空调制冷的节能优化问题数模论文

空调制冷的节能优化问题数模论文

随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高，空调在现代建设中被广泛的应用。下面是我为大家精心推荐的空调节能技术论文，希望能够对您有所帮助。

空调节能技术浅谈

摘要：随着近年来社会经济的不断发展，人们生活品质的逐步提高，对于物质生活和环境舒适性的需求也更加苛刻，空调系统显然已经成为现代建筑行业中一个不可忽视的部分。但是，近年来能源危机突出和环境破坏对人类的影响逐步加深，已经让人类清晰的认识环境保护和能源节约的重要，国家也制定了一系列的法律法规和行业标准。因此，能源的有效节约、提高能源有效利用的方法和技术的研究成为了当今一项重要课题。本研究从影响空调系统的能耗的关键因素出发，提出了几项空调节能的可行性方案，最后探讨了空调节能的未来发展趋势。

关键词：空调系统;节能技术;措施建议

中图分类号：TU831.3+5文献标识码： A

前言：

随着人们经济水平的不断提高，生活品质的提升，无论是生活环境还是工作环境，空调系统在现代建筑中的应用也越来越广泛。根据统计表明，在我国空调耗能占建筑物总能源消耗的60%～70%，因此，采取有效的节能措施，解决高层建筑节能问题符合我国经济的可持续发展的要求，对节能减排和建设环境友好型社会有着至关重要的意义。

空调能耗的现状以及节能的重要性

随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高，空调在现代建设中被广泛的应用。而在建筑能耗里，空调能耗已经占到建筑能耗的60%~70%左右，而且比重还在逐年上升。因此空调节能技术的发展对提高能源利用率、环境可持续发展有重要影响。

在我国现阶段中央空调系统的应用中，通常认为空调系统的温湿度控制以及空气品质的控制是最为重要的，进而忽略了空调系统的能源消耗情况。在我国，影响中央空调系统能源不能得到有效利用的主要因素有三方面，首先，在设计过程中重视投资成本，而忽略了能耗指标计算，在整个系统方案中，缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。导致在工程建筑方案的运行过程中，使用投资低、耗能大、运行费用高的空调系统。其次，对于中央空调而言，整个的系统工程相对复杂，所以对于中央空调能源有效利用的评价，要从整个系统全面来看，而不能单纯地停留在对机器设备本身的评价上，真正意义上的节能是与各个系统设计理念、施工优劣情况以及运行管理水平和建筑物热特性等因素息息相关，而不是只看重设备本身。最后，还有一个主要的因素，就是缺乏高素质运行管理人员和节能监控，致使空调系统在运行和管理的过程中没有得到很好地控制和监管，合格的管理人才可以大大改善运行不合理的地方，有利于节能。

建筑节能技术

空调系统的节能技术首先可以从建筑物本身入手，结合建筑、结构等相关知识，使建筑物在形状、色彩、方位及材料等方面为空调节能创造最基础的条件。对于空调位置的安排要进行合理布局，合理设计相关比例与系数，选择保温隔热性能良好的材料作为墙体和屋面，并提高改善建筑围护结构的性能等，都是建筑节能的可行性措施。

2.1选择合理的室内设计参数

在整个建筑物中，主要的热损失来自于围护结构和门窗缝隙空气渗透。因此, 在建筑物进行建筑节能中，注重室内设计中加强围护结构，使用环保、节能型建筑材料, 可有效地减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷, 从而各主要设备的容量达到显著的节能效果。通过这种方法进行保温隔热，同时加强门窗的气密性。另外，在夏季空调供冷时，室内外侧玻璃受阳光照射，是空调冷负荷的主要部分，应采取必要的遮阳措施。而在冬季空调供热时，则要求改善窗户的保温效果，可以采用光热性能好的玻璃;为了减少窗的冷(热)桥传热，可以采用钢塑窗代替铝合金窗;同时还可以采用双层玻璃窗提高窗的保温性。在窗户的设计位置上要减小窗洞口与墙的面积比值减少空调房间两侧温差大的外墙面积及其薄弱环节窗的面积，利于空调建筑节能。

2.2合理设计建筑结构

合理的设计建筑结构也是进行空调节能的一个有效途径之一。可以通过改善建筑的保温隔热性能，使房间内冷热量的损失通过房间的墙壁和门窗传递出去，这样可以有效地减少建筑物的冷热负荷。建筑物的朝向对空调冷负荷有很大的影响，根据我国的地理位置来分析确定良好的建筑朝向，一般建筑物为南朝向是我国建筑节能的必要条件，可以通过保持合理的建筑间距以及建筑群的错落布局，使建筑物接受适当的太阳辐射，同时有利于获得自然通风气流。

空调设计方面节能

在面积较大的空调房内，在空调房内区的负荷与周边区的相比较差距较大，如果两个区域选择使用一个空调系统进行制冷，两个空调房区域的房间的将会产生较大的温差，尤其是在冬季及过渡季节，所以同时处于两个不同区域的工作人员对环境空间的温度反映冷热温差较大，，根据我国在2001年版的《采暖通风与空气调节设计规范》新增5.3.2条之规定,建筑物内负荷特性相差较大的内区与周边区,以及同一时间内必须分别进行加热与冷却的房间,宜分别设置空气调节系统.。内区系统主要处理室内负荷，与外区负荷相比，内区负荷则相对稳定，内区往往需要全年供冷，去除室内余热。外区系统主要处理外部得热，外区负荷波动大，外区新风来源一般是内区空调系统，与外区回风混合经风机盘管处理后达到送风点，外区冬季供暖，夏季供冷，从而满足舒适性要求。

空调系统中的节能技术

空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键。

4. 1 加强中央空调的运行管理和控制设备的调节控制

提高空调能源的有效利用，需提高操控人员的职业素质，避免由于管理不善而引起的空调耗能。操控人员要做好设备运行记录，分析机组各种压力表、温度计、流量计的读数是否正常准确，并根据空调负荷的变化调节机组，确保机组运行在节能状态，而且定期保养检查，及时更换磨损的零件。

4. 2 设备及管道的保温及水质处理

要实现降低能量的过多耗费这一目标，就要做好设备及管道的保温。保温的目的是为了阻绝内外温度传递，如果室外的温度小于空调排水的温度加保温是为了防止空调水管结冰冻裂水管，如果环境温度大于空调排水温度加保温是为了防止有冷凝水造成漏水。空调设备和管道的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。空调能耗高还有一个重要的原因，就是空调系统中水管中水质的污染。

5、建筑空调系统设备的节能运行技术

设备的节能运行技术在建筑空调系统综合节能技术中, 其也至关重要。主要技术包括: 蓄能空调技术、热回收技术、变频技术等。

5.1蓄能空调技术

蓄能系统就是储蓄在不需要的冷/热量或需要的冷/热量减少的时间的过程中,制冷/热设备将蓄冷/热介质中所移出的热量，并在空调处于用冷/热或工艺性的用能高峰时，启动此能量。这样既减少了能源的流失，又可以有效地利用能源，既有经济效益又有社会效益, 是一项双赢的节能举措。

5.2 热回收技术

热回收技术包括排风余热回收和制冷机组的冷凝热回收。排风余热回收充分利用排风的能量, 对其进行回收，从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。制冷机组的冷凝热回收系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染, 又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备, 避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物, 应该说是一种效果明显, 又有环保作用的节能技术。

5.3变频技术

随着电力电子技术和计算机控制技术的不断发展，在空调控制系统中变频器也得到了广泛的应用，它的应用主要是针对空调控制系统的特点而进行控制。不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置, 能随负荷变化自动调节运行状况, 保持高效率运行，从而实现了一种既能达到控制要求又能节约能源的方法。

5.4太阳能空调技术

太阳能是绿色能源中最重要的能源, 太阳能的热利用是目前建筑中利用太阳能的主要利用形式。它包括被动式和主动式两种形式。被动式太阳能房的结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源, 通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理, 以自然热交换方式来利用太阳能。主动式太阳房结构较为复杂,造价较高,需要用电作为辅助能源。采暖降温系统由太阳集热器、风机、泵、散热器及储热器等组成。在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙, 利用太阳能采暖。

6、结束语

能源问题是我国实现经济发展的重点问题之一，建筑空调节能技术是节约能源、改善环境、促进经济可持续发展的有效措施。空调系统在高负荷下高效节能运行以及在系统设计中选配节能设备是建筑空调节能的关键因素， 这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。在未来的建筑物中，在空调系统设计方面，要在节约能源以及有效利用能源这两方面引起高度重视。只要各方共同努力，空调系统的节能降耗问题的解决指日可待。

参考文献：

[1] 农孙仁. 中央空调系统节能改造探析[J]. 企业科技与发展. 2012(18)

[2] 叶宁. 中央空调系统的节能运行[J]. 科技资讯. 2012(03)

[3] 李令言. 中央空调节能控制系统的研究与开发[D]. 中国科学技术大学 2011

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空调制冷的节能优化问题

从描述上看浅谈如何对空调制冷系统设计的优化，介绍如下；1空调制冷系统概念与介绍所谓空调制冷系统，即是空调系统本身所产生的一种模式，而空调制冷系统的能耗也成为国民生产生活能耗的重要组成部分。通过相关数据显示，近些年来，我国空调制冷产生的能耗占据社会总能耗的百分之三十以上。这就足以说明对空调制冷系统进行优化设计是相当有必要的，同时其本身也具有很大的潜力。故而在未来空调制冷系统节能优化设计中应该加大力度，从而挖掘出空调制冷系统节能设计本身的巨大经济价值与社会价值。2空调制冷系统节能的必要性与发展前景2.1必要性自从1997年全球主要国家签订《京都议定书》之后，对于空调制冷以及空调系统全球性的环保协议自此诞生，并且在这之后，每年联合国都会针对气候问题进行谈判。所以空调制冷系统所造成的能耗已经逐渐被全社会乃至全世界所关注，空调制冷系统节能优化本身具有非常重要的现实意义。空调制冷除了会造成能源消耗，其本身对环境保护也会产生一定的负面影响。空调制冷系统本身因为消耗能源，所以必然会产生许多温室气体，而这些温室气体将直接对臭氧层进行破坏，从而出现了人们熟知的温室效应现象。臭氧层空洞、全球变暖以及一系列全球性环境保护问题应运而生，进而对地球的环境造成严重的负面影响。所以针对当前严峻的形势，加强对空调制冷系统的节能优化设计是至关重要的。2.2前景针对目前我国空调制冷系统节能的现状来看，未来空调制冷系统节能依旧会成为研究的重点，我国以及整个行业对其的重视程度也会不断提升。最近几年，我国陆续出台了相关的政策，也颁布了许多绿色建筑评价标准，目的就是为了真正意义上实现空调制冷系统的节能目标。我国现阶段已经推出各种环境友好型制冷剂，还逐渐实现以压缩机结构与性能为基础的空调制冷核心技术。无论是在政策方面还是在市场方面，都开始注重空调制冷产品以及系统开发的节能与环保。所以在未来空调制冷设计过程中，不具备节能与环保要求的产品、企业、生产厂商都必然会面临社会的淘汰。3空调制冷系统设计的优化对策3.1利用新型压缩机对空调制冷系统进行优化针对当前市面上比较普遍的小型空调制冷系统而言，一般选择的核心机械都为涡旋压缩机。而新型的涡旋压缩机则是通过利用顶部气腔进行气体的吸气和排气，从而实现对电磁阀开关时间、通断电时间的控制与把控。通过这样的形式，可以使得压缩机本身有效调节所需要耗费的能源，进而实现节能环保的目的。此外还比较常见的一种压缩机为直流变速涡旋压缩机，其采用稀土作为基础原料，并且这样的结构本身可以降低电磁与噪声干扰，还可以避免火花出现，具有一定的安全性，同时在使用过程中相比较其他类型压缩机而言，寿命也相对较长。而中型以及大型空调制冷系统选用的制冷系统核心则为螺杆式压缩机，常见的螺杆式压缩机分为单螺杆、双螺杆以及三螺杆三种。三螺杆压缩机相比较其他两种更加具有优势，通过增强压缩机平衡，形成独立的工作容积，从而对空调排气与吸气量进行控制，实现负荷减小的同时也达到了节能的目的与效果。3.2利用变频控制技术对其进行优化变频控制技术是近些年来新兴起的一门技术，同时也是未来技术发展过程当中，涉及到电子信息以及智能技术于一体的高端技术。比如说我国电网所供应的工频都是固定的50Hz，但是这个频率并不一定适合所有的设备运作。所以如果不实行变频，一方面有可能不利于该设备进行工作，导致该设备的工作效率降低，另一方面也很容易导致该设备出现损坏或者寿命减短。我国大部分空调所使用的制冷设备均为定速压缩机，当压缩机以固定不变的速度运行的时候，就会对室内温度进行调节。比如设定温度为20℃，那么当其调节到20℃之后，即可以实现开关的重新启动或者停止。而整个过程当中，电动压缩机需要承受整个工作状态中产生的较大动量，从而造成压缩电动机本身消耗极高的电能。而如果这种状态持续太久或者不断切换工作状态，都会使得压缩机本身的耗能增多，同时也会加速器件之间的磨损。所以采用变频控制技术，实际上可以有效减少压缩机本身因为频繁工作而出现的电能损耗，同时还可以在各个频率之间进行自动调节与转换，确保不同状态下频率转换对空调本身的影响降低到最小。3.3实现制冷系统仿真优化实现制冷系统仿真优化实际上是实现空调制冷系统性能最优化的重要做法。通过选择合理的材料，并且对空调制冷系统本身结构进行研究，创新出一些突破传统的设计原则，从而衍生出新的原则与方法，故而系统仿真技术应运而生。这种技术就是将计算机系统仿真的方法运用于制冷空调装置的系统建模和特性研究中来。然后通过计算机模拟制冷系统的实际工作过程，通过模拟的手段对各个系统参数与系统配件进行疲惫，最终通过仿真形式对系统进行研究，其主要目的是实现替代传统样机的研究和实验。所以近些年来我国许多空调制冷研究者都开始利用模拟仿真技术进行研究，从而减少资金与时间成本，提高整体研究效率。3.4选择清洁能源作为空调制冷能源传统空调制冷之所以会对能耗造成影响，主要是因为传统空调选用的制冷能源是非环保的，所以选择清洁能源、自然能源以及可再生能源作为空调制冷能源，是未来空调制冷系统优化的重要方式。常见的并且可代替传统制冷能源的代表有太阳能、风能和潮汐能。利用这些能源一方面可以实现清洁，另一方面这类能源在自然界所蕴含的数量巨大，可以满足大量的能源供应需求。所以利用这些清洁能源代替传统空调制冷能源，既可以确保应用过程中的安全性，也可以实现对我国能源结构的优化，避免能耗浪费的同时也保护了我国社会的整体生态环境。

我需要一篇4000字左右的关于建筑设备和空调系统节能的论文

随着经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐。在特别炎热的夏天，我们都切身地体会到了电力的紧张。可以预见，这种状况在今后还会出现，并且会日趋严重。一、暖通空调领域节能的重要性和可行性随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到40%，据统计在湖南省也达到27.8%。在城市远高于这个比例。而在建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势，对生态环境和可持续发展带来了很大影响。以湖南长沙地区为例，2003年夏季电力系统最大负荷大约为160万千瓦，据有关部门推算，其中空调系统的负荷就占了约60万千瓦。在最热的夏天，如果对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展、振兴湖南经济等都有着重要的意义。根据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是惊人的，如果采用节能技术，现有空调系统节能20%-50%完全可能。显然，如果对长沙地区的空调系统和建筑系统采用节能措施，那么即使遇到今夏那样的炎热天气，长沙也不会超过现有电力系统峰值而停电了。
二、暖通空调领域节能的途径与方法科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。1、精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。2、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。3、提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，据我们的初步研究表明，采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。4、采用新型节能舒适健康的空调方式如上所述，影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同 的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到12~14度，而传统方式一般在18~20度，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。5、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热（或制冷）量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。6、开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。三、存在的问题与对策要实现空调系统的节能降耗，已经具备了许多成熟的条件，但同时也存在许多问题有待于解决：1、暖通空调系统的设计管理问题如前所述，空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此， 我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。2、暖通空调系统的运行管理问题除设计外，我们发现运行管理也起着重要的作用。有些单位的空调系统，一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。为此 要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心，上岗前还必须要进行系统的培训和考核，对没有达到要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。在调查中我们发现，同样一套系统，管理人员不同，系统的能耗大不相同，有的甚至相差50%以上。3、新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题如前所述，采用新型空调方式、新的控制方法，不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。在我省对新型空调方式和控制方法的研究可以说在全国都是比较早的，并且已经取得了一些可喜的成果，只要政府部门略加扶持这些成果将很快能得到适用，并形成产业化，对这些项目的实施，将对我省的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。4、公众对空调系统作用的理解观念问题对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。5、使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题利用可再生能源的暖通空调系统，如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统，不仅有着显著的环境和社会效益，有的还有着显著的经济效益（如地源热泵空调系统），应大力开发推广。当然，和其他任何新技术一样，这些技术也存在着一些问题（如地源热泵系统的地源热提取问题等），也需要进一步研究完善，也需要政府部门的重视和支持。综上所述，暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础，政府职能部门的重视和支持，则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。

空调制冷的论文

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