空调与采暖系统冷热源与管网节能

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1、第五讲 空调与采暖系统冷热源及管网节能,一、冷热源的节能措施 （一）优先选择节能的冷热源 太阳能冷、热电联产、蓄冷空调、热泵技术 太阳能供暖与制冷 太阳能供暖与通风 被动式： 建筑物直接吸收太阳照射能量，加热室内空气。 供暖通风效果取决于太阳照射状况，室内温度难以保持稳定。 主动式： 利用太阳能集热器作为热源，加热空气或热水；辅以蓄热器和辅助加热装置。与常规能源供暖系统基本相同。 耗钢量大，初投资和运行费用增加。 太阳能制冷 吸收式和吸附式,1、一般规定 1）制冷机的选择应根据建筑规模、使用特征，结合当地能源结构及价格政策、环保规定等，经过综合论证后确定。 2）选择制冷机时，不仅要考虑满负荷的

2、COP值，还要考虑部分负荷的COP值，或采用部分负荷综合性能系数（IPLV）和部分负荷非标性能系数（NPLV）来衡量全年的综合效益。 3）制冷设备的单台容量及台数的选择，应能适应空气调节负荷全年变化规律，满足部分负荷要求，当空调冷负荷大于528kW时，不宜少于2台。,4）居住建筑除特殊原因，一般不宜采用集中冷源。采用集中供冷方式的居住建筑，制冷设备宜选用电动压缩式冷水机组，或燃气吸收式冷热水机组，或有利于节能的其他型式的冷源。所选用机组的能效比（性能系数）不应低于国家现行有关产品标准的规定值，并优先选用能效比较高的设备。,2、电动压缩式冷水机组选择 1）保证电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水机组

3、，在额定制冷工况和规定条件下性能系数（COP）满足节能要求 。 2）还应使综合部分负荷性能系数（IPLV）满足节能要求 。 3）冷冻水供回水温差不小于5， 当采用大温差小流量空调水系统方案时，选择的冷水机组应能在较宽的蒸发温度与冷凝温度范围内可靠地运行，并保持较高的制冷效率。,1）蒸汽、热水及直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组应选用能量调节装置灵敏可靠的机型，在名义工况下的性能参数应满足要求。 在有足够电力供应时，应优先使用高效的电动压缩式冷水机组，不应采用直燃机或专配锅炉为驱动热源的溴化锂吸收式冷水机组。（以热能为动力，溴化锂吸收式制冷机比利用电能为动力的压缩式制冷可以明显节约电能耗。但是一次

4、能源不节省。）,3、吸收式制冷机组的选择 1）蒸汽、热水型溴化锂吸收式冷水机组：利用低势热能（余热、废热、排热）时使用。 如果燃煤、燃气锅炉的效率为80%，吸收式制冷机的COP为1.3，则： 煤热转换为冷量的综合效率为1.3x80%=1.04 电制冷压缩机的COP=5.5，燃煤发电效率为30%，考虑15%的电力输送损失，则： 燃煤转换为电力制冷的综合效率为5.5x30%x(1-15%)=1.4025 则吸收式机组比电制冷的其一次能源消耗高34.8%。,制取11.6kW（10000kcal/h）冷量，一次能源煤的耗量如下：,2）在有足够电力供应时，应优先使用高效的电动压缩式冷水机组，不应采用直燃

5、机或专配锅炉为驱动热源的溴化锂吸收式冷水机组。 以热能为动力，溴化锂吸收式制冷机比利用电能为动力的压缩式制冷可以明显节约电能耗。但是一次能源不节省。,3）蒸汽、热水及直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组应选用能量调节装置灵敏可靠的机型，在名义工况下的性能参数应满足要求。,4、对冷却塔的要求 1）具有过滤、缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等水处理功能； 2）冷却塔应设置在空气流通条件好的场所； 3）冷却塔补水总管上设置水流量计量装置。,设计中应注意事项： 在寒冷地区，需采用防冻措施：如室外冷却水水管保温，冷却塔底盘应设伴热设施等； 开式冷却塔需设置板式换热器，应考虑12换热温差损失，闭式冷却塔可直接供水； 合

6、理确定供水温度：若冬季空调末端设备供冷能力需求小于夏季，则需按冬季冷负荷核算冷水供水温度，尽可能提高水温，更多利用冷却塔供冷； 由于冷却塔通常按照夏季工况选择，需要对其冬季工况进行复核计算。,5、热源的选择 1）热媒的选择 以蒸汽为介质有如下特点： (1)可以同时满足蒸汽用户和热水用户需要。 (2)输送过程中，不需要增压设备（如热水需要循环泵），不耗电能,靠自身压力就能达到输送需要。 (3) 采用蒸汽为供热介质温度高，可减少用户的散热器面积。还可采用热电联产供热方案，提高供热的经济效益。 (4) 单纯供热锅炉能源效率低。输送需要压力高,比热水输送距离短,一般为3 5km,最大不能超过7km。

7、(5) 因冷凝水回收困难，热损大，水量损失也大，即脱盐水或软化水损失大；输送过程中热损失大。,以热水为供热介质有如下特点： (1)热水蓄热能力强、热稳定性好;热损失小。 (2)供热负荷调节灵活，尤其供采暖用户，可根据室外温度调节供水温度。 (3)以热电联产方案提供热水。只需从低压抽汽取得,可多发电提高热能效率。输送距离长，一般为5 l0km,甚至l0km以上也是可以的。 (4)国内已普遍采用热水管直埋敷设，而蒸汽管道一般需架空或管沟敷设，蒸汽管道直埋敷设在技术上还有待解决。直埋敷设占地面积小，不影响市容。 (5)以热水为热介质的缺点是输送过程中耗电能较大。,2）应能有效地燃烧所采用的燃料,应有

8、较高的热效率。 3）锅炉排烟温度较高时，可增设烟气余热回收器。排烟温度的降低受到锅炉尾部受热面低温腐蚀的限制，故不应低于烟气中SO2的露点温度。,（二 ）冷热源及管网节能的施工要求 1、空调系统冷热源设备及其辅助设备、阀门、仪表、绝热材料等产品进场时，应按照设计要求对其类型、规格和外观等进行检查验收，并应对下列产品的技术性能参数进行核查。验收与核查的结果应经监理工程师(建设单位代表)检查认可，并应形成相应的验收、核查记录。各种产品和设备的质量证明文件和相关技术资料应齐全，并应符合国家现行有关标准和规定。,1）锅炉的单台容量及其额定热效率； 2）热交换器的单台换热量； 3）电机驱动压缩机的蒸气压

9、缩循环冷水(热泵)机组的额定制冷量(制热量)、输入功率、性能系数(COP)及综合部分负荷性能系数(IPLV)； 4）电机驱动压缩机的单元式空气调节机、风管送风式和屋顶式空气调节机组的名义制冷量、输入功率及能效比(EER) 5) 蒸汽和热水型溴化锂吸收式机组及直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组的名义制冷量、供热量、输入功率及性能系数； 6) 集中采暖系统热水循环水泵的流量、扬程、电机功率及耗电输热比(EHR)； 7) 空调冷热水系统循环水泵的流量，扬程、电机功率及输送能效比(ER)， 8) 冷却塔的流量及电机功率， 9) 自控阀门与仪表的技术性能参数。,2、空调系统冷热源及管网节能工程的绝热管道、

10、绝热材料进场时，应对绝热材料的导热系数、密度、吸水率等技术性能参数进行复验，复验应为见证取样送检。,3、空调系统冷热源设备和辅助设备及其管网系统的安装，应符合下列规定： 1）管道系统的制式，应符合设计要求； 2）各种设备、自控阀门与仪表应按设计要求安装齐全，不得随意增减和更换； 3）空调冷(热)水系统，应能实现设计要求的变流量或定流量运行； 4）供热系统应能根据热负荷及室外温度变化实现设计要求的集中质调节、量调节或质量调节相结合的运行。,4、锅炉、热交换器、电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组、蒸汽或热水型溴化锂吸收式冷水机组及直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组等设备的安装中，其规格、数

11、量应符合设计要求；安装位置及管道连接应正确。,5、冷热源侧的电动两通调节阀、水力平衡阀及冷(热)量计量装置等自控阀门与仪表的安装中，规格、数量应符合设计要求；方向应正确，位置应便子操作和观察。,6、空调系统冷热源和辅助设备及其管道和室外管网系统，应随施工进度对与节能有关的隐蔽部位或内容进行验收，并应有详细的文字记录和必要的图像资料。,7、冷却塔、水泵等辅助设备的安装应符合下列要求： 1）规格、数量应符合设计要求， 2）冷却塔设置位置应通风良好，并应远离厨房排风等高温气体； 3) 管道连接应正确。,8、空调系统冷热源和辅助设备及其管道和管网系统安装完毕后，系统试运转及调试必须符合下列规定： 1）

12、冷热源和辅助设备必须进行单机试运转及调试； 2）冷热源和辅助设备必须同建筑物茎内空调或采暖系统进行联合试运转及调试。 3）联合试运转及调试结果应符合设计要求，且允许偏差或 规定值应符合施工验收规范的规定。,（三）设备的运行节能 1、冷源的运行节能 1）降低冷却水温度由于冷却水温度越低，制冷机组的制冷系数就越高 冷却水的供水温度每上升1摄氏度，制冷机组的COP下降近4%。 降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先，对于停止运行的冷却塔，其进出水管的阀门应该关闭。否则，因为来自停开的冷却塔的水温度较高，混合后的冷却水水温就会提高，制冷机组的制冷系数就减低了。其次，夏季气温高，冷却塔内部湿热，

13、大量的菌藻滋生，附着在冷却塔内部，也使导热性能下降，影响冷却塔和冷凝器的换热效率。此时，除了采用水处理技术外，还定期对冷却塔及管道清洗，必要时在冷却水中添加除菌藻药物。,2）提高冷冻水温度冷冻水温度越高，制冷机组的制冷效率就越高 冷冻水供水温度提高1摄氏度，制冷机组的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。 首先，不要设置过低的制冷机组冷冻水设定温度。其次，一定要关闭停止运行的制冷机组的水阀，防止部分冷冻水走旁通管路，否则，经过运行中的制冷机组的水量就会减少，导致冷冻水的温度被制冷机组降到过低的水平。在满足设备安全和生产要求的前提下，尽量提高蒸发温度。,3）调整设备合理的运

14、行负荷 制冷机组的耗电指标随着负荷率变化，而发生改变，制冷机组负荷在70%80%时，耗电指标最低，COP值最大。因此，在保证设备安全运行的情况下，制冷主机运行在70%80%负荷比运行在100%负荷，单位制冷量的功耗更小。运用此方式开机要结合水泵、冷却塔的运行情况综合考虑。,4）采用变频装置，调节离心制制冷机组压缩机的转速 在离心式制冷机组全年运行的过程中，室外温度不断变化，室内符合也不断变化。,2、锅炉的节能运行 1）优化合理的锅炉操作 锅炉合理优化运行，始终需要司炉工的准确操作。司炉工要进行专业培训，要对锅炉的特性全面掌握，对负荷调节能及时。,2）减少漏风 炉膛的漏风会降低炉膛温度，对燃料燃

15、烧影响较大，另外还会增加排烟量，增大引风机工作负荷。,3）减小受热面热阻 锅炉运行一段时间后，锅炉受热管道外表面(如水冷壁、过热器、对流管束、省煤器、空气预热器等)就会附着一层积灰，管道内部形成一层水垢，灰的热传导率为钢板的0.5，水垢的导热率比钢板小3050倍；增加灰垢1 mm，热损失将增加46；增加水垢1 mm，维持同样锅炉负荷就要浪费3左右的燃料，应根据锅炉实际运行情况，定期对锅炉进行除灰除垢，并进行质量检查。,4）采用二次回风系统，促进燃料完全燃烧 利用二次回风可以改善锅炉的燃烧条件，利用二次回风系统的锅炉热效率可提高5-10左右。,5）采用富氧技术 可有助于完全燃烧，减少排烟量,6）

16、蒸汽和热水的有效利用 杜绝向空气排汽；锅炉应尽量少排污，排污量应控制在5下；尽量利用排污热量；,7）加强绝热保温减少散热损失 保温层的厚度要达到经济厚度；提高绝热材料的质量在使用中要注意维护，避免受潮或损坏。,8）采用分层分行给煤装置 煤从煤仓中落下,再经过分层装置中的煤闸板、输煤辊、机械筛分器进入炉膛,由于取消了原来设在炉排前部的煤闸板,而将之设在输煤辊上部,将煤仓中几十吨甚至上百吨重的原煤重量消减,取而代之的是使煤横向流经输煤辊和渐扩式机械筛分器。这样,不但筛分了煤块,而且疏松了煤质,使煤在进入炉膛前形成下层为大块,中层为小块,最上层为煤屑的分布格局,煤粒之间的缝隙得以保留,减少了通风阻力,使通风均匀,火床平整,燃烧充分,同时,炉膛温度提高,原煤易于着火,也利于燃烬。从而使炉渣含碳量大大降低,提高了锅炉的热效率,不仅节约了用煤,还改善了环境,