调面积耗冷量，瞬态值单位为瓦每平方米（W/m2），累计值单位为吉焦每平方米年（GJ/ m2.a）； Q 空调系统制备的总冷量，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为吉焦（GJ）； A 空调区域面积，单位为平方米（m2）。 测量方法 Q：可由空调系统总管上的冷量表测得，其瞬态值也可按下式计算得到。 式中： Q 空调系统制备的总冷量，单位为千瓦（kW）； cP 水的比热，可取4.186kJ/（kg）； W 水的密度，可取1000 kg/m3； G 冷水瞬态总流量，单位为立方米每时（m3/h）； tin 冷水总回水温度，单位为摄氏度（）

7、； tout 冷水总供水温度，单位为摄氏度（）。 3600)(outinWPttcQ 在现场检测时流量、温度参数时，宜测取较稳定工况下1h2h 的平均值以减少误差；尤其是当流量、温度显著不稳定时（如直燃式冷水机组大小火变化导致冷水温度波动，冷水机组、冷水泵启停导致运行工况处于变化中，冷水泵变频率运行导致冷水流量变化等情况），必须取较长时间的平均值以保证测量结果与实际情况相符。 A：由实地测量或根据建筑图纸统计得到。 评价方法 该指标用于评价空调系统提供服务的量。如果空调系统存在以下的问题之一时，则容易出现单位空调面积耗冷量过高的情况： a. 同时供冷供热，调节不当，造成大量冷热抵消； b. 过

8、量引入新风； c.空调水泵、风机设备自身消耗冷量过高，等。 4空调系统能效比（EERs） 计算公式当输入空调系统的能源全部为电能时，该指标适用。 iWQEERs 式中： EERs 空调系统能效比。 测量方法 Q，Wi：按照2、3 中的测量方法。 评价方法 该指标用于评价空调系统的整体运行效率。该指标应不小于2.9。冷水机组COP 偏低、水系统输送系数偏低或末端能耗偏高均会导致该指标偏低。 4空调系统能效比（EERs） 计算公式 当输入空调系统的能源全部为电能时，该指标适用。 iWQEERs 式中： EERs 空调系统能效比。 测量方法 Q，Wi：按照2、3 中的测量方法。 评价方法 该指标用于

9、评价空调系统的整体运行效率。该指标应不小于2.9。 冷水机组COP 偏低、水系统输送系数偏低或末端能耗偏高均会导致该指标偏低。 5制冷系统能效比（EERr） 计算公式当采用电驱动冷水机组时，该指标适用。jWQEERr 式中： EERr 制冷系统能效比；Wj 制冷系统主要设备能耗，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。当系统采用水冷冷水机组，并采用蒸发式冷却塔冷却时，Wj应采用下式计算： Wj= Wch+ Wcp+ Wct 式中： Wch，Wcp，Wct 分别为冷水机组、冷却水泵、冷却塔能耗，瞬态值单位为千瓦（kW），累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。 5制冷系统

10、能效比（EERr） 计算公式当采用电驱动冷水机组时，该指标适用。jWQEERr 式中： EERr 制冷系统能效比； Wj 制冷系统主要设备能耗，瞬态值单位为千瓦（kW），累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。当系统采用水冷冷水机组，并采用蒸发式冷却塔冷却时，Wj应采用下式计算： Wj= Wch+ Wcp+ Wct 式中： Wch，Wcp，Wct 分别为冷水机组、冷却水泵、冷却塔能耗，瞬态值单位为千瓦（kW），累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。 测量方法 Q，Wj：按照2、3中的测量方法。 评价方法 该指标用于评价空调系统中制冷子系统的经济运行情况。 该指标用于水冷式冷水机组，应不小于4.0

11、；用于风冷式冷水机组，应不小于额定值的90。 冷水机组运行能效比的高低对该指标高低影响最大；冷却水输送系数、冷却塔能效比的高低对该指标也有影响。 6冷水输送系数（WTFch） 计算公式chpWQWTFch 式中： WTFch 冷水输送系数； Wchp 冷水泵总能耗，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。 测量方法Q，Wchp：按照2、3 中的测量方法。 评价方法该指标用于评价空调系统中冷水系统的经济运行情况。该指标的应不小于35。冷水温差大小、管路阻力系数高低、冷水泵效率高低、冷水泵是否采用了合理控制等因素都会对该指标高低产生影响。 7空调末端能效比（EERt） 计

12、算公式kWQEERt 式中： EERt 空调末端能效比； Wk 各类空调末端总能耗，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。 测量方法 Q，Wk：按照2、3中的测量方法。 评价方法 该指标用于评价空调系统中空调末端的经济运行情况。当末端以全空气系统为主时，该指标应不小于15；当末端以风机盘管为主时，该指标应不小于30。 冷水温差大小、管路阻力系数高低、冷水泵效率高低、冷水泵是否采用了合理变频控制等因素都会对该指标高低产生影响。 8冷水机组运行能效比（COP） 计算公式 chWQCOP 式中： COP 冷水机组的运行能效比； Wch 冷水机组的能耗，瞬态值单位为千瓦（k

13、W）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。对电制冷冷水机组，Wch为输入的电功率；对吸收式冷水机组，Wch为加热源消耗量（以低位热值计）与电力消耗量（折算成一次能）之和。 测量方法Q，Wch：按照2、3中的测量方法。 在节能检测时，为准确测得Q值，应对测试数据进行能量平衡校核，并按照下式计算不平衡率 ，当 的绝对值在10以下时，认为测量结果可靠。 式中： 冷水机组能量测量不平衡率； Qc 冷却水输送的热量，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。其中Qc的测量按照5.9 规定进行。 评价方法该指标用于评价冷水机组的经济运行情况。 该指标应不小于冷水机组额定COP

14、值的95。 冷水机组负荷率、冷凝温度、蒸发温度的高低都会对该指标高低产生影响。 9冷却水输送系数（WTFc） 计算公式%100cchcQWQQ 式中： WTFc 冷却水输送系数； Qc 冷却水输送的热量，瞬态值单位为千瓦（kW）， 累计值单位为千瓦时每年（kWh/a）。 测量方法 Wchp：按照2中的测量方法； Qc：可按照下式计算其瞬态值，对全年瞬态值进行积分即可得到累计值；也可按照下式进行估算。cpcWQWTFc 3600)(,incoutccWPcttGcQ Qc= Q+ Wch 式中： Gc 冷却水瞬态流量，单位立方米每时（m3/h）； tc,in 冷却水回水温度，单位摄氏度（）；,

15、tc,out 冷却水供水温度，单位摄氏度（）。 评价方法 该指标用于评价空调系统中冷却水系统的经济运行情况。 该指标应不小于35。 冷却水温差大小、管路阻力系数高低、冷却水泵效率高低、冷却水泵是否采用了合理控制等因素都会对该指标高低产生影响。 1 冬季供暖平均耗能热量指标2545w/m2 2 燃煤供暖锅炉运行效率由目前60%提高到7080%。 3 燃气供暖锅炉运行效率由目前80%提高到90%以上。 4 供热一次管网平均热损失控制在5%以内，二次管网平均热损失控制在10%之内。 5 水资源消耗指标 每万平方米热网循环水量：间接供热系统的一次水管网712t/h；间接供热系统的二次管网或直接供热系统

16、2530t/h；直接供热混水系统3035t/h。 每万平方米补水量：不应大于0.4t/h（相当于10t/日），先进指标为0.1t/h（相当于2.4 t/日）。 6 电资源消耗指标： 每万平方米循环水泵功率：间接供热系统的一次水管网初、末寒期1.12kW，严寒期23kW；间接供热系统的二次水管网或直接供热系统3.54.5kW；直接供热混水系统4.25.2kW。 7 煤资源消耗指标： 燃煤锅炉每采暖期的单位面积煤耗不应大于18.7kg标煤/25kg混煤。先进指标为12.5kg标煤/17.5 kg混煤。 8 气资源消耗指标： 燃气锅炉每采暖期的单位面积气耗不应大于12立方米，先进指标为8立方米。1.

17、 直埋热力管道技术直埋热力管道技术直埋热力管道的分类 直埋热水管道直埋蒸汽管道直埋热水管道的保温结构的分类 三位一体保温管柔性保温管合金钢内管 一、管网的节能一、管网的节能1工作钢管（镍铬合金钢）； 2聚氨酯（PUR）保温层；3不锈钢 4低密度聚乙烯（LD-PE）外护管； 5预警线；1PE-X管 2聚氨酯保温 3PE层 4PE-LD保护层图 内滑动复合蒸汽管道该结构管道优点加工制作工艺简单，价格相对较低。下图为内滑动复合结构型式，按照无机耐高温保温层的材料可以分为两种形式： 无机保温层采用硬质硅酸钙无机保温层采用软质玻璃棉 或者岩棉 1防腐层2外保护管3空气层4玻璃棉5滑动支架6螺栓7隔热环

18、8滑板 9工作钢管经济比较表（经济比较表（DN500）敷设方式保温材料导热系数保温厚度工作钢管保护层材料管道总造价结构费用工程总造价w/mkmmmm元/米元/米元/米地沟敷设岩棉0.062180529x7.0环氧煤沥青玻璃丝布140444745878直埋敷设玻璃棉0.055165529x7.0钢管(920 x10)402810625090技术介绍技术介绍换热器、阀门和管道保温技术，可用于热源和输配管网等处的部件保温，减少热源设备和输配管网的热损失，提高能源效率。(1)技术描述技术描述近年来，保温材料发展很快，传统保温材料如珍珠岩和玻璃纤维等价格便宜，但传热系数高，部分材料还具有一定的亲水性，它

19、们正在逐渐被新型保温材料所代替。传统保温材料的主要缺点是它们具有很强的吸水性（见下图）。图：保温材料在干湿工况下的传热系数比较保温材料保温材料保温材料具有明显的阻碍热量传递的能力。通常情况下，它们的传热系数低于0.23 W/m2.K。根据组成成分的不同，保温材料可以分为矿物保温材料、有机保温材料和金属夹层保温材料；根据环境温度的不同，保温材料可分为防火保温材料（环境温度高于650C）、保温材料（环境温度在室温和650C之间）和贮冷保温材料（环境温度低于室温）；根据外形和结构的不同，保温材料又可以分为微孔保温材料、夹层保温材料和纤维保温材料。保温材料通常比较轻，具有多孔结构和可拆卸性。常用保温材

20、料包括膨胀珍珠岩、聚苯乙烯、聚氨酯、玻璃棉和矿物棉等。保温层厚度保温层厚度202i00sPTTtfADDLDinn20iDD 最佳保温层厚度可以由下式计算得出：其中：T：管道表面温度， C；D0：保温层外径，m；A2：常数， A2=3.795*10-3；fn：热价，RMB/GJ；t：年运行小时数， h；：保温材料导热系数，W/m2.K；T0：空气温度，；Pi：保温材料价格，RMB/m3；Di：保温层内径，m；S：投资分摊率，0.20；：保温层表面对流换热系数，W/m2.K。当管道温度为81110C，环境温度为30C时，T-T0就是一个定值。在这种情况下，影响最佳保温厚度的主要因素就是热价、年运

21、行时间和保温材料价格。增加热价和年运行时间以及降低保温材料价格都会增加保温层的厚度。 地上管道地上管道 地面上管道保温费用（保温厚度为40mm）见下表。 地面上管道的保温费用（包括安装）管径管径 (mm)费用费用 (元元/m)100140150170200200 预制埋地式保温管预制埋地式保温管 预制埋地式保温管的保温费用（保温厚度为40mm)见下表。 表：预制埋地式保温管的保温费用（包括安装）管径管径 (mm)费用费用 (元元/m)100200150220230200250270(2) 管道的保温费用管道的保温费用 管道的热损失管道的热损失 地上管道地上管道 现有的地上供热管道都必须且已经进

22、行保温，但大多不符合最新标准。 下表是现有管道重新保温前后的热损失。地上管道的热损失(W/m)温差()DN80DN100DN125DN150DN20050HBI45577185113HAI354455668860HBI546885102136HAI4253667910670HBI637999119158HAI4962779212380HBI7290113136181HAI56708810614190HBI81102127153203HAI637999119158100HBI90113141170226HAI7088110132176110HBI99124155187249HAI77971211

23、45193注：BI表示重新保温前；AI表示重新保温后 未保温的管道热损失可由下式计算获得。 Qloss = h*A*(t) 其中： h：管道表面的对流换热系数，通常为10-20 W/(m2K)； A：换热面积，m2； t：管道表面与环境的温度差值，K。 保温管道的热损失可根据管径、介质温度和保温层厚度由下图查取。图 保温管道的热损失保温措施保温措施燃煤（年）燃煤（年）燃气（年）燃气（年）地上管道28.513.8回收期锅炉上水泵除氧器定期排污软化水给水泵软化水罐低压加热器蒸汽管道回水管道冷凝水泵连续排污 膨胀器凝结水箱图图 某热力厂原设计水系统简图某热力厂原设计水系统简图蒸汽管道定期排污连续排污

24、 膨胀器低压加热器除氧器软化水罐锅炉上水泵软化水罐软化水给水泵冷凝水泵凝结水箱过滤器回水管道图图 某热力厂改造后水系统简图某热力厂改造后水系统简图 供热系统中流量、压力的分布状况称为系统的水力工况；温度、供热量的分布状况称为系统的热力工况。供热系统的供热效果好、坏，直接由供热系统的水力工况和热力工况所决定。供热系统普遍存在的冷热不均现象，正反映了供热系统热力工况的失调；而热力工况的失调，又基于水力工况的失调，亦即供热系统流量分配不均所致。 1. 适用范围、水力平衡技术适用范围、水力平衡技术适用范围适用范围本技术适用于热力输配管网，目的是通过技术手段实现各终端热用户（建筑物）之间管网水力工况平衡

25、，提高管网水力工况的稳定性，使供热系统正常运行，可以节约无效的热能和电能消耗。目前，北京地区以及国内其他采暖城市供热管网绝大多数为定流量系统。在实际运行中，这种系统的典型问题之一就是水力工况不平衡，近端用户过热、远端用户供热不足，系统供热质量不高。管网水力工况不平衡直接与管网运行模式有关：在变流量系统中一般不会出现水力工况不平衡问题，管网水力工况失衡只出现在定流量系统、或出现在从定流量系统向变流量系统转换过程中。可能导致系统水利工况失调的原因有：系统在大流量、小温差工况下运行，与设计工况偏离；热用户热力入口设备工况改变（阀门开度改变、私自拆装设备等），造成系统水利工况改变。特别需要指出的是，在

26、系统水利工况失调，近端用户过热、远端用户供热不足时，不能采取加大循环泵扬程和循环流量的办法，这种办法没有解决系统失衡问题，只是掩盖了问题，只会造成系统热能、电能的更大浪费。推荐技术措施推荐技术措施解决管网水利工况失调，提高水利稳定性，可以选择以下几种技术措施：在管网中安装压差控制阀；在管网中某些点限制流量（定流量）；建筑物热力入口安装静态平衡阀；建筑物热力入口安装动态平衡阀；建筑物热力入口加装混合回路，对建筑物独立进行温度控制；为供热建筑物设立独立热力站，将建筑物与管网进行水力分离。上述技术措施1）- 4）是调节管网水力平衡的方法，5）- 6）着眼于对单栋建筑供热进行控制。改善管网水利工况，需

27、要对管网以及热用户的情况具体分析选择合适的技术措施。2. 技术措施作用原理介绍技术措施作用原理介绍n差压控制差压控制差压控制阀用于把系统的差压稳定在一定范围内。当系统的差压增加时，阀门减少开度消耗额外的压力。与此相反，阀门一旦增大，即意味着阀门的压降减少，系统的差压也逐步到达预设值。n流量控制流量控制同时使用静态平衡阀和动态平衡阀调节流量，但它们的应用条件各异。静态平衡阀为流量的静态调整，是一次性手动调节，不能够自主随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。需通过手动设定流量，并能测量流量。平衡阀的作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡。

28、当调整动作完成时，阀流阻力不可能再随着系统条件的变化而发生变化，即，当系统条件变化时，每个循环的流量也变化。 定流量阀也称为自力式流量控制阀。在一定的工作压差范围内，它可以有效地控制通过的流量。例如：当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定；应用定流量阀的管路系统压差不能小于阀门所要求的正常工作压差范围，因为阀门本身不能提供额外压头，此时即使阀门全开，流量仍将低于规定流量，不能起控制作用。n 平衡阀的选用及安装平衡阀的选用及安装 自动差压控制阀、平衡阀的选择应依据已知设计流量和差压相适合的阀门性能指数（Kv值）确定。不能直

29、接根据连接管网的管径选择。 静态平衡阀可安装在供水立管上，也可安装在回水立管上，一般是安装在回水立管上。 自力式差压控制阀应安装在回水管上。调节器的压力传感器通过毛细管与进水管连接。毛细管不能安装在进水管底端。否则，毛细管易受水中的泥沙污染。图 管网的平衡 相对开度h/hmax(%)相对流量Q/Qmax(%)相对开度h/hmax(%)相对流量Q/Qmax(%)图 DN80型平衡阀性能曲线 图 DN200型平衡阀性能曲线平衡阀锅炉图 锅炉房内平衡阀的应用 图图 管网系统平衡阀的应用管网系统平衡阀的应用 12430锅炉或冷水机组n 流量控制阀的调节流量控制阀的调节热力站名称安装数量12021037

30、468553660713182091110151117125613251417合计459单管系统按照建筑物的建筑面积按20吨/万平方米分配流量，按照调节阀的刻度流量进行分配，对部分调节阀用超声波流量计进行了流量测试。 双管系统按照水泵最大输出流量按面积等比例分配流量，用超声波流量计进行了流量分配。n 水力平衡度水力平衡度 合理分配系统流量使各分支管网的水力平衡度接近1。热力站名称采暖面积理论流量（t/h）实际流量（t/h）水力平衡度1179534448.83910.92103281206.61900.9376603.69153.2150141204962412381594542.53189.1

31、2001.16139703279.43101.171503983764341.284657971164.513461.29167958419.94901.210139872349.74901.41184485.59211.23001.412169864339.75401.61391241228.13981.71492620231.64201.8某热力站安装位置阀门控制面积m阀门型号流量分配理论流量水力平衡度110766DN1002323.70.97210766DN1002323.70.97310766DN1002323.70.97410766DN1002323.70.97510766DN100

32、2323.70.97611679DN1252525.70.97711542DN1252525.40.98814190DN1253031.20.96913541DN1252829.80.94101072DN502.52.41.06115785DN1251212.70.94面积合计111639（总供热面积为120495.96）热力站名称采暖面积05-06年采暖季热耗06-07年采暖季热耗05-06年采暖季折算热耗节热率%184485.59289302506826846.3 6.6 8179534512284154946928.0 11.5 11120495.96221371953020542.6

33、4.9 14139703206611730217654.9 2.0 n 节能量020406080 100 120 140 160 180152025303540455055水温 C单位体积水中溶解的最大气体量（L/m ）3o100kpa200kpa300kpa400kpa 500kpa 600kpa700kpa 800kpa图图 溶解于水中的空气量图表溶解于水中的空气量图表 1.技术介绍技术介绍技术描述技术描述调速泵是通过改变泵叶轮转速而灵活调整泵的扬程和水流量。泵调速后可以在高效工况下运转，达到即满足使用工况要求而又节约能源（节约泵耗电量）的目的。这是目前广泛使用的通用技术。调速泵的原理是在

34、泵的电机上连接一个变频器，变频器可将电源频率（通常为50Hz）调到一较低的频率并相应地使泵电动机在一低速上运行。泵电动机的速度取决于电源频率和电动机构造（例如两极电动机，四极电动机等）。供热系统中，锅炉房、热力站和建筑物等可能安装有循环泵、补水泵、加压泵及混合泵等，在供热系统中应用的场合较多。该技术涉及的设备有：水泵（离心泵）、泵电动机（交流电动机）和 变频器。一、水泵的节能一、水泵的节能适用范围适用范围调速泵技术适用于多种情况，例如：变流量供热系统：水泵的流量和扬程必须根据需要而随时调节，如锅炉房和热力站等处都要使用调速循环泵才能满足调节的需要；定流量供热系统：目前一般都是水泵额定流量过大、

35、通过阀门节流而调节水泵的扬程和流量， 阀门节流实际上就是能量浪费。通过调速泵技术，用调节水泵的速度代替阀门调节，就可以节省阀门节流所造成的能耗；补水系统：用调速泵补水，不仅节省补水泵的电耗，而且使系统的定压点的压力波动幅度大幅度下降，利于系统的稳定运行。下图分别表示定速泵节流阀的定流量系统中水压的分布情况，在同一系统中，如果用变频器控制变速泵作为定速泵节流阀替代方案时的水压分布情况。由图可以看出，在保持用户同样水压分布的情况下，调速泵节省了节流阀的损失。图 定速增压泵和节流阀压力曲线在内的简化流程图Elevation m and Pressure mWCLength mReturnSupply

36、ElevationThrottel ValveFixed Speed PumpPTSupplyReturn图 包括（变频器控制的）变速增压泵压力曲线在内的简化流程图Elevation m and Pressure mWCLength mReturnSupplyElevationFixed Speed PumpPTSupplyReturnPower Supply from GridControl Signal to Frequency ConverterFQElectrical Motor 一般来说，变频器即可以提高频率也可以降低频率，但频率提高的幅度远远小于频率降低的幅度。同时要注意，频率提高

37、后泵耗电量高于额定耗电量，电机发热量增加，有可能导致电机过热而停机或损坏。 决定泵特性的因素很多，从节能上看，主要的因素是泵叶轮的外径和转速。当改变它们时，泵的特性会发生很大的变化。（1）泵特性和系统阻力全扬程A系统I系统II泵效率轴功率AEL流量Q全扬程H(%)100163. 0LrQH其中，Q泵的流量（m3/min ）H泵的全扬程（m）L泵的轴功率（kW）r液体的比重， 一般清水为1（2）叶轮直径与泵的特性 当分别以Q1，H1，L1表示叶轮直径为D1时的流量，全扬程，轴功率，以Q2，H2，L2表示叶轮直径为D2时的流量，全扬程，轴功率时，则它们具有如下所示的关系。 Q2/Q1 =（D2/D

38、1）3 H2/H1 =（D2/D1）2 L2/L1 =（D2/D1）5（3）转速与泵的特性 右图表示改变转速时泵的特性的变化。当分别以Q1，H1，L1表示转速为N1时的流量，全扬程、轴功率，以Q2，H2，L2表示转速为N2时的流量，全扬程，轴功率时，则它们具有以下所示的关系。Q2/Q1=（N2/N1）H2/H1=（N2/N1）2L2/L1=（N2/N1）3 转速N1全扬程转速N2系统特性曲线轴功率流量A1A1A1A2BA2A2L1L1L1L2L2L2Q2Q1H2H10H1H2Q1Q2设计值配管阻力曲线工作点泵选定范围设计点工作点理想状态有效运行无效运行图图 现有设备的运行状态现有设备的运行状态

39、 调节阀门后Q0H设计值泵工作点理想状态有效运行无效运行配管阻力曲线实际值调节阀门改变流量调节阀门改变流量 0HQ有效运行无效运行设计值泵工作点理想状态配管阻力曲线实际值泵性能调整泵性能调整 年节约的电费年节约的电费平均马达出力(kW)1台50台200台500台4600(h/年)85004600850046008500460085000.751.52.23.75.511150.06030.120.1760.2960.440.881.20.1120.2240.3280.5520.8201.6432.243.01876.028.8214.8922.124.2760.25.5811.1616.352

40、7.5140.9081.86111.612.075024.1435.4159.5188.51177.14241.422.3144.6265.37109.9163.5327.3446.230.187560.3688.43148.78221.22442.74603.655.8111.6163.5275.1409.0818.61116节约电费=电费节能率台数电费=消费电功率（kW）运行时间（h/年）电价（0.5元/kWh）运行时间：4600h/年=16h/d6d/W4W/m12m/年 8500h/年=24h/d（365-10）d/年设计状况现状运行点（阀门全开）降低流量时的运行点计画运行点扬程比1.

41、00.500.2500.750.570.650.730.811.0转速比现状运行点（阀门全开）0.7 0.8 0.91.01.23流量比01020304050扬程(m)不包括变频器损失（0.550.85节能30%0.911.256.40.60.9节能50%0.81.164.0/3.5*0.680.9S0.30.60.82S0.3节能 65%0.60.62.80.680.9N50.450.45N4表 外墙传热系数注： a) S - 体形系数 ，建筑物 外表面面积与体积之比， b) N - 层数，c) * - 根据 (JGJ 26-95和 DBJ01-602-2004，窗户U值应小于4.0 和 3

42、.5技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能 技术介绍技术介绍 一幢建筑(以北京地区六层、四单元组合体的80住2-4 通用住宅为例)中各部分能耗量在总能耗中所占比例为: 通过外墙、屋顶和地面的传热量约50% , 窗户的传热量占22%，窗户的空气渗透量造成的热损失占28%。也就是说，窗户总的传热量约占建筑全部耗热的50% , 窗户在建筑能耗中占有较大的比例,因此有必要采取措施减少窗户的热耗，加强窗户的节能。在以后的讨论中，上述窗户作为分析比较的基准窗。 要减少窗户的能耗，主要是加强保窗户的温措施和减小冷风渗透量。 （1）加强保温措施 改善窗户的保温性能需提高玻璃和窗框、扇

43、型材两部分的性能。 加强玻璃保温性能：主要利用两层玻璃中间的空气层热阻较大的原理，双层窗和单框双玻璃窗均利用这个原理,仅空气层的厚度有所不同。一般空气层厚些,热阻较大。然而在单框双玻璃窗中的空气层不易取得较大厚度。 加强框、扇型材部分保温：一是采用复合型框、扇(如钢塑型、钢木型、木塑型等)；二是采用低导热材料的框、扇材料(如塑料)等；三是采用热导率小的材料截断金属框、扇形型材的热桥。普通铝合金窗（中空玻璃），传热系数大于4.0 W/m2.k；断热桥的铝合金窗（中空玻璃），传热系数在3.0 W/m2.k以下，其中性能好的可低于2.8 W/m2.k。技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建

44、筑围护结构的节能 以PVC 塑料门 窗、断冷桥铝合金门窗为主的节能型门窗可有效降低传热系数，可满足本市节能65%的要求北京市建筑节能设计标准DBJ01-602-2004. （2）减小渗透量 建筑物由窗缝隙渗入的冷空气量是由门窗两侧所承受的风压差和热压差决定的, 其影响因素很复杂, 一般风压差和热压差与建筑物的形式、门窗所处的高度和朝向及室内外温差等因素有关。 窗缝隙渗入的冷空气量的多少可用密闭系数来描述。把采取加强气密性措施的各种窗型测出的气密性数据与未加密闭处理的基准窗户的气密性数据之比值称之为密闭系数. 基准窗缝构造渗透量约为4.5m3/(mh) ,建议密闭系数取值见表。.空气渗透性分级密

45、闭系数级0.6级0.4级0.2密闭系数 北京市建委、规划委员会发布了自2000 年1月1 日起执行的（北京市“九五”住宅建设标准）建筑外窗部分补充规定，明确要求：各类住宅建筑外窗传热系数应不大于3.5 W/m2.k.现在调整为不大于2.8 W/m2.k。技术和节能综述技术和节能综述建筑维护结构的节能建筑维护结构的节能各类窗户的造价窗框形式编号窗户形式U W/m2K价格（RMB/m2）金属框0单玻窗（基准窗）6.4150260，已不再生产用下述窗户替代上述单玻窗后增造价C（RMB/m2）金属框1双玻窗3.24.9602中空玻璃窗3.94.9+1001803铝合金断热中空玻璃窗3.03.4+400

46、5004铝合金断热LOW-E中空玻璃窗2.22.6+500700PVC塑料框5单玻窗3.35.40（极少用）6双玻窗2.63.1807LOW-E中空玻璃窗2.5400复合框8钢塑双玻窗2.93.2+1001509铝塑双玻窗2.9+10015010钢木双玻窗3.340011铝木双层窗（单框）2.5400不同节能窗的简单回收期 窗户形式U W/m2K增造价RMB/m2节能 Qs GJ/m2an燃煤锅炉房PB燃气锅炉房PB(上表中的序号)83.11300.8162.91.5892.91300.842.821.53112.54000.8889.195.01根据上述假设，简单回收期为29年。随着能源价格

47、的不断上涨，回收年限将进一步缩短，因此节能窗的应用在经济上是可行的。 技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能（1）北方严寒及寒冷地区采暖居住建筑节能设计标准。）北方严寒及寒冷地区采暖居住建筑节能设计标准。1节能窗性能指标体系 窗户是建筑围护结构中的主要组成部件，窗户的热工性能优劣将极大地影响到建筑的采暖和空调能耗。标准对窗户的传热系数规定为： 寒冷地区：K4.04.7W/（m2k） 严寒地区：K2.03.0W/（m2k）对窗户的空气渗透性能规定： 16层；不低于级（原标准），渗透量2.5m3/（mh） 730层；不低于级（原标准）渗透量1.5m3/（mh）当设计的建筑

48、窗墙比符合标准规定时，窗户的传热系数K2.8W/（m2k），屋顶及外墙的传热系数K0.6W/（m2k.）。 技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能外墙K屋面K外窗窗墙比KSC（由SHGC换算）中国，北京JGJ26-95（北京）0.901.160.600.80北：25%东、西：30%南：35%4.004.70无规定美国ASHRAE-90.1（表B）0.59（重质墙）0.36（无阁楼）040.0%3.80北：0.56；其他：0.4540.150.0%2.67北：0.41；其他：0.29德国0.200.300.201.50英国0.350.162.00（2）与发达国家标准的比

49、较）与发达国家标准的比较技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能 建设部也已将修订JGJ2695提到议事日程，另外，由于节能门窗企业发发展及对节能工作的逐年得到重视，在一些建筑节能工作开展得较好的城市，对应用的窗户的保温等性能已超过了目前标准的规定值。 因此，建议的窗户的保温性能规定为： 寒冷地区：K3.12.5W/（m2k） 严寒地区：K2.52.0W/（m2k）技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能窗框材料窗户类型空气层厚度（mm）窗框洞口面积比（%）传热系数（W/m2k）钢、铝单层窗20306.4单框双玻或中空玻璃窗1220303.916

50、20303.7203020303.6双层窗10014020303.0单层+单框双玻或中空玻璃窗10014020302.5木、塑料单层窗30404.7单框双玻或中空玻璃窗1230402.71630402.6203030402.5双层窗10014030402.3单层+单框双玻或中空玻璃窗10014030402.0表 窗户的传热系数（1）外窗保温性能分析）外窗保温性能分析2节能外窗性能分析技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能注：本表中的窗户包括一般窗户，天窗和阳台门上部带玻璃部分。 阳台门下部门芯板部分的传热系数，当下部不作保温处理时，应按表中值采用；当作保温处理时，应按

51、计算确定。玻璃钢材铝合金PVC松木玻璃钢0.7658.22030.160.170.52表 常用窗框材料的导热系数（W/（mK） 由于外窗通常是由窗框（扇）料和玻璃部分组成的。因此，窗（扇）料的导热系数和窗框部分的传热系数对外窗的保温性能有重要影响。几种常用窗框材料的导热系数见下表8。 技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能窗框材料普通铝合金窗 断热铝合金窗PVC塑料窗木窗窗框传热系数6.213.721.912.37 窗框、窗洞面积玻璃部分构造及传热系数2030254030403045单层玻璃3mm6.176.186.185.565.194.894.475.034.46

52、中空玻璃3+12+33.143.754.063.293.372.772.652.912.79中空玻璃3+9+33.303.884.173.413.472.882.743.022.88Low-E中空玻璃5+12+31.882.753.182.342.621.881.892.032.10Low-E中空玻璃5+9+32.192.993.402.572.802.112.082.242.27普通真空玻璃2.803.483.823.033.162.722.442.672.61标准真空玻璃1.402.362.841.982.331.551.602.691.96表 几种外窗传热系数K计算值 W/（m2K）普通

53、铝合金框断热型铝合金框PVC塑料框木框6.213.721.912.37表 窗框部分的传热系数K（W/（m2K）技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能名 称KW/（m2K）节能效果（%）金属窗单玻窗双玻窗中空玻璃窗铝合金断热中空玻璃窗铝合金断热Low-E中空玻璃窗6.43.24.93.94.93.03.42.22.605023312353476659PVC塑料窗单玻窗双玻窗Low-E中空玻璃窗3.35.42.23.11.73316665275表 各类窗的传热系数与节能效果（1）塑料窗的节能效果3节能塑料门窗技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能

54、（1）高性能中空玻璃4高性能中空玻璃与超级间隔条 a. 中空玻璃 根据国空标准GB11944-2002，对中空玻璃的定义是两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品。 该定义有以下含义： 中空玻璃可以由两片或多片玻璃构成； 中空玻璃的结构是密封结构； 中空玻璃空腔中的气体必须是干燥的； 中空玻璃内必须含有干燥剂。 但中空玻璃国标重点是对中空下班的制作和检测方法给予规范，对中空下班的节能并没有界定。因此，要想探讨中空玻璃的节能我们必需了解中空玻璃和热传递几种方式之间的关系。技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能中空玻璃配置中空玻璃

55、中央U值W/（m2K）边部密封整窗性能W/（m2K）与普通中空玻璃窗相比性能改善%用低辐射玻璃替代透明玻璃空气双玻中空道1.8金属间隔条2.125%低辐射玻璃聚硫胶用低辐射玻璃替代透明玻璃、暖边超级间隔条替代铝间隔条空气双玻中空道1.8超级间隔条1.936%低辐射玻璃热融丁基胶高性能中空玻璃：低辐射玻璃、超级间隔条和氩气氩气双玻中空道1.6超级间隔条1.644%低辐射玻璃热融丁基胶表 高性能中空玻璃节能性能注：上述数字摘引自建筑玻璃实用手册，2004年版，清华大学出版社技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能 提高围护结构的热工性能，是降低建筑能耗的重要手段。而在围护结

56、构中，外墙、屋顶和外门窗都应采取相应措施，才能达到节能目的。外墙面积大（一般住宅建筑外墙面积为建筑面积的50%左右），6层住宅屋面面积只是建筑面积的1/6，20层住宅只是建筑面积的1/20。 1、从内保温至外保温 目前常用的内保温做法主要有三种：一种是贴预制保温板（包括增强水泥类、增强石膏类、聚合物砂浆类板材）。保温材料厚不小于40mm。 2、外保温技术：外保温技术： 从技术上讲，主要有三部分： 保温层 保温层的固定：粘接材料 保护层：抹灰层和面层技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能 粘接材料保温层面层抹灰层网格布墙体室外侧图1 基本构造 在新建的墙面上施工时，墙面

57、易于清理。如墙面过于干燥，可于粘结保温板的前一天在墙面浇水。但在旧房的墙面上施工时，为避免墙面准备工作不当而粘结不牢，因此要求：(1) 清除墙面上原有抹灰层或涂料； (2) 在施工前清洗全部墙面；(3) 禁止在石膏面层上粘结保温板。 保温材料应具有吸湿率低以及保温性能、粘结性能好的特性。工程中所用的聚苯乙烯板的导热系数应小于0. 041 W/ (m.K) 。聚苯乙烯板的密度保持在1820kg/ m3 的范围内，其厚度可为5080 mm。 网布作为抹灰的加强材料，应该避免受到腐蚀。而普通玻璃纤维是不耐碱的，在含有水泥的抹灰层中，在水与碱的作用下，会产生碱腐蚀，导致网布破坏。还有，当水分经常渗入网布时，其极限强度会明显降低，这对于工程的耐久性有很大的影响。为保证玻璃纤维网布不受腐蚀，必须在网布纤维外面罩有充分的耐碱保护层。 保温层面层抹灰层网格布墙体室外侧 基本构造技术和节能综述技术和节能综述建筑围护结构的节能建筑围护结构的节能 增投资增投资 根据所选用材料不同，外墙外保温的增造价也不同。以下增造价是对每平方米墙面面积而言： 保温层：50 mm 厚聚苯乙烯板（EPS），20R