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序论:在您撰写空调技术论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
当外界气温大于26℃时,制冷主机的负载需求越大,空调的耗能就越高。制冷主机耗能在中央空调系统之中占有相当大的比重,除了制冷主机在满载运转时要有高效率性能外,还要确保主机可以在50%~70%负载率的条件下进行长时间、高效率的运转,才能取得最佳的节能效果。因此,制冷主机的节能方式如下:
1)首先根据建筑物的用途、考虑全年的空调负荷变化和制冷机部分负荷的调节特性,并综合考虑初投资和运行费、维护保养、环保、安全等因素,合理的选择制冷机的机型、单机容量、台数和全年的运行方式,提高制冷系统在部分负荷时的运行效率,降低运行费用。选用的制冷机的容量在考虑冷量损失的情况下,要与冷量负荷相适应。在冷量负荷经常变化的情况下,要选用多台制冷机,以便在运行中进行合理调配。
2)用户需要的冷负荷是变化的,在制冷装置的实际运行中,部分负荷运行所占的比较较大,所以要根据用户的需要和外界的环境变化调节制冷机的制冷量。从经济性、调节范围和操作等多个角度来说,一般采用进口导叶调节和改变转速的方法对制冷量进行调节。
3)对冷却水和冷冻水的水质进行管理,避免热交换器结垢影响热传递效率。制冷空调装置常用的是敞开式冷却水循环系统,吸热的冷却水在冷却塔与空气充分接触,逐渐蒸发,二氧化碳大量散失,溶解氧含量升高,水中Ca2+、Mg2+、溶解性固体、悬浮物逐渐增加,使冷却循环水的水质恶化,给系统带来结垢、腐蚀、污泥和菌藻等问题。从而造成系统热阻增大,热交换率降低,设备腐蚀及寿命缩短,能耗加大。故应重视冷却水循环过程中的水处理。所以,需要定期对水质进行加药,投加阻垢剂防止结垢,投加缓蚀剂防止腐蚀,投加杀生剂消灭微生物等等。同时进行排污处理并定期取水样进行化验。冷冻水的水温低,循环流动系统通常为封闭的,不与空气接触,因此冷冻水的水质管理和必要的水处理相对冷却水系统来说要简单得多。其工作目标主要是防止水对金属的腐蚀,可以通过添加合适的缓蚀剂予以解决。
4)定期清洗热交换器。对水质进行处理可以减少结垢、腐蚀的发生,但不能完全杜绝。在运行一段时间后还需要对热交换器定期进行物理清洗和化学清洗,防止或减少结垢、腐蚀,提高换热效率。
二、空气调节系统节能
(一)能量循环利用
新风量少了,室内的卫生条件则变差;新风量大了,又会加大空调负荷,造成能耗过大。所以在关系人体健康的同时,还要考虑到能耗费用。冬、夏季室外的环境温湿度与室内的温湿度标准相差较大,应采用最小新风量,减少新风处理量,降低能耗。在过渡季节,当外界空气的温湿度达到一定的条件时,可以采用全新风的送风方式,在满足室内的温湿度要求的同时,又能减少需要处理的空气量,降低空调系统耗能。可以采用CO2浓度控制器,在保证卫生、保持正压等基本要求下,控制新风量,从大自然中获得冷、热能,对能量进行充分利用,节约空调负荷,节省空调的运行费用。
(二)合理的参数设定
室内空气环境主要涉及的参数有温度、相对湿度等,要使空调系统能节能运行,就要对这些参数进行合理设定。空调房间内空气温度设定值与空调负荷和能耗有着密切关系。供冷时室温设定得越高或者供热时室温设定得越低,可以减小室内、外的温差,降低空调负荷,空调系统越节能。所以,在实际运行中,我们可以根据季节的不同,在设定参数时夏季取高值、冬季取低值,达到节能目的。在设定合理室温的同时,还须设定合理的室内湿度。除了一些工业生产厂房、实验室等需要较严格的工艺要求的建筑外,一般的商场、办公楼等建筑,都是以舒适性空调为主的。为了不浪费能量,室内相对湿度的设定,在夏季可适当降低,冬季可适当提高。所以,在满足室内环境要求的前提下,可适当降低室内的温湿度标准。
三、冷却水塔节能
冷却水塔工作原理是:空气经过风机抽动后,自进风网处进入冷却塔内。湿热的冷却水自布水盘经过填料流入塔内。当水滴和空气接触时:一方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差,在压力的作用下产生蒸发现象,将水中的热量带走即蒸发传热,从而达到降温之目的。
1)冷却塔的位置应设置在通风良好的地方,例如室外绿化地带、室外地面上或在高层建筑主楼的屋顶上,同时远离高温或者有害气体,避免建筑物高温高湿排气或者不洁净的气体对冷却塔进行影响。
2)采用冷却塔变频技术。冷却塔变频技术主要是利用冷却水塔进出水温差对比,通过变频器改变冷却塔风机供电频率,不断改变冷却塔风机的转速,来达到调节风量以及减少风机能耗的效果。
3)对于一塔多风机的冷却塔,在保证冷却水温满足制冷机组正常运行的情况下,可以根据冷却水的回水温度,调整投入运转的风机数量,达到节能目的。而在多台制冷主机并联供冷的系统中,与其匹配的冷却塔也可采用并联形式。在过渡季节或外界温度较低,部分制冷主机运行时,利用并联的冷却塔,可以不开风机采用自然冷却的方法降低能耗。
四、总结
1.1冰蓄冷技术的发展应用
发展冰蓄冷技术的重要性和必要性:现代空调设备已成为人们生产与生活的迫切需要。空调用电量已占建筑物总耗电量的60%—70%。当前由于能源紧缺,电力紧张,空调事业的发展受到极大的影响。众所周知,冰蓄冷空调就利用非峰值电能,使制冷机在最佳节能状态下运行,将空调系统所需要的显热与潜热的形式部分或全部释放的冷量来满足空调系统冷负荷时,即用融冰释放的冷量来满足空调系统冷负荷的需要,用来储存冰的容器成为蓄冷设备,冰蓄冷空调技术可以对用电起到移峰填谷的作用,在且可增强系统的稳定性,并能大大提高经济效率。
1.2低温空气源热泵在城市供热和制冷上的应用
空气源热泵技术是基于逆卡若循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖或供应热水,整个系统集热效率甚高。空气源热泵使用范围广,产品适用温度范围在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可以正常使用;热效率高:产品热效率全年平均在300%以上;热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂R417A,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品。因此,低温空气源热泵特别在北方夏热冻冷的城市供热和制冷有着广泛的应用。
1.3中央空调冷凝热回收利用
如今,星级宾馆、酒店,都设有中央空调系统和24小时热水供应,多数情况下冷、热源分别设置,用冷水机组提供冷源,蒸汽或热水锅炉提供热源。众所周知,冷水机组在运行时要通过冷却水系统排出大量的冷凝热,在制冷工况下运行,冷凝热可达制冷量的1.15—1.3倍。利用高温水源热泵回收这部分冷凝热输出的65度的热水作为生活热水,会是一条变废为宝的节能途径。
2技术发展的负面效应及控制
当代的技术革命,正在形成新型的生产力、形成新型生产方式、形成新型的市场交换方式、形成新的产业结构和就业结构、形成新的财产占有方式和分层结构、形成新型的权力和组织管理结构,技术正面效应和负面效应是客观必然的。人类有了其他一切生物所不曾具有的思维、精神和语言,人类运用自己的聪明和才智创造了丰富的物质文明,人类也必须对技术的负面效应做出回应。
彻底消除科技的负面作用是不可能的,我们唯一能做的是在科学技术活动尽量规避和抑制其负作用。臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前全球所面临的主要环境问题。
3结语
人类利用技术手段对自然的利用和改造,必然改变自然界原有的平衡,问题是人类应该正确认识其活动对自然的正反两方面的影响,提供适应自然规律的、有科学预见的、可调控的人类行为,使其所产生的后果,有利于人与自然关系的协调,使自然界更好地造福人类。相信技术的力量,相信人类依靠科技能够战胜各种困难,摆脱困境。人类谋求发展的能力是无穷的。然而,科技的力量的发挥和发展是要在一定的生产方式中进行的,它要受到经济制度、社会制度的影响和约束。所以,当代科技发展必须遵循马克思所说的统一的“人的科学”的宗旨,才能真正克服技术发展的负面效应,也只有这样才能充分发挥科技发展的正面效应。制冷技术的发展和臭氧层保护就是近代史上技术进步和全球合作的一个十分典型的范例,其技术进步和控制技术进步后果的合作机制也将成为人类的财富,并将为解决其它重大问题提供宝贵的借鉴经验。
关键词:制冷;供暖;环保;节能
0前言
我们知道,所有生物过程都受到温度的影响,低温抑制食品中酵、霉菌的繁殖,人体对温度也非常敏感。在现代社会,制冷空调技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域,并在改善人类的生活质量方面发挥巨大作用。生活中,制冷广泛用于食品冷加工、冷贮藏、冷藏运输,舒适性空气调节,体育运动中制造人工冰场等;工业生产中,为生产环境提供必要恒温恒湿环境,对材料进行低温处理,利用低温进行零件间的过盈配合等;农牧业中,对农作物种子进行低温处理等;建筑工程中,利用制冷实现冻土开采土方;现代医学也离不开制冷,深低温冷冻骨髓和外周血干细胞、手术中的低温麻醉等;制冷技术还在尖端科学领域如微电技术、新型材料、宇宙开发、生物技术的研究和开发中起着举足轻重的作用。可以说,现代技术进步是伴随着制冷空调技术发展起来的。
技术是人类历史过程中发展着的劳动技能、技巧、经验和知识,它包括人类技术活动中的硬件和软件,是人类改造自然和创造人工自然的方法、手段的活动的总和。其中,制冷空调技术的发展对人类的影响尤为重要。
1制冷空调新技术的发展
1.1冰蓄冷技术的发展应用
发展冰蓄冷技术的重要性和必要性:现代空调设备已成为人们生产与生活的迫切需要。空调用电量已占建筑物总耗电量的60%—70%。当前由于能源紧缺,电力紧张,空调事业的发展受到极大的影响。众所周知,冰蓄冷空调就利用非峰值电能,使制冷机在最佳节能状态下运行,将空调系统所需要的显热与潜热的形式部分或全部释放的冷量来满足空调系统冷负荷时,即用融冰释放的冷量来满足空调系统冷负荷的需要,用来储存冰的容器成为蓄冷设备,冰蓄冷空调技术可以对用电起到移峰填谷的作用,在且可增强系统的稳定性,并能大大提高经济效率。
1.2低温空气源热泵在城市供热和制冷上的应用
空气源热泵技术是基于逆卡若循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖或供应热水,整个系统集热效率甚高。空气源热泵使用范围广,产品适用温度范围在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可以正常使用;热效率高:产品热效率全年平均在300%以上;热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂R417A,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品。因此,低温空气源热泵特别在北方夏热冻冷的城市供热和制冷有着广泛的应用。1.3中央空调冷凝热回收利用
如今,星级宾馆、酒店,都设有中央空调系统和24小时热水供应,多数情况下冷、热源分别设置,用冷水机组提供冷源,蒸汽或热水锅炉提供热源。众所周知,冷水机组在运行时要通过冷却水系统排出大量的冷凝热,在制冷工况下运行,冷凝热可达制冷量的1.15—1.3倍。利用高温水源热泵回收这部分冷凝热输出的65度的热水作为生活热水,会是一条变废为宝的节能途径。
2技术发展的负面效应及控制
当代的技术革命,正在形成新型的生产力、形成新型生产方式、形成新型的市场交换方式、形成新的产业结构和就业结构、形成新的财产占有方式和分层结构、形成新型的权力和组织管理结构,技术正面效应和负面效应是客观必然的。人类有了其他一切生物所不曾具有的思维、精神和语言,人类运用自己的聪明和才智创造了丰富的物质文明,人类也必须对技术的负面效应做出回应。
彻底消除科技的负面作用是不可能的,我们唯一能做的是在科学技术活动尽量规避和抑制其负作用。臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前全球所面临的主要环境问题。
关键词:变容量技术数码涡旋多联机节能
0前言
2004年9月16日,期待已久的空调能耗新标准终于公布,并于2005年3月1日实施。未来的空调产品能否达标,新标准为其划出一条底线——最佳能耗比2.6,即能耗比低于2.6的空调产品将不再允许在市面销售。空调系统的节能已经刻不容缓,而变容量技术一直以来都是空调节能的热点。本文将介绍一种新的变容量技术—数码涡旋技术及其应用。
自2002年数码涡旋压缩机开始供应中国市场以来,数码涡旋技术目前已经在家用中央空调系统、商用多联机系统、风管机系统、冷水机组、机房空调系统及北方地区热泵系统中得到广泛应用,其技术优点相当明显。
1数码涡旋压缩机变容量控制原理
艾默生环境优化技术事业部研发生产的数码涡旋压缩机利用“轴向柔性”技术,“轴向柔性”允许涡旋盘在轴向可以移动非常小的距离,确保涡旋盘始终以最佳的力进行工作。使得两个涡旋盘在任何运行环境下紧密结合在一起,保证涡旋压缩机有很高的能效比。数码涡旋的控制循环周期包括一段“负载期”和一段“卸载期”。负载期间,涡旋盘如图1(a)所示,压缩机像常规涡旋压缩机一样工作,传递全部容量,压缩机输出为100%。卸载期间,由于压缩机的柔性设计,使两个涡旋盘在轴向有一个微量分离(如图1(b)所示),因此不再有制冷剂通过压缩机,压缩机输出为0。这样,由负载期和卸载期的时间平均便确定了压缩机的总输出平均容量。
数码涡旋压缩机一个工作“周期时间”包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间,这两个时间的不同组合决定压缩机的容量调节。通过改变这两个时间,就可调节压缩机的输出容量(10%~100%)。
所谓“周期时间”包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间。这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调节。例如:在20s周期时间内,若负载状态时间为10s,卸载状态时间为10s,压缩机调节量为(10s×100%+10s×0%)/20=50%。若在相同的周期时间内负载状态时间为15s而卸载状态时间为5s,则压缩机调实量为75%,容量为负载状态和卸载状态时间平均的总和。通过改变负载状态时间和卸载状态时间,压缩机就可以实现任意大小的容量(10%~100%)。周期时间的概念如图2所示。
图2周期时间的概念
2数码涡旋技术的优点
2.1容量范围广、温控精确、调温快
数码涡旋压缩机的运行范围可以从10%到100%,并且在这一范围内的输出是连续的和无级的,与变频技术的分级输出容量相比是一大改进。提供无级的容量输出的同时保证了房问温度的控制精度可以大大提高(±0.5℃)。由于数码涡旋系统可通过改变负载和卸载周期时间迅速将容量从100%降到10%(反之亦然0,所以它能比别的系统快得多地对系统需求地变化作出反应。
2.2优良的季节能效比
数码涡旋压缩机的性能经过JIS和ARI的标准的评价,证明具有非常出色的SEER。大范围的容量调节可以提高压缩机的季节能效比。
2.3良好的回油控制
数码涡旋是唯一不需要油分离器或回油循环的系统。有两个因素使回油容易。第一,油只在负载周期内离开压缩机。所以,在低容量情况下,离开压缩机的油极少。第二,由于压缩机在负载周期内满负荷运行,负载周期内的气体速度足以使油回至压缩机。试验显示压缩机在最差的条件下,即100m配管长度,30m垂直落差且室内机、室外机位置可互换(有正常的回油弯),负荷最低时都可以使油回到压缩机。
2.4卓越的除湿性能
除湿性的好坏也是保证用户舒适性的一个关键,尤其是在低负荷运行时。数码涡旋压缩机提供了非常好的除湿性,因为它与变频系统相比具有较低的吸气压力。在任一百分比容量调节,负载状态时压缩机全负荷运行,全负荷运行将导致较低的平均吸气压力,得到较低的显热比。
2.5电磁干扰非常小,无电磁污染问题
数码涡旋系统产生非常小的电磁干扰,因为涡旋盘的负载和卸载只是一个简单的机械操作。这一独特的性能不仅使数码涡旋系统不需要昂贵的电磁抑制电子装置,也增加其可靠性和简易性。
2.6无需制冷剂旁通
大多数现行技术选用热气旁通和液体旁通装置。因压缩机不能达到极低的容量。所以需要这些旁通管保护装置。数码涡旋系统能使容量低至10%,所以无需这些旁通管,因而节省了开支并使系统简化。
3数码涡旋技术在多联机中的应用及节能措施
据一项在上海及周边地区的调查分析,多联机、风管机、冷热水机组、单元式机组分别占到此类市场的70%、13%、12%、5%。2004年上海市场多联机市场容量在10亿元左右。可以很明显地看出,多联机已经明显占据主导地位。
目前,国际上单冷媒多联系统主要有变频多联系统和变容多联系统。变频多联系统起步较早,而变容多联系统是最新发展起来的高新技术,能够很好地解决容量调节等问题,成为了单冷媒多联系统的发展方向。
在室内机和室外机的外形方面,数码变容多联机和变频多联机没有太大的不同,但在容量调节方面,两者有本质的区别。变频多联机通过改变压缩机的频率来调节,而数码变容多联机则通过数码变容压缩机容量的改变来调节。数码变容多联机能够满足人们对空调任意调节、精确控制的要求,具有节能、舒适、噪声低、使用灵活等一系列优点。
数码多联中央空调集一拖多技术、智能控制技术、多重健康技术等多种高新技术于一身。在节能技术方面主要采用的数码变容涡旋压缩机技术、双压缩机技术、制冷剂直接输送技术、制冷剂的智能分配技术、风机调速技术等。
3.1数码涡旋压缩机技术
数码涡旋压缩机实现容量调节的内部结构及过程前面已经作了详细的介绍,这里不再说明。数码涡旋压缩机可以在10%和100%的范围内,输出任意大小的容量(无级输出)。
3.2双压缩机技术
对容量稍大的机组采用两个压缩机(一个数码变容涡旋压缩机,一个定容涡旋压缩机)。采用两台压缩机并联,有以下优点:(1)有效的容量控制,小于数码涡旋压缩机的容量时,只需启动数码涡旋压缩机,大于数码涡旋压缩机的容量时,启动定容涡旋压缩机和数码涡旋压缩机;(2)提高可靠性,较单台大压缩机停开次数减少;(3)启动负荷降低,单台压缩机的启动时间可以分别用时间延迟方法分开;(4)备用性,如果一台压缩机损坏,还有部分容量;(5)置换费用减少,如果一台压缩机损坏,可花较少的费用去更换压缩机。
直接输送制冷剂技术
系统直接以制冷剂作为传热介质。传送的热量几乎是水的10倍、空气的20倍,而且不需庞大的风管和水管系统,减少了输送耗能及冷媒输送中能量损失。表1是几种传热介质性能比较表。
种类利用热输送冷量kJ/kg输送100kW冷量时耗能
水显热20.1(t=5℃)4.05
空气显热10.1(t=10℃)6.38
制冷剂潜热2062.16
表1是几种传热介质性能比较表
由表1可知,同样输送100kW的冷量。以制冷剂作为输送介质,所需的输送系统耗能仅为室内风机所耗的2.16kW分别是以水和空气作为传热介质所需能耗的52.7%和33%由于采用制冷剂直接蒸发制冷,没有传统中央空调系统先把冷量传递结水,
再由冷水传给室内空气这一中间过程,减少了一个能量传递环节,从热量传递的网络图上看就是减少了一项传热热阻,当然也就减少了能量的损耗。
3.4制冷剂的智能分配技术
数码变容量压缩机加电子膨胀阀组成的制冷系统,可实现大范围内流量的调节,以适应整体负荷的变化。通过电子膨胀阀的制冷剂流量由以下两个因素决定:(1)蒸发器进口和出口的温差;(2)室内温度和空调设定温度的温差。室内电子膨胀阀是一个反馈元件。在使用电子膨胀阀进行流量调节时,一般有以下两种方法:一是控制蒸发器出口的真实过热度,用一只压力传感器和一只温度传感器置于出口处,分别检测蒸发器出口处的压力p2和温度t2,p2为蒸发压力pe,换算pe对应的制冷剂饱和温度即蒸发温度te,再计算温差t=t2-te,将其作为控制参数,见图4(a);另一种情况是用两只温度传感器分别检测制冷剂在蒸发器进口和出口的温度t1和t2,计算温差t=t1-t2,并以其为控制参数,见图4(b)。t的数值决定了电子膨胀阀的开度,即控制过热度,通过电子膨胀阀的调节使蒸发器始终保持最佳状态。
图4电子膨胀阀控制过热
电子膨胀阀按理想方式分配各个房间的制冷剂流速,由模糊控制将舒适度调整至最佳,通过图5空调系统得到蒸发器进口和出口温差,再加上室温和设定温度的温差,计算出过热量和室温状态,然后启动阀门来控制制冷剂流量。通过对电子膨胀阀开度的控制可以实现制冷剂在各室内机蒸发器的智能分配。
图5电子膨胀阀对制冷剂流量的控制
3.5风机调速技术
数码多联机组可以实现能量10%~100%范围内的无级变换,随着室内负荷的降低,室外冷凝器的能力变得很大,为实现节能和系统的合理匹配,室外换热器的风机采用调速技术。
4节能效果分析
4.1能效比
数码多联机组由于采用了数码涡旋压缩机等新技术措施,系统具有很高的部分负荷能效比.三星某数码多联机组能效比的测试结果见图6,从图不同机组的能效比比较可以看出,在整个运行过程中三星DVM空调系统的能效比都要高于传统的整体空调系统。
4.2运行费用
数码多联机组具有高能效比和高季节能效比,系统运行时可以大幅度节约能源和运行能源费用。从表2可以看出,与冷水机组相比,数码多联机组可以节约费用21%,与整体系统相比,数码多联机组可以节约费用48%。表2的比较进一步说明了数码多联机组具有优良的节能潜力。
项目三星DVM系统冷水机组整体系统
能耗,kW44.2×0.8数码涡旋压缩机43×1.052.5×1.0
月能耗,kWh129061569519162
年能耗(一年运行6个月),kWh7743694170114972
一年费用,US¥557567808277
三年费用,US¥107262034024833
五年费用,US¥278773390041389
费用比较100%121%148%
表2运行费用比较
*热负荷:104.67kW
*总面积:750㎡
*运行时间:夏季和冬季各运行三个月
5结论
(1)数码多联机具有节能、舒适等一系列优点,是中央空调的一个很有潜力的发展方向。
(2)容量调节系统在市场上的需求正呈现出快速增长的势头,数码涡旋是这一领域内一个很好的选择。数码涡旋系统提供了独特的优点,低负荷时更好的除湿性能,宽容量调节范围,长连管也能保证正常回油,使用简单,系统元件少,没有电磁干扰问题,因此,谷轮数码涡旋技术能设计出可靠、节能、简单的空调系统。
(3)数码多联机采用了数码变容涡旋压缩机技术、双压缩机技术、制冷剂直接输送技术、制冷剂的智能分配技术、风机调速技术等多项节能技术,具有高能效比、节能的特点。与水系统比较,可节约运行费用20%与传统整体系统比较,可节约运行费用48%。
参考文献:
【1】吴业正,韩宝琦.制冷原理与设备[M].西安:西安交通大学出版社,1997.
【2】廖全平,李红旗.涡旋变频压缩机.流体机械,2002,30(2):35一37.
【3】张智力,吴喜平.VRV空调系统节能因素分析.能源技术,2002年23(2):59一61.
1.1冷热源
空调系统夏季设计总冷负荷为11476kW,单位建筑面积的冷负荷指标为150W/m2;冬季设计总热负荷为7000kW,单位建筑面积的热负荷指标为82W/m2。根据工程使用功能特点及业主对该工程的定位,从节能方面考虑,空调冷源选用4台制冷性能优越的离心式变频电制冷机组,单台制冷量为3165kW,COP为5.83。同时考虑到过渡季节极低负荷下部分负荷的需要,辅以1台水冷螺杆式电制冷机组进行调节,制冷量为1055kW,COP为5.55。当冬季冷却水进入螺杆式冷水机组的温度低于15℃时,螺杆式冷水机组低温保护停止运行,则利用板式换热器及冷却塔免费制冷。空调系统的热源选用3台制热容量为2400kW的真空燃气热水锅炉。制冷机组冷冻水供回水温度为6℃/12℃,冷却水的供回水温度为32℃/37℃。真空锅炉热水供回水温度为65℃/55℃。免费制冷板换的一次侧供回水温度5℃/10℃,板换二次侧的供回水温度为6℃/12℃。
1.2冷热水系统
空调水系统采用机械循环四管异程式,一次泵变频变流量系统。冷冻水分、集水器间设置压差旁通装置以保证只有1台冷冻水泵在最低负荷运行时供回水管路压力平衡。为离心式冷水机组设置5台变频冷冻水泵;为螺杆式冷水机组设置2台定频冷冻水泵,免费制冷板式换热器和螺杆式冷水机组共用冷冻水泵;为真空锅炉设置4台变频热水泵。冷冻水及热水系统均设置分集水器,分集水器均设置一路商业空调,一路办公塔楼,一路备用。空调冷源水系统原理图见图1。
1.3冷却水系统
为离心式冷水机组配置5台变频冷却水泵,为螺杆式冷水机组配置2台定频冷却水泵,免费制冷板书换热器和螺杆式冷水机组共有冷却水泵;塔楼屋面层设置8台400m3/h的开式横流冷却塔,各冷却塔风扇设置变频器,且均带有防冻电加热器,屋面层室外的冷却水供回水管包裹电热拌线,以保证全年正常使用。按照绿色三星评定的要求,项目设置余热利用系统,通过容积式换热器将冷却水与市政给水进行换热,作为生活热水供热的预热。为满足大厦计算机机房、通讯设备用房的特殊需求,项目在塔楼屋面层设置24h冷却水系统,提供32℃/37℃的冷却水至4~27层办公楼标准层。系统设置3台125m3/h的闭式冷却塔(2用1备),3台变频冷却水泵,冷却水系统采用竖向、横向皆同程,以利于系统的水力平衡。
1.4空调风系统
1.4.1零售、餐厅等小分隔的商业租户用房
由于商业租户区不同的小租户某一时刻对空调有不同的需求,故租户区采用风机盘管加新风机组的灵活多变的空调形式,由新风机组将室外新风经降温或升温、加湿等处理后送入商业租户区,于租户商铺高位预留新风管接驳口;排风则由各层卫生间及厨房排油烟机排至室外。定义为餐厅的商业租户配备厨房空间,厨房高位预留排油烟风管和补风管,集中设置风机具有变频调节功能的排油烟机和新风机组。
1.4.2办公塔楼标准层
由于办公塔楼标准层办公区的进深达到13m,存在内外负荷需求的差异,故将标准层的办公区分为内外区。内外区送风系统设置如下:内区末端设置单风道变风量箱,外区末端设置并联式风机助动型变风量箱(FPB),FPB带热水盘管。内外区变风量箱均设置温度控制器,冬夏季根据温度控制器通过一次风进风风量调节室内温度。办公塔楼标准层核心筒的两侧设置了2个空调机房,机房内各放置了1台变风量空调机组,并采用上回上出的气流方式。裙房4层、塔楼的避难层、屋面层分别设置带热回收功能的新房机组,新房机组通过热管式换热器与塔楼的卫生间、办公区的排风进行换热后进入新房机组处理,经过集中处理后的新房经竖直新风管送入标准层的空调机组,标准层进入空调机组的新风管设置定风量箱CAV,新风与室内回风混合并经空调机组处理后送入室内。各标准层的卫生间、办公区排风汇集至排风立管,由置于裙房4层、塔楼的避难层、屋面层的排风机经热回收后排至大气当中。
1.4.3商场公共区域
商场公共区域采用单风道全空气系统。按照绿色三星评定的要求,过渡季节商业裙房公共区域的AHU机组新风阀全开,新风量调整为机组总送风量的50%,同时,调整回风阀的开启阀门调改新回风比,利用AHU机组引入室外的新风作为裙房公共区域的免费冷却,中庭顶部设置手动窗(平时常闭),当采用50%新风模式时手动开启通风窗,以释放过量的新风达到风量平衡;夏季,商业裙房公共区域的AHU机组新风阀调整至夏季运行工况,回风阀调整至全开,引入室外的新风经降温处理后送入裙房公共区域。
1.4.4办公大堂区域
办公大堂设置组合型空调机组,采用单风道集中送风方式,吊顶高位均匀设置条形喷射风口,夏季供应冷风,冬季供应热风。由于办公大堂层高12m,吊顶高度9.6m,为高大空间的建筑布局,在冬季供暖时,下送的热空气由于密度差的因素会有上浮的存在而导致人员活动区域达不到设计温度的可能。因而综合考虑办公大堂的使用功能和人的舒适性的前提下,冬季采用AHU空调机组下送热风及大堂周边玻璃幕墙内侧设置地板散热器共同供暖的采暖方式。同时,为了了解冬季AHU空调机组及地板散热器共同供暖的有效性,利用CFD流体计算软件进行了办公大堂热环境的动态模拟分析。为模拟室外风场对室内气流的影响,建模过程中考虑了室外风场的影响,在稳态的基础上增加了室外来风的作用空间。该模型是在稳态模型的基础上建立起来的。空调机组高位条形喷射风口的送风温度为28℃,地板散热器的风口出风温度为37℃。办公大堂的玻璃门朝向东开,分析时取垂直于玻璃门的方向,即图中的x方向,此时,可同时监测到室内与室外的温度变化。在门打开后。室外气流涌入办公大厅的过程,在门打开后20s的时间内,室外冷空气只有一部分以低温存在于办公大堂空间中,随着冷空气的深入,不断与室内空气掺混,温度逐渐升高,最终以18℃的空气向室内蔓延,在20s时间内距地面1m高度以下80%的空间被18℃的冷空气占领。并且在冷空气从门下部侵入室内的过程中,不断有室内热气流从门上部溢出,这一现象符合能量守恒定律,同时也可以从温度分布图中看出。3min后,中庭内部的温度分布可从图7得到:在门打开3min后,室内温度进一步降低,整个2m以下的空间都被冷空气所占领,并且出现明显的温度分层。下部温度低,上部温度高,且温差10℃左右,室内人员将明显有冷感觉。由上述办公大堂热环境的动态模拟可知,在冬季室外温度较低时,尽量不要同时打开4扇玻璃门,当需要通过打开玻璃门来换气时,不要选择寒冷的早晨和傍晚,尽量在稍微温暖的中午;开门时间不宜过长,否则室内温度下降太低,在必须开启玻璃门时,不要同时开启4扇玻璃门,打开其中1扇或者2扇,优先打开东南朝向的玻璃门,因其冷风侵入较少。
2空调节能自动控制
项目设置楼宇自控系统。制冷机房设置全变频监控系统,系统设置一套设备(冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风扇均为变频机组)能耗及效率监控中心,逐时分析并计算中央制冷站内各主要设备在不同变频速率下的最佳工况值或能源效率,并且在保证最不利点压力值的状态下,主动发出变频设定信号以指令相关设备按此变频数值运行,从而达至“自我寻优”的最佳运行效果,以节约总体的制冷能耗。办公塔楼变风量系统综合使用房间温度控制、送风量控制、送回风风量匹配控制、新排风风量控制和送风温度控制等多种控制方式。回风管里安装CO2探测器、探测CO2的浓度以便调节区域的新风量。调节AHU机组新风入口处CAVBOX和排风阀在设定的位置,室内新风量必须大于排风量,以保持室内微正压。CAVBOX将设风量探测报警器,与BMS系统兼容监测在每段时刻所送的新风量是否在设定值的范围内,在新风量设计定值偏离设计值超过10%时报警。空调机组、新风机组的出水管上均安装比例积分电动调节阀,通过改变水流量来控制所需空气温度。商业裙房公共区域的空调机组以回风温度作为控制信号;新风机组以送风温度作为控制信号;办公塔楼空调机组以机组设定送风温度及VAV回风温度作为控制信号。在过渡季节,商业裙房公共区域根据室内温度调节新回风比,调节新风量至总送风量的50%,利用新风免费供冷,节省运行能耗。
3结语
1.1集中空调设计中存在的问题
在当前,我国部分暖通空调专业设计人员,常常是仅依靠负荷指标的估算值来进行冷热负荷的计算,并没有严格按照要求对室内的负荷进行逐时逐项冷负荷计算和热负荷计算。即使有时对室内冷热负荷进行计算也只是按照设计软件中默认的数值和程序进行,并没有针对工程实际进行相应的调整,往往建筑专业采取的节能后的围护结构传热系数比软件默认的小不少。这样简单的对室内负荷进行估算和不做任何调整的做法,往往导致工程设计的计算冷热负荷偏大,导致过多的能源及资金浪费。还有些工程,设计人员为尽快完成设计任务,在暖通空调的设计中对系统不进行严格的水力计算或者仅按负荷流量大致分配管径,而不控制水力失调度(或者不平衡率),完全依靠平衡阀、调节阀等高阻力阀件实现大致的水力平衡。这样容易导致局部管路由于阻力的损失过大或者过小而产生压力分配不均衡的情况,同时由于高阻阀件的滥用造成循环泵输出功率过大导致较大的输送损耗。由于系统存在水力失调的隐患,各种系统失调问题在各类工程中屡见不鲜,室内冷热不均、实际流量分配不满足设计要求的现象较为突出,系统调节困难重重。
1.2集中空调施工中存在的问题
即使在完成了较为完善的空调设计之后,在施工过程中也难免会出现各种各样的问题。有些施工单位为了降低人员雇用方面的资金支出,聘用一些专业性不强的施工队伍参与系统安装工作。在实际工作中遇到临时变更方案时,这些工作人员就会束手无策,不能及时对突发状况做出正确的处理。如果施工人员将出现的问题按照自己的想法随意加以变动,势必会对系统以后的正常运行带来隐患。
1.3系统运行管理不到位
目前我国对于暖通空调工程在实际运行中的管理还存在着许多问题。对暖通空调系统的实际运行进行操作的工作人员很多不具备应有的专业知识,在暖通空调的整个设计与实施过程完成之后,施工单位并没有对即将实施操作的工作人员开展系统性的培训,便让其正式操作空调系统的运行工作。由于工作人员缺乏暖通空调的相关理论及应对室外气象参数和其他引起负荷变化的能力,很难有针对性的对系统展开应有的调节工作,进而导致室内参数严重偏离设计值而导致能量的较大浪费。在系统运行进程中,往往不会满负荷运行,在此期间应对运行主机的台数加以适当的调整,也就是先台数调节,再部分负荷调节,尽可能的避免能量的较大损失,使冷水机组工作在较高的能效之下。但是在实际工作中工作人员往往忽视对运行台数的优先调整,致使多台机组在较低的负荷下运行,使机组运行的实际能效比较低,既影响机组的寿命,又浪费能源。其次在运行过程中不注重机器的维修和保养,机器的运行状态直接影响整个系统运行工作的顺利实施。同时,对于业主来说,机器属有形资产,对机器的保护实际上是在无形中减轻企业的经济负担。因此应定期对机器进行检查,及时对低效率的设备予以维修和更换,定期清理系统,减少不必要的能量浪费。同时,也应高度重视渗漏等引起的热损失及盘管附着物等。
1.4节能方式的选择使用问题
随着人们认识的提高,人们逐渐意识到现代的发展方式给人类日后的生存带来了一定的危害,逐渐认识到节能环保的重要性。国家相关部门也抓住时机积极引导人们重视节能环保,在众多科研机构和企业的暖通空调专家以及从业人员的共同努力下,产生了许多暖通空调专业的节能和环保新技术、新材料、新设备,以及其他节能新技术。这些新方法和新技术都有其适用场合和使用前提,有些技术由于出现时间短,没有项目经验,还不是很成熟,不是在什么情况下都可采用。因此,在种类繁多的新技术中采用哪种节能技术和新材料、新设备成为摆在设计者面前的十分关键的问题,但是在大多数情况下,由于对这些节能设计方案缺乏深入的理解,在设计中采用了不恰当的设计方案,整个系统的实施和运行便无法取得理想的效果,进而造成投资浪费。因此,在设计之初,对即将采用的新型节能技术进行可靠性评估显得非常必要。
2集中空调系统节能技术的应用
2.1集中空调风系统
集中空调系统设计往往忽视对自然进排风的利用,有的设计完全依赖机械进排风,这对系统节能不利。合理利用自然进排风,能使人们更有融于自然的感觉,通过与建筑专业的配合,设计合理的自然进排风通道,成为节能设计的一个重要方面。当空调运行区域内的温度、湿度及空调的运行时间存在相对较大的差别时,应根据实际情况进行系统划分。当空调供应的建筑物空间较大,需要同时控制温度和湿度时,空调风系统应尽量避免使用风机盘管,采用全空气空调系统。这不但有助于温度和湿度的控制,还有助于降低运行能耗。采用变风量系统可以分区进行温度控制,减小设备容量和维护工作量,节省运行能耗。在总风量的确定过程中还需要考虑同时使用系数,因此在这种情况下风机的运行所产生的能耗及装机容量均有一定程度的降低。温湿度独立控制系统可温度湿度分别独立控制,用户可根据使用需求开闭调节相应设备,有效节能。
2.2集中空调冷热水系统
空调水系统是集中空调运行能够发挥节能潜力的重要部分。空调水系统布置是否合理,直接影响系统的运行和节能效果。当系统较大时,采用变频器控制循环水泵运行,并与冷水机组等联动控制,具有显著的节能效果。循环泵和对应机组(或者锅炉、换热器等)的运行台数控制在设计时应优先考虑。合理划分系统分区,尽量避免阻力差较大的环路布置,进行严格的水力平衡计算,合理减少高阻力阀件的使用,当机组不能在较低水量或者需定水量运行时,需要设置平衡管,环路阻力差较大时考虑设置二级泵系统。合理选择循环泵扬程,减少不必要的能源浪费。
2.3集中空调冷却水系统
空调的冷却水系统是集中空调系统的重要组成部分,除非水资源极为丰沛并且水质好、取水较为容易、代价很小,否则采用直流式的冷却水系统会导致较大的输送能量和水资源浪费,因此多需要对冷却水资源进行循环利用。采用循环式的冷却水系统进行冷却的过程当中,要达到理想的冷却效果,则需要注意与周围环境中的高温区域隔离开,同时充分保障通风顺畅以及周围环境干净。在将多台冷却塔并联进行冷却工作时,为了避免过多浪费且防止冷却塔中补水与溢水的不均衡,各个冷却塔之间用共用连通水槽或者连通管进行连接。在冷却塔的总供水管、回水管之间设置旁通管以及两通或三通调节阀进行适当的调节控制,以满足冷水机组所需要的低温保护。此外,风机的开启与停止可以通过出水的温度加以控制。多塔冷却水系统可将电动阀门、冷却塔风机与冷水机组联动,根据实际需要开启相应的冷却水管路阀门、循环泵(可采用变频技术)以及对应的冷却塔风机,可有效节水、节电(即节能)。
2.4集中空调系统冷热源的合理选择
要在空调的实际运行中减少能耗,空调冷热源的选择十分重要。空调冷热源的选择与建筑物的使用功能、规模大小以及空调功能的要求、当地的经济状况、资源的丰富程度、能源的价格政策等息息相关。应结合各方面条件,权衡利弊,经过技术经济比较和能耗分析,综合考虑。假如在工程实施地附近有区域供热或者工厂余热等条件,那么将这些作为空调的热源无疑是最好的选择。假如在施工地附近有热力发电厂,那么可以将热力发电厂的余热供热技术和供冷技术运用到空调系统中。在天然气资源充足的区域内,要想提高暖通空调运行中能源的利用率,可以进行天然气与电力的互补,也就是采用分布式热电冷联供系统。除此之外,如果当地的能源种类比较丰富也可以采用复合式的能源供应方式,亦或是利用较好的地理条件,通过技术分析,进行水地热源泵的建设,为空调的运行供冷或者供热。在机组选择使用上,带有热回收的机组越来越受到青睐。热回收技术将是暖通空调的重要研究方向。
3结语
暖通空调软件可以按用途分为辅助绘图(CAD)软件、设计计算软件和模拟分析软件,按其与Internet的关系可以分为离线应用软件和Internet在线应用软件,这些软件共同构成了暖通空调领域一个重要的发展方向,本文就这些软件本身及其发展作一个简要的回顾。
自1946年第一台电子计算机诞生以来,科学技术发生了一场深刻的革命,计算机不仅有惊人的运算速度和很高的计算精度,还具有记忆、判断等功能,同时计算机软件技术也在的不断发展和完善,计算机及其软件的可靠性和应用性越来越高,它们已成为人们工作和生活中不可或缺的工具。暖通空调软件在暖通空调系统设计、暖通空调设备生产等方面得到了广泛的应用。
暖通空调软件最早应用于暖通空调设计和制造领域的计算机辅助设计,目前,暖通空调CAD和设计计算软件已经取得了很大的成就,暖通空调设计专家系统软件已经用于暖通空调系统的设计和决策,能耗分析软件、气流模拟CFD(计算流体力学)软件的应用使设计人员在大楼建成之前就能对暖通空调系统的运行工况和能耗情况进行模拟,从而据此选择最优的设计方案。
不难发现,暖通空调软件经历了一个从简单到复杂、从粗糙到精细、从面向过程无友好程序界面到面向对象界面友好、从离线到网络的发展过程,随着计算机软件技术和网络技术的不断发展,暖通空调的软件也更加完善,更好地为暖通空调工程师服务。我们应该跟上时代的步伐,及时地充分利用计算机软件技术,使暖通空调技术的发展不断推向前进。
2、暖通空调软件技术
2.1暖通空调辅助设计软件
暖通空调辅助设计软件包括辅助绘图(CAD)软件和设计计算软件,就我国的情况来说,暖通空调辅助设计软件的发展大致经历了三个阶段:起步、发展、成熟。
1)起步阶段(20世纪70年代左右)
各大学和研究单位研制开发一些符合国情的暖通空调程序软件库,但多为局部性的,覆盖面不宽,水平也有限。
2)发展阶段(20世纪80年代左右)
国家出资研制开发《建筑工程设计软件包》(BDP),作为国家“六五”科技攻关项目,该软件于1986年5月通过国家(部级)鉴定,被誉为当时具有国际水平的优秀软件,并在此后的数年里,在国内得到了较为广泛的应用。与此同时,也有一些CAD软件出现。
3)成熟阶段(20世纪90年代)
Windows的出现,以及AutoCAD的推广应用,各种空调CAD软件涌现,并得到日益广泛的应用。1995年3月,我国第一个在Windows环境下开发的暖通空调设计计算软件EasyHVAC(同济大学)投放市场,它一出现即受到设计人员的青睐,1998年,该软件又推出了辅助绘图版本EasyHVACCAD.我国的空调辅助设计软件正日益走向成熟和完善,2001年7月,上海华电源信息技术有限公司和上海现代建筑设计集团共同开发的HDY-SMAD空调负荷计算及分析软件将暖通空调设计计算软件推向了新的,该软件通过了上海市建设和管理委员会的鉴定,专家一致认为该软件部分功能填补了国内同类计算软件的空白,总体设计达到国内领先水平,该软件具有如下区别于其它软件的新的功能和特点:
1)内嵌215个城市和地区的气象资料,并具有城市扩充功能,能够计算各个城市和地区的全年逐时室外干球和湿球温度、太阳辐射强度。
2)在不同的设计阶段,由粗到细提供6种不同的空调负荷计算方法,用户可根据需要自由选择。
3)能够对冬季空调热负荷进行逐时计算,并且可以将冬季的人员、照明和设备得热产生的负荷从空调热负荷中扣除。
4)强大的楼层组管理功能,支持多个标准层。
5)独特的工作时间表设定和指派功能,支持不同日期具有不同的上班模式,以及不同时间的不同上班模式,无缝处理间歇运行空调系统。
6)应用动态焓湿图(HDY湿空气分析大师)能自动对一次回风系统自动进行冬季和夏季工况,HDY湿空气分析大师能够分析和计算各种空调系统和工况。
7)利用东方空调网的暖通空调设备数据中心,得到各个厂家的最新空调设备资料,用于空调设备的选择。
8)可以输出14种文件类型:封面、建筑概况、室外气象资料、室内设计参数、围护结构参数、空调负荷计算方法及公式、空调负荷详细计算参数、空调负荷统计数据、空调负荷逐时数据、空调工况分析结果、楼层组管理文件、回风系统划分文件、新风系统划分文件、设备选择结果。
暖通空调辅助设计软件的应用范围不限于暖通空调工程的设计,它还用于暖通空调新产品的开发。暖通空调设计专家系统也取得了较大的成果,它能给出特定建筑物的暖通空调系统和暖通空调设备的各种可能的设计方案,并评判它们的优劣,从而可以得到最好的设计方案。
2.2暖通空调能耗分析软件
暖通空调辅助计算软件解决了辅助绘图和设计计算等较简单、静态的问题,但是暖通空调系统是一个随建筑类型和室外气象条件动态变化的复杂系统,暖通空调工程在设计时要考虑节能和环保,在运行时也要考虑节能和环保,因为在暖通空调运行期中大部分时间中其负荷条件是不同于设计条件的。采取一定的技术和管理措施使暖通空调系统的运行适应负荷动态变化,尽量避免不必要的能耗,这是暖通空调节能的重要方面,要做到这一点,必须对暖通空调系统的全年动态能耗进行模拟分析,从而准确地制定相关的优化方案。因此暖通空调能耗分析软件也就应运而生了。
暖通空调能耗分析软件,能够对已经建成的和将要建造的大楼暖通空调系统的运行进行全年负荷动态分析、能量消耗模拟和技术经济分析,设计人员可以由此判断空调设计的优劣,并提出空调系统的最佳控制和管理办法。
美国和英国等发达国家在20世纪70年代就开发出了暖通空调能耗分析软件,例如美国能源部开发的DOE软件,英国的ESP-r软件,并在美国和欧洲得到了广泛的应用。2001年,作为DOE软件和BLAST软件的升级版本,美国能源部又开发了EnergyPlus软件,该软件集中了美国政府在建筑环境与设备领域的投资所产生的世界上最先进的科研成果,有10来个美国大学和公司参与了该项目的研究,最终由美国加州伯克利大学LawrenceBerkeley国家实验室(LBNL)发行。建筑能量模拟已经在美国和发达国家中普及,预计在未来2-5年内,将在中国推广和普及,相关的建筑节能标准正在加紧制定,从而为能量模拟软件的推广做好了政策上的准备。目前国内的能耗分析软件有清华同方股份有限公司开发的DEST软件(基于AutoCAD)和上海华电源信息技术有限公司与上海现代建筑设计集团共同开发的HDY-SMAD空调负荷计算及分析软件(直接基于Windows,V2.0以上版本可进行能耗分析),后者具有以下的主要功能和特点:
1)采用谐波反应法计算墙体得热,采用热平衡法计算房间负荷,能够计算全年8760h的逐时负荷。
2)同时对建筑物和空调系统设备进行模拟分析,设备运行结果可反馈到空调系统中进行负荷的反馈计算。
3)对空调负荷的强大的统计和分析功能,弥补了国内同类软件的空白。
4)基于Internet的网上空调设备选择功能。
5)中英文两种输出方式。
2.3气流模拟计算流体力学(CFD)软件
空调系统设计的效果与室内气流组织密切相关。好的气流组织方式能够使空调房间的温度、湿度和速度很容易地符合设计要求,反之,差的气流组织方式可能根本就达不到设计要求。因此,在空调系统设计完成之后施工之前,预测空调系统的气流组织状况就很重要。在以往的研究中,只能用模型实验的方法研究几种典型送回风方式的气流组织状况,获得一些简化的计算公式,并将它们套用到类似的设计中去,但是,它们的精度和使用范围都不能令人满意,尤其当遇到一些特殊难题,如高大空间的气流组织、车间有害气体浓度场分布、室内不同障碍物情况下的气流流动规律等等便无法解决。正是在这种情况下,基于计算流体力学(ComputationalFluidDynamics)的空调系统气流模拟软件发展起来了。
气流模拟软件的发展经历了以下几个阶段:
1)从简单的单个送风口气流状态,到多风口相互影响下的室内气流组织;
2)从二维到三维;
3)从稳态到动态;
4)从层流到紊流;
5)从简单的边界条件和初始条件到复杂的边界条件和初始条件;
6)从单纯的数值计算,到图文并茂的计算和前后处理一体化软件。
比较著名的气流模拟软件有SIMPER、PHOENICS等等,另外很多商业计算机公司,如IBM,也开发了与建筑配套的空调系统气流模拟软件。由于气流模拟的计算复杂,以前大多在工作站或大型计算机上开发,随着微型计算机速度的提高,现在已经有了微机上的气流模拟软件。
气流模拟计算方法以计算机为运算工具,其最大优点是成本低,实践表明,计算机运算的成本要比相应的模型实验低许多倍,随着被研究的物理对象越来越大和越来越复杂,这个优点将更显著;其次是速度块,用计算机运算,设计人员可以在很短的时间内设计对比许多不同方案,从中优选出最佳设计,而相应的模型实验则需很长时间;第三是具有较强的模拟真实条件的能力,它的计算空间不受限制,无须缩小几何比例,而模型实验就难以办到。不过数值计算结果的可靠性主要依赖于数学模型和计算方法的正确程度,故不如实验方法那么直观可靠,因而必要时还须将两种方法结合使用。
2.4基于Internet的空调系统远程监控软件
随着Internet技术的飞速发展,人们通过Internet对世界各地的空调系统进行远程监控已经成为现实。杭州华电华源环境工程有限公司和上海华电源信息技术有限公司共同开发的冰蓄冷空调远程监测系统已经实现了对冰蓄冷空调工程现场的全自动监测,具有以下的功能:
1)管理人员通过Internet能够在任何地方通过密码登录后对各地的冰蓄冷现场控制系统实施远程监测;
2)各地的冰蓄冷现场控制系统能够及时地向管理人员发送运行数据;
3)管理人员能够通过浏览器对各地工程的反馈信息,进行统计整理和比较,并进行故障诊断。
我们相信,在不久的将来,基于Internet的常规空调系统远程监控和故障诊断将成为必然的发展趋势。
2.5基于Internet的暖通空调电子设备手册
暖通空调专业是一个设备应用专业,设备的正确选用和布置是工程设计最关键的环节。由于目前设计人员主要是通过设备手册和设备样本来获取设备的信息,这样获取的数据难以及时更新,查阅起来也不太方便,因此,上海华电源信息技术有限公司提出了开发基于Internet暖通空调电子设备手册的设想。
基于Internet暖通空调电子设备手册,除具有常规设备手册的基本功能(具有设备的使用和安装说明,用户可以查阅)外,而且具有以下常规设备手册所不具有的功能和特点:
1)提供各类设备专门的选型程序,根据用户提交的设计参数,可以迅速从设备库中检索到符合条件的一组设备,显示各自的设计人员关心的数据,利于用户对这些设备进一步的比较和分析。对于某些设备,并提供一些必要的计算和分析功能,简化用户的选型。
2)能够直接根据用户选定的设备生成或调用相应的CAD图形(三视图)。
3)上述功能既能在常规的操作系统和CAD环境下实现,又能在Internet上实现。
4)制定了暖通空调所有设备的标准数据库格式,统一了各生产厂家提供给设计人员的样本的格式,利于设计人员进行分析和比较。
5)各生产厂家可以随时在网上对其产品数据和图形进行更新,从而保证设计人员所得到的产品资料永远是最新的。
目前,该暖通空调电子设备手册已经有Internet、Windows和AutoCAD三个版本的软件产品,Internet版本的产品可以在东方空调网上的数据中心运行。
2.6专业Internet网站的涌现
互联网已经成为暖通空调专业信息交流的一个重要渠道,因此至今已经涌现出了一大批的暖通空调专业和企业网站。目前,各大设备生产厂家均有自己的企业网站。国内比较著名的暖通空调专业网站有东方空调网、暖通空调信息网、中国空调制冷网等,其中东方空调网除提供信息服务外,还提供设计资询和各种暖通空调专业软件的开发和外包服务,及附加技术服务。可以预见,随着人们对互联网络认识的深入,暖通空调专业网站将成为人们日常生活中不可缺少的一部分,暖通空调专业也将随着Internet的发展而进入一个崭新的发展阶段。