论优化空调系统提高生活居住舒适度论文
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篇1：论优化空调系统提高生活居住舒适度论文
论优化空调系统提高生活居住舒适度论文
在我们国家,空气调节的发展并不太迟。工业空调和舒适空调几乎是同时起步的。在上个世纪30年代左右,曾经出现了一个空调行业的发展高峰时期。到了50年代初,我们国家从事空调专业的技术人员还极度稀少。我们国家空调事业的发展,要从1952年高等学校开设“供热供燃气及通风空调”专业开始。从那之后,空调事业开始了全新发展的一幕。
目前,空调技术正朝着“节约能源、保护环境和获取趋于自然条件的舒适健康环境”的大方向发展。其中,节约能源、保护环境仍然是促进空调发展的核心,而空调系统与设备的变革以及运行管理的节能与品质的提高,则是空调技术的深入发展方向。并且随着我们国家经济和社会的快速发展以及人民生活水平和质量的不断提高,改善人居环境水平和室内生活舒适度已经成为当今社会关注的重点问题。我们不但要关心室内空气环境的改善,而且也要关心城市,尤其是小区空气环境的改善,这些都是未来空调行业的发展方向。所以,将室内空气热湿环境控制技术,空气洁净控制技术和计算机调控技术三者相互结合,促进舒适空调迈向健康空调,是我们们今后空调发展的主导方向,也是改善人们生活的主攻方向。
一、空气调节技术的概况
什么是空气调节?《采暖通风与空气调节术语标准》中将空气调节定义为:使房间或密闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数,达到给定要求的一门技术。因此,一套科学的空调系统就必须具备四项基本功能,即控制温度、控制湿度、控制空气循环与通风和净化空气。而现代空调已经从控制温湿度环境工程步入了对空间环境的品质全面调节与控制阶段,也就是所谓的人工环境工程阶段。而且伴随着现代技术的发展,我们对空气的压力、成分、气味以及噪声等进行的控制与调节,已经发展到一个更高的层次。运用技术手段创造并保持满足一定要求的空气环境依然是空气调节的主要任务,而采用换气的方法保证内部环境的空气清新;采用热、湿交换的方法保证内部环境的温湿度,以及采用净化的方法保证空气的洁净度,以提高人们居住环境的'舒适度则是空调技术发展的重头戏。因此,我们的空气调节技术的发展目标是:以最少的能耗,创造健康、舒适的室内居住环境,减少环境污染,实现节能减排的任务,最终实现保护我们的地球居住环境。
二、空气调节技术对提高生活居住环境的重要作用
空调系统按照空气调节的作用可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型。而我们的舒适性空调系统的主要作用就是:应用于以人为本的环境的空气调节设备,创造并且维持良好的室内空气状态,为人们的生活、工作、学习提供适宜的工作或生活环境,以利于保证工作质量和提高工作效率和学习效率,以及维持人们良好的健康水平。
为了营造良好的居住环境,就要保证室内空气满足人体的舒适性要求。从生理角度来讲,所谓舒适性就是人体能维持正常的散热量和散湿量。也就是通常的人体的冷热感觉,人感觉过冷或过热都是不舒适的。因此,保持室内空气具有一定的合适的温度,是舒适性的首要要求。其次,室内空气的湿度对人的感觉也具有重要影响。因为湿度过高或过低,都会影响到人体的排汗功能,造成身体不舒适。另外,空气的流动速度也会影响人的舒适度。在静止的或流速非常小的空气环境中,人体产生的热量和湿量都得不到正常的散发。此外,除了这三个主要因素外,空气的新鲜程度,衣着情况,室内各表面的温度高低都会对人的感觉产生影响。因此,空调系统的各个状态参数的确定,影响了人体的舒适性感受,我们在进行空调系统的设计时,就需要根据国家标准《室内空气质量标准》的规定,选取合适的参数,进行舒适性空调系统的合理设计。
三、如何设计舒适性空调系统,提高居住环境舒适度
空气分布是空调系统中一个重要的环节,我们通常将其称之为气流组织。合理地布置送风口和回风口,使得经过净化、热湿处理后的空气,由送风口送入空调区后,再与空调区内的空气混合、扩散或者进行置换的热湿交换过程之后,均匀地消除空调区域内的余热和余湿,从而使得空气调节区域形成比较均匀而又稳定的热湿度、气流速度和洁净度,以达到满足人体舒适性的要求。
因此,选择合适的通风换气方式和气流组织方法是提高舒适性空调环境舒适度的一个重要途径。
首先,采用温湿度独立控制的空调系统,提高操控效率。
我们知道空调系统承担着排除室内余热、余湿、二氧化碳和异味的任务。但是,现在的空调通常采用的是热湿联合方式来实现上述任务。这样就出现了一个问题:热湿联合处理的能源消费、难以适应热湿比的变化、室 内空气品质问题和室内末端装置的问题。所以,为了解决这个问题,我们可以采用清华大学江亿院士提出的温湿度独立控制空调系统的方法,通过新风机组来实现室内湿度和二氧化碳浓度的控制,因为采用了温度和湿度的独立控制系统,从而可以满足不同房间热湿比不断变化的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温度、湿度参数的要求,有效的避免了室内温度过高或过低的现象,提高了室内空气舒适度。
其次,采用高效空气过滤器,提高空气洁净度。
为了达到室内空气高效洁净度的要求,我们需要采用高效的空气过滤器。高效空气过滤器可以过滤粒径小于1微米的尘粒,用于去除空气中对人体危害较大的微粒具有十分重要的作用。人体对于居住环境的高要求,使得空气过滤净化的处理也变得极为严格,因此采用高效的空气过滤器,以保证去除脏空气中的悬浮尘埃,对空气进行杀菌、去除异味和化学气体等都是具有重大意义的。
最后,采用合理的热湿处理设备,保证人体所需的热湿环境。
人的生活需要合适的空气热湿度,空气太干燥或者太湿润,都对人体的生理机能不好。因此,根据《采暖通风与空气调节设计规范》,采用应用最广的喷水室和表面式换热器,对空气进行热湿处理,以得到人体所适宜生活的空气品质,是空调系统中最为重要的环节。我们运用空气加湿器和空气冷却器,对空气质量进行加工,从而获得适宜人体居住的室内空气品质。
结论:
文章简要介绍了空气调节技术的发展历史,然后展望了未来空调技术的发展趋势,重点探讨了空气调节技术对于营造良好生活环境的重要意义以及对改善室内空气品,提高人体居住舒适度的重要作用。空气调节对于提高生活舒适性的作用还在继续不断发展,我们还有很多工作需要不断进行。
参考文献:
[1] 陈在康,丁力行. 空调过程设计与建筑节能[M].北京:中国电力出版社,.
[2] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社,.
[3] 马最良,姚杨. 民用建筑空调设计[M].北京:化学工业出版社,2003.
[4] 张吉光,等. 净化空调. [M].北京:国防工业出版社,2003.
[5] 王海桥,李锐.空气洁净技术.[M].北京:机械工业出版社,.
[6] 江亿. 温湿度独立控制空调系统.[M].北京:中国建筑工业出版社,.
[7] 李向东.现代住宅暖通空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[8] 薛志峰,等. 超低能耗建筑技术及应用.[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[9] 俞炳丰. 集中空调新技术及其应用.[M]. 北京:化学工业出版社,2005.
篇2：空调系统优化设计的论文
1工程概况
该工程是集客房、餐饮、宴会、会议办公为一体的多层公共建筑，地下一层、地上五层，建筑体总高度22.46米，总建筑面积13735平方米。本建筑各层平面主要功能为:地下1层为厨房、库房及设备用房等，首层为餐饮、会议功能，二层～四层为客房层，五层为设备层。该工程的酒店级别定为五星级标准。
篇3：空调系统优化设计的论文
2.1冷热源设计
该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。
2.2空调水系统设计
结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。
2.3热回收系统设计
为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置［1］。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60RT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120RT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。如图2、图3所示分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。
3系统节能性分析
3.1冷源系统节能分析该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。
3.2空调水系统节能分析空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。
3.3热回收系统节能分析
3.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的'冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。所示为冷水机组排气热回收系统原理图。由文献［2］及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。
3.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。
(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。
(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。
(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。
(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120RT(422kW)的热回收机组来分析，由文献］的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。
4总结
冷热源系统是中央空调系统的核心部分，其能耗情况的关注应当放在首要地位，在实际工程的设计中应该着重优化设计。在酒店类型的建筑中，因有稳定的热水需求量，其中央空调系统中冷水主机侧的热回收设计是硬性要求，也是重要的节能手段，必须重视和落实。
篇4：空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文
空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文
1空调系统设计
1.1冷热源设计
该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。
1.2空调水系统设计
结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。
1.3热回收系统设计
为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60RT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120RT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。
2系统节能性分析
2.1冷源系统节能分析
该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。
2.2空调水系统节能分析
空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的`连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。
2.3热回收系统节能分析
2.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。由文献及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。
2.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。
(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。
(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。
(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。
(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120RT(422kW)的热回收机组来分析，由文献的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。
3总结
冷热源系统是中央空调系统的核心部分，其能耗情况的关注应当放在首要地位，在实际工程的设计中应该着重优化设计。在酒店类型的建筑中，因有稳定的热水需求量，其中央空调系统中冷水主机侧的热回收设计是硬性要求，也是重要的节能手段，必须重视和落实。
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