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【摘要】文章文针对典型工程，分析空调系统末端夏季室外计算温度下的能耗组成，以此来寻求降低空调系统末端能耗的途径，为以后类似工程、空调系统的设计开拓思维，提供借鉴。
【关键词】空调系统；能耗；节能途径
1. 引言
作为专业型公司的一名暖通从业人员，笔者经常涉及一些大型工艺性厂房的空调设计，此类厂房在设计中采用集中式全空气定风量空调系统。经过实际运行证明，该空调系统能安全可靠的满足工艺对室内参数的要求，同时也发现了一些问题：为满足大型工艺厂房的温度参数，控制温度场波动，空调送风温差较小，厂房的送风量很大；该类厂房一般建设为组合式厂房，功能复杂，留给暖通专业作为机房用地的面积有限，致使空调机房较集中，系统作用半径大，能耗高。
2. 空调特点
（1）厂房的空调为工艺性空调，相对于一般工业性项目，此类厂房对干球温度和露点有严格的要求，其特点是温度低、露点低。厂房工艺设备多，布置紧凑密集、占用的建筑面积大，而且大厅不做分隔，所有的区域都有温湿度的要求，这就形成了大厅空调系统的另一个特点：空调建筑面积大、层高高。
（2）温度低、露点低直接影响到空调的负荷，相对于一般工艺性空调，空调系统处理的显热、潜热都是很大的，空调冷却器前后处理的温差接近12℃，焓差接近20KJ/（Kg.干）。送风温度与环境温度的温差大，对管道设备的绝热要求高，若绝热做的不理想，往往出现结露，一旦出现这种情况，轻则造成冷损失加大，重则影响主工艺系统的运行安全。
（3）空调建筑面积大、层高高直接影响到空调系统的送风量。为达到厂房的温度要求，如此高大的空调建筑，首先必须满足一定的空调换气次数才能做到各个平面位置、各个空间高度的温差维持在一定的范围。
3. 系统组成
3.1厂房设计采用集中式全空气定风量空调系统，典型空调系统流程如图1所示，因不讨论冷热源方面的问题，故在流程图中予以省略。本文所选典型工程空调系统送风量为328000m3/h（109.34Kg/s），新风量为60000m3/h（20Kg/s）；夏季空调室外计算干湿球温度为32.8/26.6℃，室内设计干球露点温度为19.0/10.0℃。
3.2空调送回风均通过设于空调机房的组合式空调机组对空气集中处理。由于系统负担的空调区域大，送回风管道长，管道阻力大，一般设计为双风机系统。如图1所示：空调机组由①新回风混和段、②初效过滤段、③中间段、④冷却挡水段、⑤二次回风段、⑥加热段、⑦中效过滤段、⑧送风机段以及⑨回风机段等组成。
3.3厂房的气流组织为上送下回，送风由设在吊顶内的散流器均匀送入，回风由设于地面的回风口经地沟汇集至空调机房。
6. 节能途径
上面分析了空调系统冷量的构成，在这些冷负荷中，无论是系统真正需要的冷量还是各处理过程系统附加产生的冷负荷，均有一定的节能途径，具体来讲，有以下几点：
（1）选择合适的建厂位置：室外气象参数是空调系统计算的基础数据，直接关系到空调系统的冷负荷——维护结构冷负荷和新风冷负荷。从节能角度出发，厂区选择夏季凉爽的位置能大大降低空调系统的负荷。
（2）加大送风温差：送风温差越大，系统送风量越小，相应的处理空气和输送空气所需的设备也可相应的减小；同时，送风温差变大，而室内状态不变，从而降低了送风温度、相应的也就减小了系统的再热冷负荷。但加大送风温差时应该注意，送风温度过低、送风量过小对工艺性空调有明显的影响——室内温度和湿度分布的均匀性、稳定性将会降低。故加大送风温差的节能措施应视工艺情况而定。
（3）降低新风量：在工艺条件允许的情况下，降低新风量，能大大降低空调能耗。但新风量不能一味降低，应考虑空调厂房维持正压所需要的最小新风量以及生产运行人员所必需的新风量。
（4）减小室内余热：可以从两方面着手，其一是减小围护结构向室内的传热，尽量使空调厂房布置在内区，而邻近室外的外区应加强厂房的绝热、尤其要避免产生冷桥；其二是室内安装的工艺设备、电气设备、自控设备应选用节能高效型产品，降低发热设备的发热量。
（5）加强管道绝热：由于风管内、外存在温差，所以就有热量通过风管管壁进行传递，从而导致风管内空气温度的升高。通过风管管壁传递热量的多少，与风管材料、绝热情况、风管的几何尺寸、内外温差、空气流速等诸多因素有关。在一定的系统中，风管几何尺寸、内外温差、空气流速均是确定的，唯有从风管材料及绝热方面着手来降低该部分能耗。
（6）减小风机温升：为使空调机组的漏风率降到最低，空调送回风机及其电动机一般安装在空调机组的箱体内，这样由风机造成的温升就有两类：风机运行时机械能转变成热能的部分以及电动机工作时电能转变成热能的部分。为降低风机温升引起的能耗，主要着眼于以下三点：其一使空调风系统管路长度尽量减小，缩小系统的服务半径以降低风机的压头；其二选用高效型的通风机，使风机的工作点维持在较高的效率区间以提高通风机的全压效率；其三选用高效节能型电动机，将电能转换成有用的机械能从而提高电动机的效率。
（7）减小漏风量：漏风主要是风管、设备内外存在压差、在密闭不严的情况下，负压段吸入室外新鲜空气，造成新风负荷加大；正压段排出已处理的空气，造成冷量损失。一般空气冷却器前负压段漏风对系统的影响较小，其原因主要是此冷却器之前本来就有室外新鲜空气混入。而空气冷却器后负压段以及正压段漏风对系统的影响就很大，负压段漏风直接影响送风参数，造成送风参数偏高；正压段漏风直接造成系统富裕量增大。
7. 结语
总之，优化高大厂房空调系统的设计在节能方面起着至关重要的作用：他从源头上就控制了系统的能耗。为此在设计此类工艺性空调厂房时，应逐步分析、区分不同的过程，在满足空调系统正常运行的前提下，充分挖掘节能潜力，力争做到系统能耗最低、方案最合理。
参考文献
[1]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]赵荣义等.空气调节（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，1994.
【关键词】空调系统；能耗；节能途径
1. 引言
作为专业型公司的一名暖通从业人员，笔者经常涉及一些大型工艺性厂房的空调设计，此类厂房在设计中采用集中式全空气定风量空调系统。经过实际运行证明，该空调系统能安全可靠的满足工艺对室内参数的要求，同时也发现了一些问题：为满足大型工艺厂房的温度参数，控制温度场波动，空调送风温差较小，厂房的送风量很大；该类厂房一般建设为组合式厂房，功能复杂，留给暖通专业作为机房用地的面积有限，致使空调机房较集中，系统作用半径大，能耗高。
2. 空调特点
（1）厂房的空调为工艺性空调，相对于一般工业性项目，此类厂房对干球温度和露点有严格的要求，其特点是温度低、露点低。厂房工艺设备多，布置紧凑密集、占用的建筑面积大，而且大厅不做分隔，所有的区域都有温湿度的要求，这就形成了大厅空调系统的另一个特点：空调建筑面积大、层高高。
（2）温度低、露点低直接影响到空调的负荷，相对于一般工艺性空调，空调系统处理的显热、潜热都是很大的，空调冷却器前后处理的温差接近12℃，焓差接近20KJ/（Kg.干）。送风温度与环境温度的温差大，对管道设备的绝热要求高，若绝热做的不理想，往往出现结露，一旦出现这种情况，轻则造成冷损失加大，重则影响主工艺系统的运行安全。
（3）空调建筑面积大、层高高直接影响到空调系统的送风量。为达到厂房的温度要求，如此高大的空调建筑，首先必须满足一定的空调换气次数才能做到各个平面位置、各个空间高度的温差维持在一定的范围。
3. 系统组成
3.1厂房设计采用集中式全空气定风量空调系统，典型空调系统流程如图1所示，因不讨论冷热源方面的问题，故在流程图中予以省略。本文所选典型工程空调系统送风量为328000m3/h（109.34Kg/s），新风量为60000m3/h（20Kg/s）；夏季空调室外计算干湿球温度为32.8/26.6℃，室内设计干球露点温度为19.0/10.0℃。
3.2空调送回风均通过设于空调机房的组合式空调机组对空气集中处理。由于系统负担的空调区域大，送回风管道长，管道阻力大，一般设计为双风机系统。如图1所示：空调机组由①新回风混和段、②初效过滤段、③中间段、④冷却挡水段、⑤二次回风段、⑥加热段、⑦中效过滤段、⑧送风机段以及⑨回风机段等组成。
3.3厂房的气流组织为上送下回，送风由设在吊顶内的散流器均匀送入，回风由设于地面的回风口经地沟汇集至空调机房。
6. 节能途径
上面分析了空调系统冷量的构成，在这些冷负荷中，无论是系统真正需要的冷量还是各处理过程系统附加产生的冷负荷，均有一定的节能途径，具体来讲，有以下几点：
（1）选择合适的建厂位置：室外气象参数是空调系统计算的基础数据，直接关系到空调系统的冷负荷——维护结构冷负荷和新风冷负荷。从节能角度出发，厂区选择夏季凉爽的位置能大大降低空调系统的负荷。
（2）加大送风温差：送风温差越大，系统送风量越小，相应的处理空气和输送空气所需的设备也可相应的减小；同时，送风温差变大，而室内状态不变，从而降低了送风温度、相应的也就减小了系统的再热冷负荷。但加大送风温差时应该注意，送风温度过低、送风量过小对工艺性空调有明显的影响——室内温度和湿度分布的均匀性、稳定性将会降低。故加大送风温差的节能措施应视工艺情况而定。
（3）降低新风量：在工艺条件允许的情况下，降低新风量，能大大降低空调能耗。但新风量不能一味降低，应考虑空调厂房维持正压所需要的最小新风量以及生产运行人员所必需的新风量。
（4）减小室内余热：可以从两方面着手，其一是减小围护结构向室内的传热，尽量使空调厂房布置在内区，而邻近室外的外区应加强厂房的绝热、尤其要避免产生冷桥；其二是室内安装的工艺设备、电气设备、自控设备应选用节能高效型产品，降低发热设备的发热量。
（5）加强管道绝热：由于风管内、外存在温差，所以就有热量通过风管管壁进行传递，从而导致风管内空气温度的升高。通过风管管壁传递热量的多少，与风管材料、绝热情况、风管的几何尺寸、内外温差、空气流速等诸多因素有关。在一定的系统中，风管几何尺寸、内外温差、空气流速均是确定的，唯有从风管材料及绝热方面着手来降低该部分能耗。
（6）减小风机温升：为使空调机组的漏风率降到最低，空调送回风机及其电动机一般安装在空调机组的箱体内，这样由风机造成的温升就有两类：风机运行时机械能转变成热能的部分以及电动机工作时电能转变成热能的部分。为降低风机温升引起的能耗，主要着眼于以下三点：其一使空调风系统管路长度尽量减小，缩小系统的服务半径以降低风机的压头；其二选用高效型的通风机，使风机的工作点维持在较高的效率区间以提高通风机的全压效率；其三选用高效节能型电动机，将电能转换成有用的机械能从而提高电动机的效率。
（7）减小漏风量：漏风主要是风管、设备内外存在压差、在密闭不严的情况下，负压段吸入室外新鲜空气，造成新风负荷加大；正压段排出已处理的空气，造成冷量损失。一般空气冷却器前负压段漏风对系统的影响较小，其原因主要是此冷却器之前本来就有室外新鲜空气混入。而空气冷却器后负压段以及正压段漏风对系统的影响就很大，负压段漏风直接影响送风参数，造成送风参数偏高；正压段漏风直接造成系统富裕量增大。
7. 结语
总之，优化高大厂房空调系统的设计在节能方面起着至关重要的作用：他从源头上就控制了系统的能耗。为此在设计此类工艺性空调厂房时，应逐步分析、区分不同的过程，在满足空调系统正常运行的前提下，充分挖掘节能潜力，力争做到系统能耗最低、方案最合理。
参考文献
[1]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]赵荣义等.空气调节（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，1994.