1、第一章 绪论,1.1建筑节能的含义和意义 一、节能 （建筑、夏热冬冷地区） 1、定义：是指加强用能管理，采取技术上可行，经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效，合理地利用能源。（中国节约能源法、国际能源委员会） 2、核心：提高能源效率从能源消费的角度，能源效率是指为终端用户提供的能源服务与所消耗的能源量之比。 3、建筑节能：是指提高建筑使用过程的能源效率，主要包括：采暖、通风、空调、照明、炊事、家用电器和热水供应等的能源效率。这里的能源效率概括起来是所提供的卫生舒适的居住条件与所消耗的能源量之比。 4、建筑能耗：建筑使用过程中所消耗的能量，
2、即通常所说的建筑能耗，在社会总能耗中占有很大的比例，而且，社会经济越发达，生活水平越高，这个比例越大。,建筑能耗,西方发达国家：建筑能耗占社会总能耗的30%45%。美国一次能源消耗量：2000年达到36.55亿吨标准煤，其中建筑能耗占33.7%，工业能耗占35.9%，交通能耗占24.8%。 法国建筑能耗：占社会总能耗的45%。 我国建筑能耗：已占社会总能耗的2025%，正逐步上升到30%。在一些大城市，夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分。1998年，上海住宅空调安装率超过70%，空调用电负荷高达300104kW以上，占高峰用电负荷的1/3，产生166.2104kW的供电缺口。在香港，电力
3、的84%，燃气的96%被建筑所消耗。不论西方发达国家，还是我国，建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题。,5、能源大量消耗的危害,（1）、能源危机：20世纪70年代的石油危机，对石油进口国的经济发展和社会生活产生了极大的冲击，给发达国家敲响了能源供应的警钟。全世界都开始认识到节约能源的重要性。由于建筑能耗在社会总能耗中的所占重大比例，建筑节能成为世界节能浪潮的主流之一。发达国家通过立法、科技开发、节能技术产品推扩到能源管理，科学普及等措施，显著降低建筑能耗，在缓解能源供应的紧张形势中发挥了重要作用。由于发达国家能源开发与节流并举，石油危机过去了，国际能源供应充足，价格下降。 （2）、大气
4、污染：SO2(酸雨) （3）、全球温室效应：CO2 我国面临的能源环境问题主要有两方面：一是燃煤过程中排放的二氧化硫造成严重的酸雨污染；二是化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放引起的全球气候变化。能源引起的环境污染的治理已成为我国国民经济发展中必须考虑的重大问题，并将制约未来我国的社会经济和能源发展。,（2）、大气污染：SO2(酸雨),(1)、国外：1、18世纪20世纪中叶 主要：煤烟型污染，伦敦污 污染物： SO2 、烟尘 （2）二次污染：上世纪五、六十年代主要：石油型污染NOX 、 CO、HC （3）70年代以后 全球型污染三大难题 臭氧层的破坏：O3 温室效应： CO2酸雨 ：PH 5.6 S
5、O2 、 NO2进入大气 我国大气污染特征：煤烟型 主要污染物： SO2和烟尘 冬季北方采暖期更为严重 兰州、西安、东北、重庆 北京市和北方采暖期城市大气污染元凶：燃煤烟雾，其次是汽车 尾气 北京市和北方非采暖：大量的机动车尾气和TSP污染为主 逆温是冬天的隐形杀人帮凶 ：1999年下旬，北京市 眼睛干、嗓子疼，空气刺鼻 2002年四月，内蒙古和黄土高原出现沙尘爆天气，北方甚至南方广大地区 静风天气闷热 酸雨：燃煤厂以高架源形式排放的SO2 世界第三,工业革命开始 瓦特蒸气机 现代文明,（3）、全球温室效应：CO2,温室气体 温室效应GWP(CO2)=1 温室气体让短波通过，（穿透性）拦截长波
6、 地球吸收短波，反射长波 地球温度在15度（保温作用（18度）现在33度 岛国（冰岛、英格兰、台湾） 厄尔尼诺和拉尼娜现象,全球变暖潜能值（按100年计）,CH4 N2O 近地面的、O3 制冷剂、水蒸气以及Cl F烃类,6、国际建筑节能的基本目的,基本目的: 由缓解供应过大为人类的可持续性发展。 可持续发展的最终目标，大致可以作如下表述： 其一，不断满足当代和后代人的生产、生活和发展对于物质、能量、信息、文化的需求。这里强调的是“发展”。其二，代际之间应体现公平的原则去使用和管理属于全人类的资源和环境；每代人都要以公正的原则担负起各自的责任。当代人的发展不能以牺牲后代人的发展为代价。这里强调的
7、是“公平”。其三，国际和区际之间应体现均富、合作、互补、平等的原则，去缩短空间范围内同代人之间的差距，不应造成物质上、能量上、信息上乃至心理上的鸿沟，以此去实现“资源生产市场”之间的内部协调和统一。这里应当强调的是“合作”。其四，“创造”自然社会经济支持系统适宜的外部条件，使得人类生活在一种更严格、更有序、更健康、更愉悦的环境之中，因此应当使系统的组织结构和运行机制，不断地被优化。这里强调的是“协调”。,7、开展建筑节能的作用,（1）、可相应地降低大气污染，减少CO2的排放，减轻温室效应影响（中国最大的发展中国家） （2）、可调动和集中各级行政部门的管理等职能，发挥建设行政主管部门的综合优势，
8、促进建筑业与住宅产业的工程质量，性能和技术水平的提高。促进建筑由粗放型集约型转变，实现建筑业跨越式发展。 （3）在发展新型建筑节能产业的同时，有利用带动相关产业的发展和经济的持续增长，增加更多的就业机会。,1.2夏热冬冷地区建筑热环境与能耗状况,一、夏热冬冷地区： 我国划分为五区（建筑热工）累年最冷月（一月），最热月七月） 严寒区、寒冷区、夏热冬冷区、夏热冬暖区、温和区 夏热冬冷区：重庆、上海、湖北、湖南、安徽、浙江、江西、 四川贵州东半部、江苏河南南半部、福建北半部、陕西甘肃南端、广东广西北端。 一月（010）七月（2530 ） 二、夏热冬冷地区夏季建筑热环境状况 整个夏季室内热环境有87.
9、5%的时间是不舒适，有36.5%的时间影响居民的生活。 三、夏季建筑热环境恶劣的主要原因 1、气候影响：每年夏季太平洋的副热带都要从长江口两侧海岸登陆沿江西进，直到四川的泸州一带，笼罩长江流域十多日甚至数十日，日最高气温高达40以上，最低气温超过30.全天24小时，无有凉爽时候，且白天气温高时，风速大，热（火）风横行，所到之处，物体升温，表面发烫。夜间，气温低时，风也下降，静风率高，带不走热量。 2、建筑围护结构热工性能不好 太阳辐射进入室内，单层窗、24墙，屋顶无种植屋面,1.2夏热冬冷地区建筑热环境与能耗状况,四、冬季季建筑热环境状况 1、状况：干球温度影响大 长江流域住宅内冬季热环境质量
10、差，室内气温低于10的频率78%，平均温度8.5 当T室内18,久坐的人5%以上感到冷 所以长江流域住宅冬季若不取暖，不能久坐，否则感到冷。 2、主要原因 （1）气候原因：建筑不适应冬季的气候所致，虽室外气温大于北方，但日照严重不足。冬季日照率：北京67%、上海43%武汉39%、长沙27%、成都21%、重庆13% （2）建筑热工性能差，单层窗、传热损失大 五、采暖降温耗能状况及发展趋势 居民自行选择，缺乏科学指导 能源：电能,1.3夏热冬冷地区建筑节能的双重任务,一、改善建筑热环境，提高人民生活水平 二、提高采取空调的能源利用率、保护环境,1.4建筑节能的形成与节能的基本途径,立法：制冷、照明
11、的能耗。中华人民共和国节约能源法第37条规定：建筑物的设计和建造应当依照相关法律、行政法规的规定，采用节能型的建造结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、 一、建筑空调采暖能耗的形成 建筑的冷热耗能取决于以下因素： 1、室内外温差 2、建筑围护结构面积 3、建筑围护结构热工性能 4、室内外空气交换状况（通风） 5、室内热源状况 建筑能耗Q:建筑在使用过程中消耗的能源。 采暖空调能耗E:：采暖空调系统在向建筑供应冷热量时所消耗的能源E=Q/EER 二、建筑节能的基本途径 其中2/3-3/4 节省下来 1、生态圈 中庭、水面、大厅空间、构造、立面、屋顶等 2、外部环境：土壤、绿化、水及
12、空气,1.4建筑节能的形成与节能的基本途径,3、建筑形式和位置：城市规划引入生态观点 周围水面 朝向 密度 4、建筑和建筑结构 吸热降温建筑 混凝土 石板地面（吸热）反射玻璃 （1）视线的联系 （2）引进日光照明 （3）自然通风 （4）保温隔热 （5）遮阳 （6）适宜的表面温度 瑞士巴塞尔 建筑外立面由三层组成 日光调节系统（折射光线） 手控通风窗扇（通风） 依温度调节的集热板（太阳能）,2、 房间空调器及节能,2.1 引言 房间空调器也就是人们常说的家用空调器，因其体积小，安装使用方便、灵活，故广泛地使用于住宅、小型旅馆、饭店、办公室、商店以及实验室、手术室等场所。 一、家用空调器已经非常普
13、及 二、居民住宅空调采暖用能量巨大 重庆市全年总用电量为300350亿kwh，则住宅空调采暖用电占34%左右，所占比例不大。但最热月可能占到全市总用电的1020%，比例相当大，而且最热时间的用电，一般属于高峰电，加大了峰谷差。所以，房间空调器节能是很重要的。,1.2 空调器的分类、特点及型号表示方法,一、按容量大小分类1）房间空调器（通常也称为家用空调器）。一般指制冷量在7000w以下，风量在1200m3/h以下，消耗功率不大于2.8kw的小容量空调器。2）柜式空调机（也称单元式空调器）。一般指制冷量在7000100000w，风量在120020000 m3/h，消耗功率2.840kw的容量较大
14、的空调器。二、按空调器所用冷凝器的冷却方式分类 水冷式。容量较大的空调器，其冷凝器一般都是用水冷却，用户必须具备水源。 风冷式。空调器制冷系统的冷凝器放置在室外，其冷却靠室外空气，家用空调器一般属风冷式。 三、按供热方式分类1）普通式。冬季用电加热供暖。2）热泵式。冬季仍由制冷机工作，借助电磁四通阀的换向，使制冷系统逆向循环，原蒸发器当作冷凝器，空气流经它被加热，作为供暖用。,1.2 空调器的分类、特点及型号表示方法,四、国产家用空调器型号的表示方法 按国标GB/T7725-87“房间空调器”国家标准规定，并参照国内部分习惯方法，国产家用空调器的型号表示方法为： K _ _ _ _ _ K表示
15、房间空调器； K后面第一位大写英文字母表示结构形式代号：窗式代号C，分体式代号F，移动式代号Y，台式代号T；第二位为功能代号：冷风型代号省略，热泵型代号R，电热型代号D，热泵辅助电热型代号Rd，除湿功能型代号C； 第三位表示机组的名义制冷量，用阿拉伯数字表示，该数字乘以100即为机组的名义制冷量（w）； 第四位表示分体式室内机组代号：吊顶式代号D，壁挂式代号G，落地式代号L，嵌入式代号Q； 第五位表示室外机组代号：代号W。例如：KF28GW，表示分体式冷风型房间空调器，室内机组为壁挂式，有室外机组，名义制冷量2800w；又如，KCR26表示窗式热泵型空调器，名义制冷量2600w。,1.3 家用
16、空调器的主要性能指标,一、名义制冷量和供热量 名义制冷量：空调器制冷或供热时，在国家规定的试验工况下，单位时间从密闭空间、房间或区域内除去的热量称为； 名义制热量：单位时间向密闭空间、房间或区域内供给的热量称为。 名义制冷量或供热量的试验工况见表8.1.4-1。空调器在该工况下的实测制冷量或制热量不应小于名义制冷量或供热量的8%以上。,1.3 家用空调器的主要性能指标,二、循环风量 空调器在新风门和排风门完全关闭的情况下，单位时间内向密闭空间、房间或区域送出（或吸入）的空气量，单位m3/h。风量的大小直接影响着送风温度和换热器的传热效果。因此，使空调器适应不同的使用要求而采用相应的循环风量，可
17、以提高空调器的能效比，这需要通过对风机采用一定的控制手段来实现。 三、输入功率 空调器在名义工况工作时，所消耗的总功率。包括压缩机电机功率、风机电机功率以及一些辅助电器所消耗的功率。 四、性能系数 也称能效比。它等于空调器的名义制冷量或供热量与输入功率的比值。,1.4 家用空调器的节能技术,一、性能指标 能效比是空调器最重要的经济性能指标。能效比高，说明该空调器具有节能、省电的先决条件。GB/T7725-98规定，国产空调器的能效比不能小于表8.1.5-1规定值的85%。 要节约家用空调器消耗的电能，首先要提高空调器的能效比。国家有关部门提出，节能型空调器的能效比应大于3w/w。如果按现行标准
18、与之比较，国产空调器达到节能型空调器的指标以后，节约的电能将是十分可观的，以制冷量在25004500w的整体式空调器为例，如果能效比达到3，则大约可节省电耗20%。而现在市场上销售的空调器的实测能效比，大都比国家规定的值稍低。所以，在空调器的设计制造方面，开发、采用先进的节能技术，是节约建筑物空调能耗的重要途径。,一、性能指标,能效比是在某种特定工况下测得的空调器性能指标，单独用它还不能全面反映空调器的能效特性。这是因为在使用过程中，空气环境是不断变化的，空调器的运行启停状况、工作环境温度、房间的夏季需冷量和冬季需热量处在不停的变化之中，它的能效比也在不停地变化。为比较科学地评价空调器的综合能
19、效特性， 季节能效比（SEER） =整个供冷期间的总制冷量/供冷期间总电耗(w/w)， 供暖季节性能系数（HSPF）整个供暖期间总的供热量/供暖期间总电耗(w/w)。 我国制定的节能空调器的技术导向指标，将能效比和季节能效比分为A、B、C三级，三级的标准为：A级生产厂奋斗的目标，还需进行研究开发，吸收国外的先进技术，付出较大努力才能达到的指标；B级少数技术先进的生产厂经过努力，采取一定的技术措施才能达到的指标；C级是多数厂商经过努力，采取一定的技术措施后能达到的指标。具体的指标值见表8.1.5-2。制定这一分级指标的目的，是为了促进生产厂在技术革新上不断地努力，同时，国家还将采用相关的政策措施
20、，鼓励节能型空调器的发展。,一、性能指标,GB12021.3-1989； GB12021.3-2000； GB12021.3-2004。 2005年国家颁布空调能效等级制度，空调器按照能效比被分为五个等级： 一级最节能，能效比在3.4以上， 二级为3.2， 三级为3.0， 四级为2.8， 五级为2.6。 国家有关职能部门2009年3月实施空调能效等级入市门槛，四、五级能效比的空调有可能无法进入市场销售。,一、性能指标,2010年国家颁布空调能效等级制度，空调器按照能效比被分为三个等级： 见表空调器能效等级指标,二、压缩机节能技术,制冷压缩机是制冷装置中最主要的设备，通常称为制冷机中的主机。 压
21、缩机的作用是：从蒸发器中吸出制冷剂蒸汽，以保持蒸发器内一定的蒸发压力； 对制冷剂蒸汽进行压缩，使其温度升高，创造在较高温度下进行冷凝的条件； 促使制冷剂流动，使制冷剂完成制冷循环。 压缩机种类很多，根据其工作原理可分为容积型与速度型两大类。 家用空调器中通常采用体积小、结构紧凑、密封性能好的小型全封闭式压缩机。 按其结构形式不同分为活塞式、旋转式和涡旋式。它们都属于容积型压缩机，是靠工作腔容积的改变来实现吸气、压缩、排气等过程的。前两种特别是第二种在国产家用空调器中被广泛使用。,二、压缩机节能技术,制冷压缩机是制冷装置中最主要的设备，通常称为制冷机中的主机。 压缩机的作用是： 从蒸发器中吸出制
22、冷剂蒸汽，以保持蒸发器内一定的蒸发压力； 对制冷剂蒸汽进行压缩，使其温度升高，创造在较高温度下进行冷凝的条件； 促使制冷剂流动，使制冷剂完成制冷循环。 压缩机种类很多，根据其工作原理可分为容积型与速度型两大类。 家用空调器中通常采用体积小、结构紧凑、密封性能好的小型全封闭式压缩机。 按其结构形式不同分为活塞式、旋转式和涡旋式。它们都属于容积型压缩机，是靠工作腔容积的改变来实现吸气、压缩、排气等过程的。前两种特别是第二种在国产家用空调器中被广泛使用。,二、压缩机节能技术,活塞式旋转式（单转子双转子 偏心有噪音）涡旋式（造价高）变频 制冷压缩机的性能直接影响着制冷装置的能效比。理想的压缩机的工作过
23、程没有余隙和泄露等容积损失、没有制冷剂流动的压力损失以及各个运动部件摩擦面之间的摩擦功、泄露蒸汽再压缩等能量损失。实际的压缩机无法做到。这两方面的损失大小是评价压缩机优劣的重要指标。前者用容积效率来衡量，后者用指示效率和机械效率来衡量。 活塞式压缩机的零部件多、结构复杂，余隙较大、吸气、排气机构等处的损失造成它的容积效率低、能效比小，所以在家用空调器中的应用越来越少。 旋转式压缩机有滚动转子式和滑动叶片式两种，与活塞式相比，它的容积效率高1015%，零部件少33%，重量轻30%，能效比高出10%左右。因此，现代家用空调器上使用的压缩机绝大多数是这种压缩机。 涡旋式压缩机:与活塞式相比，体积小3
24、0%，重量轻50%，效率高20%，零部件少80%，是一种性能非常优越的压缩机，被称为第三代压缩机.由于国产涡旋式压缩机性能水平不高，而依靠进口又增加了成本，限制了这种压缩机在我国的空调器中的应用。因此，如何使国产压缩机的性能得到突破，是提高我国家用空调器能效比的一个重要途径。,三、制冷剂问题,在空调用制冷装置的应用中，制冷剂主要有R12、R22、R134a 、R502、R401等， 它们都属于氟利昂系列，其化学结构为卤代烷或卤代烷的共沸化合物。这些物质中含有的氯元素在太阳光紫外线的照射下，释放出氯原子，它与大气中的O3相结合，夺取O3中的一个氧原子，使O3变成普通的氧气分子，从而破坏了大气中的
25、O3层，而O3层对于减弱太阳的紫外线强度具有重要作用。所以，国际上制定了一些协议来限制这类制冷剂的使用。这些物质对O3层的破坏作用不尽相同，如R12、R502，破坏作用严重，1996年以前就被禁止使用（发展中国家顺延10年）；现在空调设备中广泛使用的制冷剂是R22，它具有良好的工作特性，其分子式中只含有一个氯原子，对O3层的破坏作用较轻，但也被规定在2020年以前基本停用，2030年以前禁止使用。现在还没有R22的良好替代物。所以，从长远看，研制既环保、又具有良好制冷特性、从而使制冷系统具有较高性能的替代物，也是空调节能的一个重要任务。,四、蒸发器与冷凝器的节能技术,可用于空调器的高效换热技术
26、主要有： 采用内螺纹槽管内螺纹管的主要形式有：内表面加工有数十条内螺纹槽线；三角形槽；各种梯形槽。采用上述内螺纹槽管，其制冷剂侧换热系数可比光管提高50100%。 铝肋片有高效传热肋片（如双向开槽片、百叶窗式开槽片等）加亲水膜技术，即在空调器蒸发器的肋片表面浸上一层氧化铝等溶液的膜，使凝结水不形成水珠而是成膜状流下，据实验，采用此项技术蒸发器阻力可减少4050%，风机功率下降17.7%，制冷量增加23%，从而提高了空调器的能效比。 采用蒸发式冷凝器即在冷凝器上喷水，其形式有两种：一种是用甩水装置把蒸发器外的凝结水甩洒到冷凝器表面；其二是凝结水+补充水用小水泵喷淋在冷凝器的表面，经实验验证，该方
27、法可显著提高空调器的能效比。 换热器的合理排列为减小空调器的外形尺寸、增大风量、降低风机转速、减小噪声，日本的一些分体式空调器的室内机组采用了多段式排列，如东芝用二段，夏普用三段，大金用V形排列手段等。这些措施都起到了强化传热、降低风机能耗的作用。,五、先进的节能控制手段在空调器中的应用,1）变速控制空调器传统的房间空调器主要由定转速压缩机、毛细管、蒸发器、冷凝器等组成 对压缩机采用变转速控制，节流部件可采用电子膨胀阀，并采用微计算机进行运行参数检测、运行控制和安全保护。与传统空调器相比较，变速空调器有以下主要优点：a、能量调节能力强。变速制冷压缩机的制冷能力几乎与转速成正比，而变速制冷压缩机
28、的最高转速为最低转速的三倍左右或更高；电子膨胀阀可以随工况的需要任意调节开度，实现不同流量的制冷剂调节。因此，变速空调器具有十分良好的制冷量调节能力。 b、系统运转平稳，启动时间短。变速空调器采用微机控制运行，当优化调节规律后，可以消除传统空调器启动后系统内的流量、压力等参数震荡剧烈，启动时间长的缺点。 c、根据过热度调节通过电子膨胀阀的流量；并且易于调节系统的蒸发温度。传统的空调器采用毛细管节流，根据过冷度调节制冷剂流量。这种调节方式的流量调节范围不大，并且在制冷工况时，蒸发器传热温差变化大；热泵工况时，由于室外温度变化范围大，因此可能造成系统制热效率降低，甚至不制热。,五、先进的节能控制手
29、段在空调器中的应用,d、实现热泵工况和制冷工况使用同一套节流装置。电子膨胀阀流量调节能力强，并且具有双向通过能力，因此可以使用同一电子膨胀阀进行制冷或制热。 e、在制热循环中，变速空调器具有很强的热气除霜能力。当采用逆循环热气除霜时，可以减少除霜所需时间。 全年运行耗电量比传统空调器约少三分之一，并且噪声低、运转平稳，空调环境更宁静、舒适。因此在发达国家，特别是在日本，变速空调器已占空调市场的90。我国目前由于没有很好地解决高性能变速压缩机的一些关键技术和制造成本等方面的问题，影响了变速空调器的推广，所以，要达到房间空调器节能的目的，必须加快先进节能技术的国产化，以降低成本，使之广泛地为用户所
30、使用。 交流变频调速（VVVFM）：工作原理是根据异步交流电机的转速与交流电的频率成正比的关系，利用变频器改变施加在压缩机电机的电频率，从而改变电机转速。 直流无刷电机调速（DC-M）：直流无刷电机保留了普通直流电机所具有的良好调速性能和启动性能，又利用电子换向开关电路和位置传感器代替电刷及转向器，从根本上消除了转向火花、无线电干扰等弊端，具有寿命长，可靠性高和噪声低，维修、控制方便等优点。与交流变频电机相比，直流无刷电机明显具有的低转速、低负荷时效率高，启动时扭矩大的优点，因此虽然它的价格较高，但是应用前景更好。 电子膨胀阀有电磁式和电动式两大类，变速房间空调器多采用电动式。目前使用的电动式
31、膨胀阀多采用4相脉冲电机驱动针阀。当控制电路的脉冲电压按一定逻辑关系作用到电机定子的各相线圈时，永久磁铁制成的电机转子受到磁力矩作用产生旋转运动，通过螺纹的传递，使针阀上升或下降，从而调节阀的开度，改变通过阀的制冷剂流量。,2）模糊控制空调器,模糊控制空调器空调器+模糊控制器 它根据空调房间温度、湿度、风速等，通过模糊软件控制空调器压缩机和风扇的转速等，达到空调房间的舒适性提高和减少压缩机的频繁起动，因而有利于节能和延长空调器的使用寿命。实验证明，用常规空调器每小时压缩机启停6次，而模糊控制的空调器无一次启停，其电耗只有前者的76。,3）神经网络控制空调器,1995年以后日本生产的分体式空调的
32、主力机型普遍采用了神经网络控制器。 神经网络控制是在模糊控制的基础上发展起来的一种更高级的控制方式，它是模仿人脑神经的特性，对测得的各种参数进行“学习”、“记忆”、“判断”、“联想”等处理，指挥空调器按照人感觉的最舒适条件进行运转，达到最舒适、最节能的效果。日本1995年各厂生产的神经网络控制的空调器，在按照舒适指标进行运转时，一年中比常规空调器节电25以上。 模糊控制及神经网络控制的空调器，必须匹配变速压缩机和风扇，否则达不到予期效果。国内有的空调器厂也宣传自己生产的模糊控制空调器如何节能，但使用的是定转速压缩机和三速风扇，这如何能达到节能的目的呢？1996年国内已有变频调速的分体式空调器问
33、世，但价格比普通空调器高一倍以上，大多数消费者难以承受。,六、空调器应用中的节能技术,1）正确选用空调器的容量大小 根据空调器在实际工作中承担负荷的大小进行选择是很有必要的。如果选择的空调器容量过大，会造成使用中启停频繁，电能浪费和初投资多；选得过小，又达不到使用要求。房间空调负荷受很多因素的影响，计算比较复杂，这里介绍一种简易的计算方法。用户根据实际的使用要求，在表8.1.5-3中（）内填入相应的数据进行计算，然后累加，即可求出所需选购的空调器制冷量。本计算表适用于长江流域及以南地区。2）正确安装空调器的耗电量与空调器的性能有关，同时也与合理的布置、使用空调器有很大关系。a、窗式空调器。 应
34、避免安装在阳光直射的地方 应根据房间不同的朝向，选择最合理的安装方位。北面是安装窗式空调器的最佳位置， 空调器两侧及顶部的百叶窗不允许遮盖，并且百叶旁边应留出足够大的空间。一般要求距空调冷凝器的出风口1米内不允许有障碍物，否则会引起冷凝器排出气体倒流，影响冷凝器的散热效果。,a、窗式空调器,空调器室内位置的选择应尽量使空调器所送出的冷风或暖风能遍及室内各个方位，当空调器安装在长而窄的房间时，为了能向长的方向送风，应安装在短墙一边。空调器前不宜放置障碍物，以免造成气流短路。另外空调器以安装在对着房门的墙或窗上为宜。因为空调器送出的风一般大于外界自然风，开门时，空调器送出的风有抵抗室外空气流入室内
35、的作用。空调器在房间内的高度应合适，位置过高或过低都不利于冷气或暖气的循环，特别是从上面出风的窗式空调器，如果安装得太高，垂直导风板向下，此时上面送出的冷风或暖风容易直接被吸回，从而造成进、出风短路。空调器的安装位置，一般要求距离地面高度大于0.6m，离天花板的距离应大于0.2m。有的空调器冷、热风的进风口不在空调器的正面，而在侧面，此时应将侧面的进风口突出在室外，其突出距离S应不小于说明书上的规定值。空调器不要安装在有油污等污浊空气排放的地方。否则空调器会被腐蚀，同时还会影响冷凝器散热，危害很大。,b、分体式空调室内机布置,应安装在室内机所送出的冷风或热风可以到达房间内大部分地方的位置，以使
36、房问内温度分布均匀。室内机不应安装在墙上过低的位置，因为室内机出风口在下部，进风口在正面，如果安装过低，冷风直吹人体或送在地面上，造成室内温度均匀性极差，使人感到不舒服。对于窄长形的房间，必须把室内机安装在房间内较窄的那面墙上，并且保证室内机所送出的风无物阻挡。否则会造成室内温度分布不均，使制冷时室内温度下降缓慢，或制热时温度上升缓慢。室内机应安装在避免阳光直照的地方，否则制冷运行时，增加空调器的制冷负载。 室内机必须安装在容易排水，容易进行室内、外连接的地方。室内、室外机连接管必须向室外有一定的倾斜度，以利于排除冷凝水。,c、分体式空调室外机的布置,室外机应安装在通风良好的地方。其前后应无阻
37、挡，有利于风机工作时抽风，增加换热效果。为防止日照和雨淋，应设置遮蓬。室外机不应安装在有油污、污浊气体排出的地方。否则会污染空调器，降低传热效果，并破坏电气部件的性能。 室外机的四周应留有足够的空间。其左端、后端、上端空间应大于10厘米，右端空间应大于25厘米，前端空间应大于40厘米。3）合理使用 设定适宜的温度是保证身体健康、获取最佳舒适环境和节能的方法之一。温度的设定主要考虑以下因素：人体舒适感。一般来说，夏季人们衣着较少，环境温度2228、相对湿度4070，略有微风时，人们会感到舒适，这时人们做些轻微的活动，也不易出汗。冬季，当人们进入室内，脱去外衣时温度在1622、相对湿度大于30的环
38、境下，人会感到十分轻松。室内外温差不宜过大。温差过大，使人在从一种环境进入到另一种环境时感到难以适应，极易因忽冷忽热而引起伤风感冒；再从节能角度看，设定温度每提高1（指夏季）一般空调器可减少510的用电量。夏季室温过低，对人体健康不利。在夏季，人们呆在有空调的房间里，会感到很舒适，如果温度设定得较低，时间一长，很容易得关节炎等疾病。夏季室内温度的设定一般在2528、室内外温差在58为宜；冬季室内温度般设定在1620为宜。,c、分体式空调室外机的布置,c、加强通风，保持人体健康。在许多有空调的房间里，为节省冷量，往往是门窗紧闭，密不透风。由于没有新鲜空气补充，房间内空气污浊，许多人会产生头昏乏力
39、等现象，各种呼吸道传染性疾病也容易流行。因此，加强通风，保持室内正常的空气流通是空调器用户必须注意的。一般可利用早晚比较凉爽的时候开窗换气，或在没有阳光直晒的时候通风换气；当室内人数较多时，更应加强换气；也可以选用具有热回收装置的设备来强制通风换气。 d、空调器使用中还应注意如下的几个问题：空调器由于自身电容量较大，应有专用电源，连接要牢固，尽可能避免与其他家用电器共用同一回路，以防线路过载发生危险，有条件时，可对空调器的电源进行稳压。空调器的接地要可靠，发规电气故障要及时修理，切记不可带病运行。除正常关门窗外，房间应有严密的密封和保温，玻璃门窗应有窗帘遮掩阳光，以防止由于漏风和传热造成空调负
40、荷的增加。空调器的进出风口应保持畅通，避免各种杂物进入空调器内，空调器的过滤网要定期清洗，为空调器创造一个良好的气流流通环境，也是提高空调器效率、减少故障的重要措施。在使用和维修分体空调器时，应特别注意不要使空调器随意移动，以免造成制冷剂泄漏。,3 家用中央空调,制冷量在840kW（适用居住面积100400m2使用）的空调系统。 与传统的分散式家用空调器（房间空调器）相比较，具有节能、舒适、容量调节方便、噪声低、振动小、不破坏建筑外观等优点。 空调系统按户集中，具有安装方便、不一定在住宅建造时一步到位、使用比较灵活、计量简单容易等优点。 美国、日本在20世纪七、八十年代即已大量地应用家用中央空
41、调系统。 从90年代中期开始，国外产品在国内开始销售，国内厂家也开始了这方面的研究和开发，已有不少的家庭在使用这种产品。据报道，现在国内家用中央空调年产量已达10万台左右。,3.1 家用中央空调产品型式,根据向房间提供冷热量的介质、热泵的低位热源及驱动能源的不同，目前常用的家用中央空调产品有如下五种型式。 一、小型风冷热泵冷热水机组 风冷热泵冷热水机组属于空气空气热泵机组。其机组室外侧是靠空气进行热交换，室内侧产生出空调冷热水，由管道系统输送到空调房间的末端装置，在末端装置处冷热水与房间空气进行热量交换，产生冷热风，从而实现房间的夏季供冷和冬季供暖。它属于一种集中产生冷热水，但分散处理各房间负
42、荷的空调系统型式。表8.2.1-1是数种小型风冷热泵冷热水机组产品的主要性能。,3.1 家用中央空调产品型式,二、风冷热泵管道式分体空调全空气系统 该系统是用风冷热泵分体空调机组为主机，它包括室外机和室内机，室内机连接风管，属空气空气热泵。该系统是以空气为输送介质，其原理与大型全空气中央空调系统基本相同。室外机产生的冷热量，通过室内机组将室内回风（或回风与新风的混合空气）进行冷却或加热处理后，通过风管送入空调房间消除冷热负荷。 这种机组有两种型式，一种是室内机组为卧式，可以吊装在房间的楼板或吊顶上，通常称为管道机；另一种室内机为立式（柜机），可安装在辅助房间的走道或阳台上，这种机组通常称为风冷
43、热泵单元式空调机。表8.2.1-2是数种管道机和单元式空调机产品的主要性能。,3.1 家用中央空调产品型式,三、 多联变频变制冷剂流量热泵空调系统（VRV） 变制冷剂流量（Varied Refrigerant Volume）空调系统，是一种制冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，属空气空气热泵。该系统由制冷剂管路连接的室外机和室内机组成，室外机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，一台室外机通过管路能够向多个室内机输送制冷剂，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量，可以适时地满足空调房间的需求。,3.1 家用中央空调产品型式,四、水源热泵系统 水源热泵空调系统是由水源
44、热泵机组和水环路组成的。根据室内侧换热介质的不同，有直接加热或冷却空气的水空气热泵系统；机组室内侧产生冷热水，然后送到空调房间的末端装置，对空气进行处理的水水热泵系统。 有整体式和分离式水源热泵机组，整体式是所有制冷、风、水系统的部件都集中在一个箱体内，现场连接水管、风管及电路即可实现冷热供应。 分离式是把压缩机、水侧换热器及制冷部件等装在室外机组内，然后用两根制冷剂管路与室内机组连接，室内机组由直接蒸发式表冷器和风机组成，和VRV系统一样，有多种型式可供选择。在家用中央空调833kW的应用范围内，名义工况下的制冷能效比为3.43.8，制热性能系数4.14.6。,3.1 家用中央空调产品型式,
45、五、家用燃气中央空调 该系统由室外机和室内机组成。室外机用燃气作能源，采用溴化锂吸收式制冷原理，夏季制取空调用冷冻水，冬天利用机组内的热水器产生4045的热水。室外机产生的冷热水用水泵经水管回路送至室内机（如风机盘管）。该机组一般还有连接在一起的蒸发式冷却器，使夏季工况的冷却水得以循环利用。整个机组采用变频控制，能够在30100%范围内进行能量调节。,3.2 家用中央空调产品的分析与评价,一、小型风冷热泵冷热水机组 该种机组体积小、可放置在阳台、屋面或房前屋后的地坪上等通风良好的位置。由于冷热管小，占空间小，一般不受层高的限制。 室内末端装置多为风机盘管，一般有风机调速和水量旁通等调节措施，因
46、此该种型式可以对每个房间进行单独调节；而且室内噪音较小。 它的主要缺点是：性能系数不高，主机容量调节性能较差，特别是部分负荷性能较差。从表8.2.1-1看出，该机组在名义工况下的制冷性能系数在2.63.0之间，与家用空调相差无几，绝大多数厂家的产品均为启停控制，部分负荷性能系数更低，因而造成运行能耗及费用高；噪声较大，一般在5365dBA，高于家用空调器的室外机。家家户户都安装在阳台上，如果同时开启，噪声的影响可想而知，特别是在夜晚，难于满足居室环境的要求；很多机组需要用户设置膨胀水箱，在住宅楼中很难找到合适的位置；初投资也比较大。,2.2 家用中央空调产品的分析与评价,二、风冷热泵管道式分体
47、空调系统 这种系统的最大优点是可以获得高质量的室内空气品质，同时可以利用室外新风实现过渡季的全新风运行；相对于其他几种家用中央空调系统造价较低。 其主要问题是：由于是全空气系统，各空调房间难于实现独立控制，如果采用变风量末端装置，会使系统的初投资大大上升；需要在房间内布置风管，要占用一定的使用空间，对建筑层高要求较高；和风冷热泵冷热水机组一样，能效比不高，调节性能差，运行费用高；室内噪声大，大多数产品的噪声在50dBA以上，需要采用消声措施。,3.2 家用中央空调产品的分析与评价,三、VRV系统 VRV系统适用于独立的住宅，也可用于集合式住宅（需要有一个放置室外机组的挑台或阳台）。其室内机有多
48、种型式供用户选择；制冷剂管路小，便于埋墙安装或进行伪装；该系统采用变频能量调节，部分负荷能效比高，运行费用低。 其主要缺点是初投资高，是家用空调器的23倍；房间新风比较难于解决，如果再采用带热回收的新风系统，造价会更高；系统的施工要求高，难度大，从管材材质、制造工艺、零配件供应到现场焊接等要求都极为严格。,3.2 家用中央空调产品的分析与评价,四、水源热泵系统 水源热泵机组以水为热泵系统的低位热源，可以利用江河湖水、地下水、废水或与土壤耦合换热的循环水。这种机组的最大特点是能效比高，节省运行费用。此外，它克服了风冷式机组的两大缺点，即冬季室外换热器的结霜问题和随室外气温降低供热需求上升而制热能
49、力反而下降的供需矛盾问题。 水源热泵系统可按成栋建筑设置，也可单家独户设置。对于独立式住宅，采用土壤源热泵系统具有优越性。其地下埋管可环绕建筑布置；也可布置在花园、草坪、农田下面或湖泊水池中；可布置在土壤、岩石或地下水层内；也可在混凝土桩基内埋管。不必远距离输送，不必大面积开挖，也不占用地面面积。采用塑料管（或复合塑料管）制作的埋管换热器，其寿命可达50年以上。土壤源热泵系统能效比高，节能。根据在重庆地区的长期测试，冬季的供热季节性能系数达到3.17，夏季制冷工况季节性能系数为3.46。用户设备可采用整体式或分离式水空气热泵机组或水水热泵机组加风机盘管。,2.2 家用中央空调产品的分析与评价,四、水源热泵系统 水源热泵系统的主要问题是：要有适宜的水源；对水环热泵系统，冬季需要另设辅助热源；土壤源热泵系统的造价较高，一般采用U型竖埋管的系统，每米孔深的造价在4050元，每1kcal制冷量，室外埋管费用0.70.8元，而且需要建筑物周围有适当的空地；要充分掌握当地的水文地质资料，而且室外埋管换热器的设计是系统设计的关键，技术难度大，较难掌握。,
