基于能耗数据及指标空调系统节能诊断方法及应用

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1、基于能耗数据及指标空调系统节能诊断方法及应用【摘要】随着人们生活水平的不断提高，空调设施的应用也越来越广泛，使得电力系统总能耗量迅速增长。提倡空调节能一方面可有效减少空调的运行成本，更为重要的是可有效节能减排，保护环境。进一步深入研究并改善建筑空调系统对于节能减排、保护环境具有重要的战略性意义。本文提出了基于能耗数据和指标的空调系统节能的一种诊断方法，并举出了采用这一诊断方法进行节能诊断的实例。【关键词】能耗数据；空调系统；节能诊断随着人们生活水平的不断提高，空调设施的应用也越来越广泛，使得电力系统总能耗量迅速增长。在非可再生资源日显紧缺的情况下，人们对环境的保护意识不断增

2、强，为此我国也提出了节能减排任务，在此背景下，人们对空调的能耗要求也越来越高［1］。尽管各国专家已将各种空调系统的额定能耗做了系统的统计和分析，并提出了相应的节能方案，但因空调系统能耗受建筑物特点及气候条件等因素的影响，对于功能、结构及地域不同的建筑物，符合某一国家或地域节能降耗的有效措施未必适用于其他的国家或地域。因此，在对一个地域的新建筑或已有建筑的空调系统进行节能分析及改造前，应充分考虑当地的能耗现状及降耗潜力。目前，虽然大部分空调系统在设计过程中都做了很大系统及性能的优化，但在现有的空调系统运行过程中，依然存在诸多缺陷。可见，进一步深入研究并改善建筑空调系统对于节能

3、减排、保护环境具有重要的战略性意义［2］。下面笔者将重点探讨基于能耗数据和指标的空调系统节能诊断方法，并举以实例。1、现有空调系统的能耗数据和指标空调系统的能耗量与建筑的能源需求量有着直接关系，即建筑空调的负荷，主要在于处理热、污染物及湿三大方面因素。热负荷的对象为太阳透过窗户的热辐射量、外界环境通过墙体的热传导量及室内人体和各种电器设备等热源的发热量。对污染物的处理通常是指通风换气，若建筑室内的空气中不含有大量有毒有害气体，空气质量控制在国家安全标准以内，则对污染物处理的对象主要为人体呼出的C02气体［3］。与湿负荷相对应的则是人体向室内空气中排出的水分及在冬季的加温处理

4、。我们可以将空调的能耗需求分为两种，一种已被确定的、较为恒定的负荷，如电器设备的发热量、建筑墙体的导热量等；还有一种是未确定的负荷，该类负荷的随机性较大，多与人类活动有关，如人体的排热量、排湿量及排出C02的量等。通过采用高性能材料或产品及先进措施可有效的降低已确定的负荷，如采用高透光率低辐射玻璃、墙体保温材料，安装节能灯，采取遮阳措施等；而对于未确定的负荷则需要由空调系统自我调节以适应和满足负荷要求，如空调系统的自动测控功能等。1.1围护结构节能性评价指标国内针对墙体保温制定了一系列的标准法规，比如《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》《夏热冬冷地区居住建筑节能设计

5、标准》，标准是对围护结构各部件的强制性具体数值规定，比如墙体的保温性能、门窗的密闭性等[4]。国外针对外围护结构保温、遮阳性能的评价指标，有PAL和OTTV,PAL是指建筑物周边单位面积的全年热负荷，OTTV是综合考虑所有外墙、外窗传热和外窗太阳辐射平均到单位面积外围护结构的平均值。2003年建设部颁发的《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》和即将颁布的《公共建筑节能设计标准》为满足建筑外形多变求新的需求，对围护结构节能采用了性能性方法。这一方法是通过构造一个与建筑师设计方案形状完全相同的参照建筑，参照建筑围护结构各部件均满足强制性的具体数值规定，之后给定参照建筑和设计建筑相

6、同的内扰及空调系统，分别计算二者全年的空调系统总能耗，如果设计建筑的总能耗低于参照建筑，则认为设计建筑的围护结构方案满足节能要求。1.2总能耗评价指标在空调系统的实际运行过程中，不确定的负荷往往会对实际能耗造成较大的影响，评定标准主要为实际能耗量除以总面积。在设计过程中，釆用模拟分析软件对各数据进行计算，人员的密度及其活动内容均为假想的给定条件［5］。许多国家根据本国特点均进行了该类模拟软件的开发，目前有很多，影响广泛且代表性较强的有:DeST.EnergyPlus.D0E-2等，而现行的总能耗标准也比较多，如日本现行的空调系统能耗系数(CEC),CEC作为空调系统节能评定

7、的一种标准，通过计算空调系统全年的模拟负荷总量，并将结果与空调全年运行的实际总能耗量相比较，从而以此来评价空调对能源的有效利用率及建筑物的实际节能情况。2、采用能耗数据及指标的节能诊断实例某建筑所釆用的制冷机平均每年的制热能效比(COP)为4.4,而国际标准限值为4.8,低于国际标准。该制冷机系统设计包含四台离心式制冷机，其中三台大功率制冷机，额定冷量为2813KW,一台小功率制冷机，额定冷量为924KW,该系统在工作过程中可根据实际负荷来选择启动一台小制冷机还是一台大制冷机，而同时启动两台制冷机情况极少。如图1所