空调系统经济性分析
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作者: 焦晨贝,康崇杰
随着人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，空调用电量占总用电量的比例也在不断上升，空调能耗已占总能耗的20％左右，如何在低负荷下高效节能的运行以及在系统设计时对设备的选型就成为空调节能的关键。本文就空调系统的设计进行简单分析，力求达到经济、舒适、方便、实用，并通过性价比分析，尽可能满足节能要求。
空调能耗；经济性分析
[中图分类号]TU831.3[文献标识码]A[文章编号]1009-9646（2011）08-0080-02
随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，空调用电量站总用电量的比例也在不断上升，空调能耗已占总能耗的20％左右，因而空调的节能意义重大。在空调系统设计及设备选型中均以最大冷负荷做为设计冷负荷，而实际运行时，空调冷负荷则随不同因素而变化，负荷最小时不到设计冷负荷的10％，于是存在很大的能源浪费现象。
一、建筑能耗的分析
在空调设计中，首先要确定室内设计参数，这关系到舒适标准语卫生要求。合理的室内设计温度与湿度应该是在满足热舒适性要求的前提下减少能耗。设计中干球温度在22℃~27℃范围内，相对湿度在30％~70％范围内被认为是舒适区。根据本设计的办公楼的室内设计参数，通过计算，可得到相应的人对热环境的反应状况和耗电量，见由表1-1可以看出，温度的升高和相对湿度的增加，都会能耗有所降低。
二、冷水机组的经济性分析
不同的冷水机组的能耗也不同。为比较不同冷水机组的经济型，选取两种设计方案。方案一：选择螺杆式冷水机组。方案二：选择冷剂式冷水机组。
两种方案的初投资费用及年度费用见表9-2：
由表2-1可得，从初投资及年度费用分析来看，螺杆式冷水机组均比冷剂式冷水机组经济，因此选用螺杆式冷水机组更合理。
冷水机组的最优运行方案是，先开启一台冷水机组，使其冷量由小到大调节以满足实际冷负荷的变化，直至制冷量不够时，再开启另一台。当两台同时开启时，平均分配冷负荷。此时，总运行耗能量最小。
三、水泵的经济性分析
空调系统的耗电量约占建筑总耗电量的40％~50％，而空调水泵的耗电量由占空调系统耗电量的18％左右。对于空调系统的水泵的设计选型，虽有一些节能措施，但从现状看还远远不够，电能的浪费还很严重。
采用变频技术对水泵进行无级调节时一种行之有效的节电方法，也是水泵运行节能的发展趋势。但在实际工程中，有一价格较高、变频水泵工作点的变化及水泵的效率、水量变化、与冷水机组匹配运行等问题，在实际运用的还不多。在实际工程中，所接触的水系统多为并联回路，水系统的水力平衡时保证水泵运行的前提，在设计中甚至采用加大流量的方法来抵消水力不平衡的影响。真正解决水力不平衡的问题得通过在设计中水力平衡和运行中调节。在目前空调系统设计中，一般式选用多台相同的水泵并联，网管的性能按最大流量设计。
四、冷却塔的经济性分析
在制冷空调系统中，冷却塔起重要作用。目前应用较广泛的冷却塔是湿式冷却塔。当冷却水通过冷却塔与外界空气进行换热的同时，实际上还进行质量的交换，因此热量又分为显热和潜热两部分。因此冷却塔的选型与需冷却的负荷、冷却温度范围、接近度、湿球温度有关。
降低冷却塔的出水温度对冷水机组的性能提高有益，但并不是冷却塔出水温度越小越好。对于冷水机组冷凝压力有一定的底线，冷凝温度也有一低温限制。对于溴化锂吸收式冷水机组，冷凝温度过低，就会造成“冷剂水污染”，也可能造成溶液浓度过高，从而引起“溶液结晶”现象的发生。对于离心式冷水机组，冷凝温度过低，就有可能造成压缩机“液击”现象。对于螺杆式冷水机组，就有可能引起压缩机“失油”和蒸发器“蒸发温度过低”而停机。
降低冷却塔出水温度虽可提高冷水机组的性能，却增加了冷却塔的能耗量。实际上冷水机组的耗电量随着冷凝压力的进一步降低有升高的趋势。
冷水机组的负荷是随时间变化的，冷却塔的性能受外界空气和冷水机组的影响。在设计条件下运行冷却塔不是最经济的，将冷却塔出水温度控制点设定为空气湿球温度加上2.8℃也不是最经济的。因此，找出冷却塔出水温度的最佳控制点，该点在设计点和最冷点之间，使得冷水机组与冷却塔总耗电量最小。
[1]何耀东.暖通空调规范实用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]戴永庆.溴化锂吸收式制冷技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3]尉迟斌.实用制冷与空调工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[4]马最良,姚杨.民用建筑空调设计[M].北京:化学工业出版社,2003.
[5]徐荣晋.暖通空调工程常用数据速查手册[M].北京:建材工业出版社,2006.
康崇杰（1990.07―）湖南长沙人，中南大学土木工程学院。
焦晨贝（1990.03―）河南安阳人，中南大学土木工程学院。
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