建筑节能技术 第四章

第四章采暖(cǎinuǎn)、通风与空气调节节能技术4.1采暖(cǎinuǎn)节能技术4.2通风系统节能技术4.3空调系统节能技术精品资料4.1采暖节能(jiénénɡ)技术4.1.1供热热源节能技术4.1.2室外管网节能技术4.1.3分户计量节能技术4.1.4辐射(fúshè)供暖技术精品资料采暖系统的形式(xíngshì)及能源消耗的环节4.1采暖节能(jiénénɡ)技术精品资料采暖(cǎinuǎn)节能的意义和分类：采暖能耗是我国城镇建筑(jiànzhù)能耗比例最大的一类建筑(jiànzhù)能耗，节能潜力大采暖系统形式是影响采暖能耗的主要因素之一采暖的分类

采暖分户或分楼采暖小区集中供热城市集中供热集中供热约占三分之二精品资料4.1.1供热热源节能(jiénénɡ)技术热源(rèyuán)的基本形式：大型热源热电联产、区域锅炉房、低温核能供热厂小型区域热源地热、工业余热、太阳能、地源（水源）热泵、直燃机精品资料1.热源(rèyuán)选型在城市集中供热范围内，应优先采用城市热网提供的热源优先使用热电联产供热采用大型燃煤锅炉时，并坚持(jiānchí)“宜集中不宜分散，宜大不宜小”的原则采用燃气锅炉时，应坚持(jiānchí)“宜小不宜大”的原则严格禁止集中电热锅炉的供热方式在工厂区附近时，应优先利用工业余热和废热有条件时应积极利用可再生能源，如太阳能、地热能4.1.1供热热源节能技术精品资料2.锅炉供热节能(jiénénɡ)措施采用先进的自动控制技术是供热锅炉节能实现的重要(zhòngyào)措施之一供热锅炉的控制调节中与节能关系最为密切的是锅炉燃烧控制锅炉燃烧自动控制的主要任务使锅炉出力与热负荷变化相适应，维持蒸汽压力稳定保证燃烧过程的经济性，即要保持燃料量和送风量之间有合适的比例维持炉膛负压等于设定值或在规定值范围内

4.1.1供热热源节能技术精品资料锅炉燃烧自动(zìdòng)控制系统图4.2燃烧自动控制系统(kònɡzhìxìtǒnɡ)的组合示意图4.1.1供热热源节能技术精品资料锅炉(guōlú)燃烧自动控制系统图4.3燃烧自动(zìdòng)控制系统框图4.1.1供热热源节能技术精品资料图4.4供热锅炉(guōlú)计算机控制系统结构图4.1.1供热热源(rèyuán)节能技术精品资料3.热电联产技术(jìshù)热电联产（CombinedHeatingandPower)是指电能和热能联合生产的方式，简称CHP。是将燃料的化学能转化为高品位的热能用以发电后，将其低品位热能供热（利用汽轮机中做过功的蒸汽供热）的综合利用(zōnghélìyòng)能源的技术。基本形式：蒸汽轮机热电联产、燃气轮机热电联产、核电热电联产、内燃机热电联产。4.1.1供热热源节能技术精品资料热电联产的技术特点产热效率高，最节能的热力生产方式小容量机组(jīzǔ)夏季发电效率低表4-1不同容量热电机组热电联产模式(móshì)时的发电效率与产热效率容量2万kW以下5万~10万kW20万~30万kW60万kW以上发电效率（%）10~1518~2225~3030~35产热效率（%）60~7055~7040~5035~45纯发电效率（%）20~2628~3235~3843~454.1.1供热热源节能技术精品资料4.冷热电三联产是指热、电、冷三种不同形式能量的联合生产，简称CCHP与吸收式制冷结合，将用户(yònghù)夏季对冷负荷的需求转化为对热负荷的需求，是热电联产进一步发展4.1.1供热热源(rèyuán)节能技术精品资料夏季工况可以实现冷、电联合(liánhé)生产和供应，节能性比热电联产好向小型化方面发展4.1.1供热热源节能(jiénénɡ)技术冷热电三联产的特点及发展趋势精品资料分布式冷热(lěnɡrè)电联产供应系统：系统构成：以小型燃气轮机、内燃机、燃料电池和微型燃气轮机为动力机械，配以余热利用(lìyòng)锅炉、吸收式制冷机实现冷热电联供图4-5以燃气轮机为原动机的冷热电三联产系统4.1.1供热热源节能技术精品资料楼宇冷热(lěnɡrè)电联产系统基本概念为建筑物提供电、冷、热的小型冷热电联产特点(tèdiǎn)无输电损耗，能源利用效率高输配电系统和供热管网的初投资减少

Maryland大学微型燃气轮机冷热电联产系统原理图

4.1.1供热热源节能技术精品资料图4.6Maryland大学(dàxué)微型燃气轮机冷热电联产系统原理图4.1.1供热热源节能(jiénénɡ)技术精品资料图4-7日本芝蒲区域(qūyù)冷热电联供系统示意图4.1.1供热热源节能(jiénénɡ)技术精品资料5.气候(qìhòu)补偿器技术应用：解决集中(jízhōng)采暖系统中存在的过量供热问题图4-8气候补偿器工作原理图4.1.1供热热源节能技术精品资料气候补偿器的连接(liánjiē)形式：图4-9直供系统(xìtǒng)气候补偿器工作原理图通过调节系统混水量来控制供水温度4.1.1供热热源节能技术精品资料通过控制进入换热器一次侧的供水流量来控制用户(yònghù)侧供水温度图4-10间供系统(xìtǒng)气候补偿器工作原理图4.1.1供热热源节能技术精品资料气候(qìhòu)补偿器应用的核心问题：恰当的控制策略是气候补偿器应用的核心。设计一个具有系统参数辨识功能的有效策略，以使系统自身能够根据历史数据自动辨识出室外温度和供水温度的对应关系是该技术目前需要解决(jiějué)的问题。实时测量一定比例的采暖房间温度，有效的地掌握系统采暖的综合水平，更精确有效地实时确定供水温度，是气候补偿器避免控制策略不当的有效途径。4.1.1供热热源节能技术精品资料4.1.2室外管网系统(xìtǒng)节能1.室外管网系统节能措施：管网的优化设计采用间接(jiànjiē)连接方式；采用环状管网，各热源点联网；严格水力计算。管网运行的水力平衡在各环路的建筑入口处设置手动(或自动)调节装置或孔板调压装置，以消除环路余压。管网保温推广热水管道直埋技术直埋管道热损失小于地沟敷设，DN500以下管道应推广直埋敷设。精品资料2.分布式变频(biànpín)泵供热输配系统解决传统管网设计中采用调节阀消耗用户多余的资用压头造成的能源浪费(làngfèi)问题基本原理：利用分布在用户端的循环泵取代传统管网中用户端的调节阀，通过调节水泵转速来匹配用户对流量的要求4.1.2室外管网系统节能图4-11分布式变频泵供热系统流程精品资料4.1.3分户计量(jìliàng)节能技术分户计量的特点：能够分户热计量和调节供热量可分室改变(gǎibiàn)供热量，满足不同的室温要求分户计量实现的途径：安装热计量装置安装室温调控装置精品资料1.分户计量(jìliàng)的方式分户热量表法分户热水表法分配(fēnpèi)表法温度法图4-12温度法热量表系统原理图4.1.3分户计量节能技术精品资料2.分室温(shìwēn)控方式分室温控的目的对室温进行调节，充分发挥行为节能的作用分室温控的方式在散热器支管上安装温控阀，通过控制进入散热器的水流量来维持室内设定(shèdìnɡ)温度温控阀的分类手动温控阀、自力式温控阀、电动式温控阀4.1.3分户计量节能技术精品资料1）以压差(yāchà)为基础的控制图4-13压差(yāchà)控制示意图图4-14压力控制示意图

3.分户计量供热系统的运行调节与控制方式4.1.3分户计量节能技术精品资料2）以温度为基础的控制原理：保证管网供水温度只与室外温度有关；对于(duìyú)直供系统，是通过调节系统混水流量来控制供水温度；对于(duìyú)间接连接系统来说，是通过调节一次管网的流量来控制二次管网的供水温度。3）以温度和压差为基础的串级控制主控制器：水温-压差控制器副控制器：压差-频率控制器4.1.3分户计量节能(jiénénɡ)技术精品资料4.1.4辐射(fúshè)供暖技术辐射供暖是利用建筑物内部的顶棚(dǐngpéng)、墙、地面或其它表面进行的以辐射换热为主的供暖方式。图4-15湿式地板供暖图4-16干式地板采暖1.辐射供暖分类及系统形式精品资料2.辐射(fúshè)供暖系统的节能特性地板辐射采暖的室内设计温度可比对流采暖降低(jiàngdī)2~3度，使得设计负荷减少。便于实现热量的“分户计量”，有利于实现行为节能。低温度供水为低品位能源的使用创造了条件。良好的蓄热能力降低(jiàngdī)系统能耗。4.1.4辐射供暖技术精品资料3.低温热水地板辐射(fúshè)供暖系统的控制模式Ⅰ房间温度(wēndù)控制器（有线）+电热（热敏）执行机构+带内置阀芯的分水器模式Ⅱ“房间温度控制器（有线）+分配器+电热（热敏）执行机构+带内置阀芯的分水器”4.1.4辐射供暖技术精品资料模式Ⅲ：“带无线发射器的房间温度(wēndù)控制器+无线电接收器+电热（热敏）执行机构+带内置阀芯的分水器”模式(móshì)Ⅳ：“自力式温度控制阀组”4.1.4辐射供暖技术精品资料模式(móshì)Ⅴ：“房间温度控制器（有线）+电热（热敏）执行机构+带内置阀芯的分水器”模式(móshì)Ⅵ控制示意图4.1.4辐射供暖技术精品资料模式(móshì)Ⅶ控制示意图4.1.4辐射(fúshè)供暖技术精品资料4.2通风系统节能(jiénénɡ)技术4.2.1自然通风(tōngfēng)节能技术4.2.2置换通风(tōngfēng)节能技术4.2.3排风热回收节能技术精品资料4.2.1自然通风节能(jiénénɡ)技术作用原理利用室内外温度差所造成(zàochénɡ)的热压或室外风力所造成(zàochénɡ)的风压来实现通风换气。特点利用自然能源免费供冷精品资料4.2.1自然通风节能(jiénénɡ)技术适合于全国大部分地区的气候条件，常用于夏季(xiàjì)和过渡(春、秋)季建筑物室内通风、换气以及降温，通常也作为机械通风时的季节性、时段性的补充通风方式。对于夏季(xiàjì)室外气温低于30摄氏度、高于15摄氏度的累计时间大于1500h的地区应考虑采用自然通风。1.自然通风在空气调节领域的应用精品资料2.自然通风与建筑(jiànzhù)的系统协调性建筑物开口的优化配置(pèizhì)是指开口的尺寸、窗户的型式和开启方式以及窗墙比的合理设计。穿堂风是指风从建筑迎风面的进风口吹入室内，穿过房间，从背风面的出风口流出。竖井通风中庭、烟囱空间通风隔热屋面玻璃幕墙冬季：阳光温室夏季：烟囱效应4.2.1自然通风节能技术精品资料4.2.2置换(zhìhuàn)通风节能技术图4-27置换通风(tōngfēng)的原理及热力分层图低风速、低紊流度、小温差送风精品资料1.置换(zhìhuàn)通风系统的节能特性置换通风(tōngfēng)与混合通风(tōngfēng)方式比较混合通风置换通风目标全室温度均匀工作区舒适性动力流体动力控制浮力控制机理气流强烈参混气流扩散浮力提升大温差、高风速小温差、低风速相应上送下回下侧送上回措施风口湍流系数大送风湍流小风口参混性好风口扩散性好流态回流区为湍流区送风区为层流区分布上下均匀温度/浓度分层效果消除全室负荷消除工作区负荷空气品质接近于回风空气品质接近于送风4.2.2置换通风节能技术精品资料控制目标是工作区的热舒适度，相比混合通风，所需供冷量少。通风效率高，空气龄短，与混合通风相比，在工作区达到同样空气品质的条件下，所需新风量小，新风负荷(fùhè)减少。送风温度较高，为利用低品位能源以及在一年中更长时间地利用自然通风冷却提供了可能性。4.2.2置换通风节能(jiénénɡ)技术精品资料2.置换通风(tōngfēng)的应用从最早用于工业厂房解决室内的污染控制(kòngzhì)问题，然后转向民用。图4-28置换通风系统的布置及室内气流分布图4-29会议室气流分布4.2.2置换通风节能技术精品资料图4-30座椅通风置换(zhìhuàn)空调系统及室内气流分布4.2.2置换(zhìhuàn)通风节能技术精品资料4.2.3排风(páifēnɡ)热回收节能技术采用热回收装置，使新风与排风进行（冷）热量的交换，回收排风中的部分能量，减少新风负荷是空调系统节能的一项有力(yǒulì)措施。1.性能评价精品资料2.排风(páifēnɡ)热回收装置转轮式热回收(huíshōu)器转轮在旋转过程中让以相逆方向流过转轮的排风与新风，相互间进行传热、传湿，完成能量的交换过程。

4.2.2置换通风节能技术精品资料转轮式热回收器典型(diǎnxíng)控制方式图4-33恒定露点(lùdiǎn)温度图4-34恒定送风温度4.2.2置换通风节能技术精品资料转轮式热回收(huíshōu)器典型控制方式图4-35通过焓值比较进行(jìnxíng)能量回收图4-36通过温度比较进行能量回收4.2.2置换通风节能技术精品资料板式(bǎnshì)显热回收器作用原理：当热回收器中隔板两侧(liǎnɡcè)气流之间存在温度差时，两者之间产生热传递过程，完成排风和新风之间的显热交换图4-37板式显热回收器的工作流程4.2.2置换通风节能技术精品资料板翅式全热回收(huíshōu)器用多孔纤维性材料如经特殊加工(jiāgōng)的纸作为基材隔板两侧气流之间存在温度差和水蒸气分压力差时，两者之间产生热质传递，从而完成排风和新风之间全热交换图4-38板翅式全热回收器的工作流程4.2.2置换通风节能技术精品资料液体(yètǐ)循环式热回收器图4-39液体循环式热回收(huíshōu)装置溶液系统流程由装置在排风管和新风管内的两组“水-空气”热交换器通过管道的连接而组成4.2.2置换通风节能技术精品资料热管热回收(huíshōu)器利用(lìyòng)工质（如氨）的相变进行热交换图4-40热管元件的结构示意图4.2.2置换通风节能技术精品资料溶液(róngyè)吸收式全热回收器通过溶液的吸湿和蓄热作用在新风(xīnfēnɡ)和排风之间传递能量和水蒸气，实现全热交换排风回风新风送风溶液泵溶液槽溶液管路图4-40溶液吸收式全热回收器工作原理4.2.2置换通风节能技术精品资料3.排风热回收装置的安装(ānzhuāng)形式图4-42不设旁通的热回收(huíshōu)系统图4-43设置旁通的热回收系统投资少、安装简便，但在不需要回收热量的过渡季节增加了风机能耗。过渡季节新、排风经旁通管绕过热回收装置,不增加风机能耗,但系统复杂,机房面积增大,初投资增加。4.2.2置换通风节能技术精品资料4.3空调系统节能(jiénénɡ)技术4.3.1空气处理(chǔlǐ)与风系统的节能4.3.2空调水系统的节能4.3.3空调蓄冷技术4.3.4热泵技术4.3.5冷水机组热回收技术4.3.6免费供冷技术精品资料4.3.1空气(kōngqì)处理系统与风系统的节能变风量空调技术分层空调技术低温送风(sònɡfēnɡ)空调技术多联机温湿度独立控制系统蒸发冷却空调精品资料1.变风量空调(kōnɡdiào)技术定义变风量空调系统是通过改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的全空气系统。应用建筑物内区需常年供冷；或在同一个空调系统中，各空调区的冷、热负荷(fùhè)差异和变化大、低负荷(fùhè)运行时间较长，且需要分别控制各空调区参数时，宜采用变风量空调系统。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料1）变风量空调系统(xìtǒng)的基本构成图4-44变风量空调系统的基本(jīběn)构成4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料2）变风量空调系统(xìtǒng)的控制分类（按照控制(kòngzhì)原理来分）压力相关型控制(kòngzhì)压力无关型控制(kòngzhì)变风量系统的控制(kòngzhì)方式定静压控制(kòngzhì)法变静压控制(kòngzhì)法总风量法TRAV（TerminalRegulatedAirVolume）控制(kòngzhì)法4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料定静压控制法基本原理：在送风系统管网的适当位置(常在离风机2/3处)设置(shèzhì)静压传感器，在保持该点静压一定值的前提下，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。图4-45定静压控制法运行(yùnxíng)工况4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料变静压控制法基本原理：在保持(bǎochí)每个VAV末端的阀门开度在85％~100％之间，在使阀门尽可能全开和风管中静压尽可能减小的前提下，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量图4-45变静压控制法运行(yùnxíng)工况4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料总风量(fēngliàng)控制法基本原理：根据风机的相似律，在空调系统阻力(zǔlì)系数不发生变化时，总风量G和风机转速N成正比。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料TRAV（TerminalRegulatedAirVolume）控制法也是一种通过调节风量来创造舒适热环境的变风量系统(xìtǒng)是基于末端所有各种传感器的数值来通盘考虑风机转速或入口导叶的开度，实时控制风量的变化支持TRAV系统(xìtǒng)的变风量箱控制器，要配置进风流量、室温测量、房间有无人员停留和窗户是否打开等传感元件4.3.1空气处理(chǔlǐ)系统与风系统的节能精品资料2.分层空调(kōnɡdiào)技术图4-47分层空调的典型风口布置(bùzhì)方式基本概念：仅对下部工作区进行空气调节，保持一定的温湿度，而对上部区域不进行空气调节，仅在夏季采用上部通风排热。适用范围适于高大建筑，当高大建筑物高度H≥10m，建筑物体积V>1万m3，空调区高度与建筑高度之比h1/H≤0.15时，才经济合理。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料3.低温(dīwēn)送风空调技术基本概念指运行时送风温度≤11℃的空调系统。（常规空调：送风温度在12~16℃）节能特点低温(dīwēn)送风降低了送风温度，减少了一次风量，从而降低系统输送能耗。冰蓄冷系统与低温(dīwēn)送风相结合，不仅降低输送能耗，并可减小峰值电力需求和降低运行费用。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料低温送风(sònɡfēnɡ)空调系统的运行和控制低温(dīwēn)送风系统的软启动通过采用调节空调冷水流量或温度、设定冷风温度下调时间表、逐步减少末端加热量等措施，使送风温度随室内空气相对湿度的降低而逐渐降低。应用空调系统初始运行时或者经过夜晚、周末节假日等长时间停止运行后的重新启动，应考虑采用软启动。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料送风(sònɡfēnɡ)温度的再设定低负荷时，送风量减小到最小值已不能再降低时，需对送风温度进行再设定。设定范围为设计低温送风温度到常温空调系统(xìtǒng)的送风温度之间，使末端再热装置开启时间最短、制冷机的用能降到最低。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料4.多联机空调(kōnɡdiào)系统主导思想变制冷剂流量、一拖多和多拖多节能特点制冷剂作为热传送介质，单位质量介质传递的热量大，不需要庞大的风管和水管系统，减少输送能耗采用制冷剂直接蒸发制冷，减少了一个能量传递环节，从而减少了能量的损耗可根据室内负荷变化，瞬间进行制冷剂流量调整，使多联机(liánjī)在高效工况下运行室内机可单独控制，可根据需要开闭室内机，减少了能源的浪费4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料1）多联机(liánjī)的组成及工作原理室外机组室内机组图4-48制冷系统原理图图4-49系统管路(ɡuǎnlù)配置示意图4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料2）多联机(liánjī)的分类按改变压缩机制冷剂流量的方式，分为变频式和定频式变频：改变压缩机频率来调节制冷剂流量，部分负荷时能效比比满负荷时高定频：通过压缩机输送旁通等方法来调节制冷剂流量，部分负荷时能效比要比满负荷时低按系统的功能可分为单冷型、热泵型、热回收型和蓄热型四个类型热回收型：适用于有内区的建筑蓄能型：多联机与小型蓄冷装置相连，实现电力的移峰填谷冷却介质(jièzhì)可分为风冷式和水冷式两类风冷式：性能系数低，适用于小型系统水冷式：性能系数高，适用于大型系统4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料3）多联机(liánjī)的控制从功能的角度而言室外机保证系统的运行状态，并提供各室内机需要的制冷量(或制热量)，各室内机把室外机所提供的制冷量(或制热量)分配给不同的房间以满足其对冷(热)条件的需求。从调节和扰动因素的角度室内机的调节手段为风阀和电子膨胀阀开度，而扰动因素则是由于室内冷负荷变化而引起的室内温、湿度的变化，人为调节室内机风量以及室内机启停等；室外机的调节因素主要为压缩机容量(频率、容量、台数以及其它(qítā)变容量措施)和室外机换热器的容量(包括风量、换热器面积)，而扰动因素主要为室外空气温、湿度变化。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料5.温湿度独立(dúlì)控制系统图4-50温湿度独立控制空调(kōnɡdiào)系统4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料图4-51辐射吊顶+独立新风系统工作(gōngzuò)原理辐射冷却系统负责除去室内显热负荷、承担将室内温度维持在舒适范围内的任务。通风(tōngfēng)系统负责新鲜空气的输送、室内湿环境调节、以及污染物的稀释和排放任务。辐射吊顶+独立新风系统工作原理4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料送风量的减少降低了输送空气的能量消耗用水代替空气来消除热负荷，可大幅度降低输送冷量的动力能耗(nénɡhào)辐射供冷降低人体实感温度，减少了系统能耗(nénɡhào)高冷冻水温允许采用天然冷源和在部分季节使用自然冷却直接供冷节能(jiénénɡ)特性4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料辐射(fúshè)吊顶的形式混凝土预埋管冷吊顶：工艺较成熟(chéngshú)，造价相对较低，单位面积供冷量小热惰性大4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料（a）直接抹灰吊顶(b)石膏板吊顶(c)金属吊顶毛细管网栅冷吊顶：根据安装应用需求，做成相应的尺寸，安装灵活多变单位面积(miànjī)供冷量较大。4.3.1空气处理系统(xìtǒng)与风系统(xìtǒng)的节能精品资料金属(jīnshǔ)辐射板冷吊顶：单位面积供冷功率大,运行成本低，但金属冷板单元质量大,耗费(hàofèi)金属多,初投资偏高,另外冷板表面温度不均匀4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料6.蒸发(zhēngfā)冷却空调使用水作为制冷剂，利用水蒸发吸热制冷以取代传统机械制冷的空调技术。能效比高，是机械制冷空调能效比的2.5-5倍其运行能耗(nénɡhào)约为常规空调设备的1/5，初投资约为常规空调设备的3/5。

4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料蒸发冷却(lěngquè)空调的形式：直接蒸发冷却使空气和水直接接触，通过水的蒸发而使空气温度下降，使用加湿后的空气对房间进行(jìnxíng)降温。间接蒸发冷却采用板式或管式热交换器，利用间接蒸发实现待处理空气的冷却甚至除湿。直接—间接蒸发冷却由两级组成，第一级为间接蒸发冷却器，经间接蒸发冷却后的一次空气再送入直接蒸发冷却器进行(jìnxíng)加湿冷却。4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料蒸发冷却空调(kōnɡdiào)的应用：气候比较干燥的西部和北部地区如新疆，青海，西藏，甘肃，宁夏，内蒙古，黑龙江的全部(quánbù)，吉林省的大部分地区，陕西、山西的北部，四川、云南的西部等地，空气的冷却过程，应优先采用直接蒸发冷却，间接蒸发冷却或直接冷发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级冷却方式。《全国民用建筑工程设计技术措施·节能专篇》

4.3.1空气处理系统与风系统的节能精品资料4.3.2空调(kōnɡdiào)水系统的节能变流量(liúliàng)空调水系统二次泵变流量(liúliàng)系统冷源侧定流量，负荷侧变流量，负荷侧采用变频泵一次泵的扬程，克服冷水机组蒸发器到平衡管的一次环路阻力二次泵的扬程，克服从平衡管到负荷侧的二次环路的阻力图4-55二次泵变流量系统精品资料一次泵变流量(liúliàng)系统冷源侧变流量，负荷(fùhè)侧变流量，冷源侧与负荷(fùhè)侧采用同一个变频泵要求具有可变流量的冷水机组冷水机组和水泵台数不必一一对应是冷水系统最佳的配置方式，但对冷水机组的要求较高，控制系统非常复杂图4-55一次泵变流量系统4.3.2空调水系统的节能精品资料2.水泵(shuǐbèng)的变频技术变频(biànpín)调速是通过改变电动机定子供电频率以达到改变电动机的转速的目的。空调水系统中水泵变频技术的应用对水泵实施变频调速控制，使其根据负荷的变化不断调节电动机的转速，与定频技术相比，减少耗电，起到节能效果。4.3.2空调水系统的节能精品资料4.3.3空调蓄冷技术(jìshù)基本概念当冷量以显热或潜热形式储存(chǔcún)在某种介质（冰、冷水或凝固状相变材料）中，并能够在需要时释放出冷量的空调系统称为蓄冷空调系统。运行方式夜间电网低谷，制冷系统开机制冷，将冷量储存(chǔcún)起来，待白天电网高峰时间同时也是空调负荷高峰时间将冷能释放出来满足空调负荷的需要。特点实现电力负荷的“移峰填谷”，降低发电能耗，节省空调系统运行费用。精品资料图4-59空调蓄冷系统分类4.3.3空调蓄冷技术(jìshù)分类(fēnlèi)精品资料1.水蓄冷空调(kōnɡdiào)工作原理：利用(lìyòng)水的显热来储存冷量水蓄冷空调以冷水机组为制冷设备，以保温槽为蓄冷设备，在电力非峰值期间冷水机组制取冷水后储存于蓄冷槽中，在电力峰值或空调负荷高峰期间供给空调用户。特点传热性能好，价格低廉蓄冷密度低，单位蓄冷量低，蓄水池体积庞大，冷损耗大蓄冷方式自然分层蓄冷、多罐式蓄冷、迷宫式蓄冷和隔膜式蓄冷4.3.3空调蓄冷技术精品资料图4-60自然(zìrán)分层水蓄冷槽的构造温度为4~6℃的冷水聚集(jùjí)在蓄冷槽下部，而温度为10~18℃的温热水聚集(jùjí)在蓄冷槽的上部，形成冷热水的自然分层。热水始终是从上部散流器流入或流出，而冷水是从下部散流器流入或流出，形成分层水的上下平移运动4.3.3空调蓄冷技术精品资料图4-61自然(zìrán)分层水蓄冷空调系统4.3.3空调蓄冷技术(jìshù)精品资料2.冰蓄冷空调(kōnɡdiào)工作原理：在电力非峰值期间用冷水机组把水制成冰，将冷量贮存在蓄冰装置中，在电力峰值或空调负荷高峰期间利用冰的融解把冷量释放出来，满足用户的冷量要求分类并联系统适用于供、回水温差不大的常规(chángguī)空调水系统串联系统可获得较低的供液温度，适用于大温差的空调水系统

4.3.3空调蓄冷技术精品资料3.冰蓄冷空调运行(yùnxíng)策略全负荷(fùhè)蓄冷蓄冷装置承担全部空调冷负荷，制冷机在夜间非用电高峰期进行蓄冷；在白天用电高峰期，制冷机不运行，由蓄冷系统将蓄存的冷量释放出来供给空调系统。可以最大限度地转移高峰电力用电负荷蓄冷设备的容量较大，初投资较高图4-62全蓄冷的负荷及系统运行图4.3.3空调蓄冷技术精品资料部分负荷(fùhè)蓄冷：蓄冷装置只承担部分空调冷负荷(fùhè)，制冷机在夜间非用电高峰期开启运行，并储存周期内空调冷负荷(fùhè)中所需释放部分的冷负荷(fùhè)量；白天空调冷负荷(fùhè)的一部分由蓄冷装置承担，另一部分则由制冷机直接提供。初投资相对较低，经济有效，一般优先采用。可分为负荷(fùhè)均衡蓄冷和用电需求限制蓄冷。4.3.3空调蓄冷技术(jìshù)精品资料负荷均衡(jūnhéng)蓄冷运行策略示意图制冷机在设计周期内连续（蓄冷或供冷）运行，负荷高峰时蓄冷装置同时(tóngshí)释冷提供冷量4.3.3空调蓄冷技术精品资料用电需求限制(xiànzhì)蓄冷运行策略示意图制冷机在限制用电或电价峰值期内停机或限量(xiànliàng)开，不足部分由蓄冷装置释冷提供。4.3.3空调蓄冷技术精品资料4.蓄冷空调(kōnɡdiào)控制策略制冷机优先运行（简称冷机优先）空调负荷主要由制冷机供冷，不足部分用蓄冰装置补足(bǔzú)。主机和蓄冷装置的容量相对较小，初投资较低，主机利用率较高“移峰填谷”的效果有限，未能充分发挥冰蓄冷节省运行费用的技术优势蓄冰装置优先运行（简称释冷优先）先以恒定的速度释放蓄冷装置冷量，不足部分由制冷主机补足(bǔzú)，以满足空调负荷的需要双工况主机和蓄冰装置的容量相对较大，但“移峰填谷”的效果较好，运行费用也更省。4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统(xìtǒng)常用流程（1)图4-65蓄冰装置与制冷机并联(bìnglián)系统（一）4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统(xìtǒng)常用流程（2)图4-66蓄冰装置与制冷机并联(bìnglián)系统（二）4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统常用(chánɡyònɡ)流程（3)图4-67蓄冰装置与制冷机（上游(shàngyóu)）串联系统4.3.3空调蓄冷技术精品资料图4-68蓄冰装置与制冷机（下游(xiàyóu)）串联系统冰蓄冷空调系统(xìtǒng)常用流程（4)4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统(xìtǒng)常用流程（5)图4-69外融冰间接(jiànjiē)式蓄冷系统4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统常用(chánɡyònɡ)流程（6)图4-70双蒸发器外融冰间接(jiànjiē)式蓄冷系统4.3.3空调蓄冷技术精品资料冰蓄冷空调系统(xìtǒng)常用流程（7)图4-71外融冰冷媒直接(zhíjiē)蒸发式蓄冷系统4.3.3空调蓄冷技术精品资料表4-7冰蓄冷空调的自动控制系统(kònɡzhìxìtǒnɡ)的结构形式结构形式描述特点适用范围直接数字控制系统由计算机直接进行控制，由计算机中的板卡实现检测和控制信号的模/数与数/模的转换结构紧凑、造价低廉、功能相对较为简单中小规模的机房控制系统集散型控制系统由下位机实现信息的采集，而上位机实现信息的处理和利用；由下位机构成底层的控制回路，而上位机实现各控制回路间的交互上位机和下位机各司其职从而减少硬件的冗余度，同时有利于释放系统的故障风险中大规模的机房控制系统现场总线控制系统把集散的层面下降至I/O层，能真正实现分散控制的技术目标，并具备更好的开放性和扩展性使系统的故障风险得到最彻底释放，同时又很好的扩展特性，但在现阶段造价较高适合中大规模的机房自控系统或较高级的应用场合4.3.3空调蓄冷技术(jìshù)精品资料4.3.4热泵(rèbènɡ)技术空气源热泵土壤源热泵地下水源热泵地表水源热泵污水(wūshuǐ)源热泵水环热泵热泵也就是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)的目的分类：定义：精品资料1.空气(kōngqì)源热泵定义空气源热泵是通过机械做功将室外空气的能量(néngliàng)从低位热源向高位热源转移的制冷/热装置，其中一侧换热器为空气—制冷剂换热器分类空气-空气热泵另一侧换热器为制冷剂—空气换热器空调器、多联式空调系统、屋顶式空调机组空气-水热泵另一侧换热器为制冷剂—水换热器风冷热泵4.3.4热泵技术精品资料夏季工况：以室外空气(kōngqì)为冷源，利用室外空气(kōngqì)侧换热器（此时作冷凝器用）向外排热，于水侧换热器（此时作蒸发器用）制备冷水作为供冷冷媒冬季(dōngjì)工况：利用室外空气作热源，依靠空气侧换热器（此时作蒸发器用）吸取室外空气的热量，把它传输至水侧换热器（此时做冷凝器），制备热水作为供热热媒。冬夏工况转换：通过四通换向阀切换，改变制冷剂载制冷循环中的流动方向4.3.4热泵技术图4-72空气-水热泵空调系统示意图精品资料2.土壤(tǔrǎng)源热泵图4-73a夏季(xiàjì)工况工作原理4.3.4热泵技术组成及工作原理：精品资料图4-73b冬季工况工作(gōngzuò)原理4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料土壤(tǔrǎng)源热泵的分类垂直埋管：占地地面积小，应用(yìngyòng)广泛图4-74土壤源热泵系统地埋管换热器形式4.3.4热泵技术精品资料图4-75桩基式地源热泵桩埋管热交换器示意图桩基埋管：建筑已有的桩基内铺设管道；减少钻孔(zuànkǒnɡ)费用，埋深浅，占地面积多4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料土壤热失衡问题及解决(jiějué)措施目前解决土壤热平衡问题的主要方法有：提高设计的准确性（系统设计时必须考虑到土壤热平衡问题，采用逐时负荷模拟软件计算(jìsuàn)负荷和确定系统）采用复合式土壤源热泵采用热回收式土壤源热泵规范施工，条件合适时适当放大埋管间距设置运行监测系统，加强运行管理土壤热失衡：夏季向土壤中排放的热量与冬季从土壤中吸收的热量不平衡4.3.4热泵技术精品资料3.地下水源热泵图4-76地下水水源热泵空调(kōnɡdiào)系统4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料地下水源热泵的应用(yìngyòng)条件水源系统水量(shuǐliànɡ)充足水温适度水质适宜供水稳定回灌顺畅4.3.4热泵技术精品资料地下水源热泵的监测(jiāncè)与控制供水系统宜采用变流量设计抽水(chōushuǐ)管和回灌管上应设置计量装置，并且对地下水的抽水(chōushuǐ)量、回灌量及其水质应定期进行检测设置观测孔，对地下水井的动态变化进行实时监测4.3.4热泵技术精品资料4.地表水源热泵图4-77地表水源热泵示意图4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料图4-78地表水源闭式系统(xìtǒng)和开式系统(xìtǒng)4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料5.污水(wūshuǐ)源热泵(a)污水间接利用空调(kōnɡdiào)系统；（b）污水直接利用空调(kōnɡdiào)系统图4-79城市污水源热泵系统简图4.3.4热泵技术精品资料污水(wūshuǐ)源热泵的监测与控制：监测水的供回水温度及其流量、载冷剂的供回水温度、浓度及流量；监测各类水过滤器的前后压差；所有与添加防冻剂换热介质接触的传感器和仪表，其接触部位的材质均不应含有金属锌；系统控制应考虑冬、夏季及过渡季节的运行模式切换；污水源热泵系统的空调末端宜采用水泵(shuǐbèng)变频调节的变流量系统。4.3.4热泵技术精品资料6.水环热泵空调(kōnɡdiào)系统基本概念闭式水环路热泵（WaterLoopHeatPump）空气调节系统简称水环热泵空调(kōnɡdiào)系统（WLHP）,是水—空气热泵的一种应用形式。它通过一个双管制封闭的水环路将众多的水—空气热泵并联在一起，热泵机组将系统中的循环水作为吸热（热泵工况）的“热源”或排热（制冷工况）的“热汇”，形成一个以回收建筑物内部余热为主要特征的空调(kōnɡdiào)系统。4.3.4热泵技术精品资料图4-80典型水环热泵(rèbènɡ)系统原理图4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料图4-81水/空气热泵机组工作(gōngzuò)原理（a）制冷方式运行（b）供热方式运行4.3.4热泵(rèbènɡ)技术精品资料水环热泵(rèbènɡ)运行工况（1）(a)各机组处于制冷(zhìlěng)工况，冷却塔全部运行，将冷凝热量释放到大气中，使水温下降到35℃以下。4.3.4热泵技术精品资料(b)大部分热泵机组制冷，