中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方案探索.docx

中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方案探索指導(dǎo)教師：陶潔 職稱：講師 類別：畢業(yè)論文目前我國(guó)的建筑能耗不斷增加，占據(jù)社會(huì)總能耗的 27以上，且其總量呈逐年上升趨勢(shì)。其中 2/3 為中央空調(diào)系統(tǒng)所消耗。根據(jù)中央空調(diào)行業(yè)的研究成果，如果采取相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)，使現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能 2050，是完全可能的。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑能耗的根本途徑，熱泵技術(shù)的開(kāi)發(fā)滿足了節(jié)約與環(huán)保的雙重要求，而其中的水源熱泵技術(shù)更是具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，豐富的地表水和地下水以及生活污水都可以用作水源熱泵機(jī)組的冷熱源。因此，大力發(fā)展水源熱泵技術(shù)對(duì)空調(diào)節(jié)能具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。在我國(guó)南方地區(qū)，常見(jiàn)的采暖方式很多，但從其使用能源的過(guò)程來(lái)看，過(guò)程可以簡(jiǎn)單的概括為：夏天采用冷卻塔+水冷空調(diào)主機(jī)+末端空調(diào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷，全年生活熱水及冬季供暖，采用燃油鍋爐或者電加熱鍋爐，這種傳統(tǒng)的供暖模式在長(zhǎng)期運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)存在以下一些問(wèn)題：能源利用率低。高位能（如煤、燃?xì)?、油、電等）的使用不合理。傳統(tǒng)供暖方式對(duì)環(huán)境的影響。常見(jiàn)的供暖模式設(shè)備利用率低，初投資大。綜上所述，現(xiàn)有常規(guī)的中央空調(diào)模式是一種“能源消耗高位能源、向建筑物室內(nèi)提供低溫的熱量、向環(huán)境排放廢物（如廢熱、廢氣、廢渣等）的單向性的模式。這種中央空調(diào)模式既耗能又污染環(huán)境。而熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置，它雖然會(huì)消耗一定的高位能，但理論上供給用戶的卻是消耗的高位能和吸取的低位能的總和。水源熱泵技術(shù)以其無(wú)污染、效能高、運(yùn)行穩(wěn)定、一機(jī)多用、利用可再生能源等特點(diǎn)已被世界各地廣泛應(yīng)用。在國(guó)家日益重視建筑節(jié)能的今天，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)有著巨大的節(jié)能潛力和廣闊的應(yīng)用前景。而地表水源熱泵系統(tǒng)的適用性與地區(qū)的地表水量、水溫、水質(zhì)以及室外氣候條件有關(guān)，水源熱泵系統(tǒng)對(duì)水源系統(tǒng)的要求是：水量充足、水溫適度、水質(zhì)適宜、供水穩(wěn)定。水源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實(shí)在實(shí)際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。對(duì)于開(kāi)式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)于開(kāi)式系統(tǒng)而言，主要需要解決水溫，水量和清潔度的問(wèn)題。2 桂林市星級(jí)賓館應(yīng)用地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的條件分析2.1氣候條件 桂林市地處南嶺山系的西南部，平均海拔 150米，典型巖溶地貌，地處廣西壯族自治區(qū)東北部, 北緯 2418-2541，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。境內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，無(wú)霜期長(zhǎng)，光照充足，熱量豐富，夏長(zhǎng)冬短，四季分明且雨熱基本同季。年平均氣溫為 18.9 。8 月最熱，月平均氣溫為 23；1 月最冷，月平均氣溫15.6。年平均無(wú)霜期 309 天，年平均降雨量 1949.5mm。平均蒸發(fā)量14901905mm。年平均相對(duì)濕度為 7379。年平均日照時(shí)數(shù)為1670h。平均氣壓為 994.9kPa。2.2水資源條件 桂林市的水系以兩江四湖為主 。兩江四湖是桂林市中心區(qū)的漓江、桃花江、榕湖、杉湖、桂湖、木龍湖等環(huán)城水系的總稱。漓江位于中國(guó)廣西壯族自治區(qū)南嶺山脈西南部，屬珠江水系，全長(zhǎng) 214 km，流域總面積 6,050 km2，總?cè)丝诩s為 150 萬(wàn)人。流域年總降水量為 108 億 m3,年平均降水量為 1 900 mm，其中蒸發(fā)量損失約為 28 億 m3，水資源總量為 80 億 m3。其中,地表水資源總量為 71億 m3（加上跨流域引水 1 億 m3），地下水 10 億 m3。流域人均水資源為 5 020.5 m3，地表水資源人均 4 623 m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)人均水平 2700 m3/人。根據(jù)國(guó)際水資源豐富程度指標(biāo),漓江流域?qū)儆谌司Y源量豐富地區(qū)。對(duì)于漓江來(lái)說(shuō)，水資源需求包括河道外國(guó)民經(jīng)濟(jì)用水（包括人類生存、發(fā)展的用水）和維持水文景觀生態(tài)平衡的河道內(nèi)景觀生態(tài)用水兩部分。流域河道外國(guó)民經(jīng)濟(jì)用水主要集中在桂林城區(qū)（含）以上地段，2000 年為 11.51 億 m3，占全流域 63%。流域河道外國(guó)民經(jīng)濟(jì)用水為 18.328 億 m3，僅占流域水資源總量的 22.91%，可以認(rèn)為流域的水資源開(kāi)發(fā)仍有潛力。只要桂林在枯水季節(jié)能夠保持 30 m3/s 的水量，則流域的水資源的承載力是可以滿足流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展的需要。因此，桂林城區(qū)以上段選為地表水資源平衡計(jì)算段,水資源的保證率為 95%（特枯年）。以上由 2000 年分月別分地段的河道外用水，預(yù)測(cè) 2010 年、2020年的河道外用水量。根據(jù) 20 年桂林水文站的流量資料分月別計(jì)算水資源供給量。2.3小結(jié) 以上分析了桂林市的水資源和氣候環(huán)境的因素以及地表水源熱泵系統(tǒng)對(duì)水資源的要求。桂林市的大部分星級(jí)賓館都位于兩江四湖周邊，而影響地表水源系統(tǒng)運(yùn)行效果的重要因素主要是水量、水溫、水質(zhì)和供水穩(wěn)定性。漓江水容量和水質(zhì)，以及溫度的范圍均滿足開(kāi)式水源熱泵系統(tǒng)的要求。3 桂林市榕湖飯店應(yīng)用水源熱泵系統(tǒng)調(diào)研桂林市榕湖飯店原來(lái)在夏天時(shí)采用冷卻塔+水冷空調(diào)主機(jī)+鍋爐+末端設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷，全年供生活熱水及冬季供暖。根據(jù)榕湖飯店三面環(huán)湖的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)單位于 2004 年初開(kāi)始探討利用榕湖水的水源熱泵中央空調(diào)綜合節(jié)能系統(tǒng)在榕湖飯店應(yīng)用的可行性。前期做了一年多的大量調(diào)查研究和試驗(yàn)，進(jìn)行了許多技術(shù)創(chuàng)新，在 2006 年為其設(shè)計(jì)投資興建了廣西首例地表水源熱泵系統(tǒng)。改進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩臺(tái)熱回收雙冷凝器水源熱泵機(jī)組取代原有冷卻塔+水冷空調(diào)主機(jī)+鍋爐系統(tǒng)，直接利用桂林榕湖作為機(jī)組的冷熱源（未采用板換）。該機(jī)組可以在夏季空調(diào)制冷的同時(shí)利用熱回收技術(shù)免費(fèi)獲得生活熱水，冬季則用一臺(tái)機(jī)組采暖，一臺(tái)機(jī)組生產(chǎn)生活熱水。在改造工程中還對(duì)整個(gè)機(jī)房部分做了自動(dòng)化改造，大大減輕了操作和管理強(qiáng)度。 這套系統(tǒng)成功投入運(yùn)行，全年為整個(gè)飯店提供空調(diào)和生活熱水，保證飯店的正常營(yíng)業(yè)要求和重要的國(guó)賓接待任務(wù)。特別在 2008年 1 月桂林遇到五十年一遇的冰凍災(zāi)害，榕湖湖水溫度最低為3.5在這種極端惡劣的氣候條件下，改造后的水源熱泵系統(tǒng)依然能平穩(wěn)、高效的運(yùn)行，無(wú)需任何輔助加熱設(shè)備，保證了飯店的供暖和超量的供應(yīng)生活熱水，并以優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，圓滿完成對(duì)胡錦濤總書(shū)記及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的接待的政治任務(wù)。設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)經(jīng)受了嚴(yán)峻考驗(yàn)后，事實(shí)證明是完全成功的，也代表了當(dāng)今地表水水源熱泵系統(tǒng)最先進(jìn)的技術(shù)水平。設(shè)計(jì)安裝的這套新型節(jié)能環(huán)保的水源熱泵系統(tǒng)2006年在榕湖飯店投入運(yùn)行以后，和原榕湖飯店傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)相比，顯現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：節(jié)能效果顯著。與原榕湖飯店傳統(tǒng)中央空調(diào)相比，設(shè)計(jì)安裝的水源熱泵系統(tǒng)在 2006 年 8 月份投入至 2007 年 7 月，運(yùn)行一年來(lái)為飯店節(jié)省空調(diào)費(fèi)用 1309507 元，比原系統(tǒng)節(jié)約了 49.5%，賓館住宿的利潤(rùn)一般為 5%，以每位客人平均消費(fèi) 1200 元計(jì)算，這相當(dāng)于每年為酒店增加了 20000 位客人，占全年接待人數(shù)的一半。環(huán)保作用突出。整套系統(tǒng)無(wú)需鍋爐，投入運(yùn)行一年就為榕湖飯店節(jié)省了 257.4 噸柴油，相當(dāng)于節(jié)約了 389 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少了 1011 噸二氧化碳、9338 公斤二氧化硫、2723 公斤氮氧化物的排放，環(huán)保作用突出。降低運(yùn)行維護(hù)成本。原系統(tǒng)由 6 人全職操作，2 人負(fù)責(zé)維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)，改進(jìn)后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化智能控制，只需兼職人員操作。4 桂林市星級(jí)賓館水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用推廣的可行性分析4.1桂林市星級(jí)賓館概況 桂林市的星級(jí)賓館絕大部分發(fā)布在桂林市兩江四湖周圍，也就是說(shuō)這些處于豐富地表水資源周邊的星級(jí)賓館具有采用水源熱泵系統(tǒng)的環(huán)境優(yōu)勢(shì)，由于桂林市兩江四湖環(huán)城水系的改造，地表水資源分布比較平均，也為水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。4.2桂林市星級(jí)賓館推廣應(yīng)用水源熱泵系統(tǒng)的初步經(jīng)濟(jì)性分析根據(jù)我們的調(diào)查，桂林市星級(jí)賓館中有 30 家以上空調(diào)熱水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行已有 12 年以上，即將進(jìn)入報(bào)廢期，基本到了設(shè)備更新階段，為水源熱泵系統(tǒng)的推廣提供了良好的機(jī)遇?，F(xiàn)以四星級(jí)桂林飯店為例進(jìn)行水源熱泵系統(tǒng)設(shè)備分析：設(shè)計(jì)夏季制冷 210 天，過(guò)渡季節(jié) 110 天，冬季 45 天，空調(diào)平均運(yùn)行時(shí)間為 12 小時(shí)，賓館平均 60%負(fù)荷計(jì)，夏季和過(guò)渡季節(jié)生活熱水用量為 80T/天（55），需換熱量為 240 萬(wàn)大卡/天，冬季約 150T/天（55），需總換熱量為 525 萬(wàn)大表 1 地表水源熱泵系統(tǒng)的工程估計(jì)造價(jià)表明細(xì)數(shù)量（容量）單價(jià)合計(jì)水源熱泵機(jī)組旋流除砂器全自動(dòng)綜合水處理器冷凍水泵熱水供水泵熱水循環(huán)泵水泵（取水側(cè)）輔助材料費(fèi)及安裝費(fèi)取水管道熱水箱合計(jì)2臺(tái)