《节能空调系统》课件

节能空调系统提高能源效率，降低环境影响目录空调系统基础知识节能空调技术概述关键节能技术地源热泵与太阳能系统第一部分空调系统基础知识基本定义主要组成调节空气温度、湿度、洁净压缩机、冷凝器、蒸发器、度的设备系统节流装置系统分类什么是空调系统？温度调节制冷供热双重功能，提供舒适温度湿度控制调节室内湿度，防止过干或过湿空气净化过滤尘埃颗粒，改善空气质量空气循环空调系统的主要组成部分压缩机冷凝器1压缩气态制冷剂，提高温度和压力散热冷却，使制冷剂液化2蒸发器膨胀阀43吸收环境热量，使制冷剂气化降低制冷剂压力，控制流量制冷循环原理压缩过程1低压气态制冷剂被压缩成高温高压气体冷凝过程2高温高压气体冷却成高压液体，释放热量节流过程3高压液体通过节流装置降压，温度下降蒸发过程4低温低压液体蒸发成气体，吸收环境热量空调系统的类型窗式空调分体式空调中央空调多联机系统安装在窗户上，一体化设室内外机分离安装集中制冷供热，统一控制一台室外机连接多台室内/计机噪音小，美观，安装灵活适用小型空间，成本低适用大型建筑，效率高分区控制，灵活性强空调负荷计算外部热负荷1太阳辐射、室外温度传导内部热负荷2人员、设备、照明散热新风负荷3室外空气引入所需处理能量湿负荷4水蒸气处理所需能量第二部分节能空调技术概述能效提升降低能源消耗，提高冷热转换效率环境友好减少碳排放，使用环保制冷剂智能控制按需供冷供热，避免能源浪费可再生能源融合结合太阳能、地热等清洁能源为什么需要节能空调？30%能源消耗建筑能耗中空调占比13%碳排放全球碳排放来自空调系统40%节能潜力采用节能技术可减少能耗60%成本节约可降低的运行成本比例节能空调的定义高能效比环保制冷剂12单位能耗产生更多冷热量低值，对臭氧层无害GWP可再生能源利用智能控制结合太阳能、地热等清洁能源根据实际需求自动调节运行状态43节能空调的发展历程年代19701能源危机促使空调效率研究年代19902变频技术引入，能效大幅提升年代20003智能控制系统普及，精确调节年代20104新型制冷剂应用，环保性提高年代20205与物联网融合，实现自学习节能AI节能空调的市场现状第三部分节能空调系统的关键技术变频技术热回收技术新型制冷剂智能控制调节压缩机转速，按需供能回收废热，提高系统效率低值，环保高效自动调节，优化运行GWP变频技术转速调节1根据负荷需求调整压缩机转速节能效果2避免频繁启停，节电30-50%温度精确控制3温度波动小，舒适度提高热泵技术逆卡诺循环原理1从低温热源吸收热量，提升温度后释放供热模式效率高2值可达，比电阻加热节能COP3-570%双向运行3夏季制冷，冬季供热，全年利用多热源适应4可利用空气、水、土壤等多种热源热回收技术什么是热回收常见热回收设备节能潜力回收排出空气中的热量或冷量，预处•转轮式热回收器可降低新风处理能耗50-80%理新风•板式热交换器回收率最高可达以上85%减少新风处理能耗，提高系统效率•热管换热器新型制冷剂制冷剂类型值值特点GWP ODP高效但高R410A20880GWP中等，效R326750GWP率高丙烷天然制冷剂，R29030易燃天然制冷剂，R744CO210高压类，轻微R1234yf40HFO可燃智能控制系统多参数感知温度、湿度、人员、监测CO2智能算法负荷预测，运行参数优化远程控制手机操作，随时调节APP能耗分析实时监测，提供节能建议高效换热器设计微通道技术强化换热表面新型材料应用增大换热面积，减小体积采用肋片、涡流发生器等结构高导热铝合金、复合材料传热效率提高以上打破边界层，增强对流换热提高导热性能，减轻重量30%第四部分地源热泵技术地源热泵原理地温稳定性热交换1地下温度全年相对恒定，冬暖夏凉通过埋管与地壤进行热量交换2建筑应用热泵作用43为建筑提供冷热源，实现供冷供热压缩机提升温度，适应供暖需求地源热泵系统的优势高能效值可达，比空气源高COP4-525-40%稳定性高不受气候影响，全年稳定运行环保低碳碳排放量比常规空调低以上60%寿命长地下换热系统使用寿命可达年以上50地源热泵系统的应用场景大型商业建筑住宅小区学校校园办公楼、商场、医院等大型建筑理想集中供暖制冷，降低居民能源成本占地面积大，适合大规模地热交换选择地源热泵系统设计要点系统匹配1热泵容量与建筑负荷匹配地质勘察2了解土壤导热性和地下水情况埋管设计3合理确定埋管深度和间距水系统优化4确保水系统平衡和高效循环地源热泵系统案例分析12000m²建筑面积某办公楼项目规模450kW系统容量总冷热负荷设计值35%节能率与传统中央空调比较年6回收期投资额回收时间第五部分太阳能空调系统可再生能源利用系统类型利用太阳能为空调系统提供光伏驱动式、太阳能热驱动动力式减少化石能源消耗，实现零结合建筑一体化设计，美观碳运行实用适用区域太阳能资源丰富地区效果最佳可与常规系统混合使用，提高可靠性太阳能空调工作原理光伏驱动式太阳能热驱动式混合式系统太阳能电池板发电太阳能集热器吸收热量结合两种技术优点电力驱动压缩机运行驱动吸收式吸附式制冷循环光伏供电热驱动备用/+可配备储能系统利用热能直接制冷全天候运行可能性直流变频更高效与建筑供热结合效果好能源利用效率最高太阳能空调系统类型太阳能吸收式制冷利用太阳能热水驱动吸太阳能吸附式制冷光伏并网空调系统收式机组利用吸附材料的物理吸与电网并联，双向供电附制冷光伏直驱变频空调太阳能喷射制冷光伏发电直接驱动变频利用喷射器作为膨胀装空调3置2415太阳能空调优势与局限性优势局限性•利用可再生能源，零碳运行•初始投资成本高•运行成本低，维护简单•依赖天气条件，稳定性受限•负荷特性与太阳能资源匹配•系统效率有待提高•可与建筑一体化设计•需要辅助能源保障连续运行太阳能空调应用案例商业建筑学校食堂住宅建筑屋顶安装太阳能光伏系统，覆太阳能吸收式制冷，夏季制冷冬季供与空调一体化设计，美观实用100kW BIPV盖空调负荷热40%第六部分空调系统节能运行策略需求侧管理优化末端使用，减少不必要的冷热需求系统优化控制调整运行参数，提高系统运行效率设备效率提升维护和更新设备，确保高效运行能源综合利用废热回收，可再生能源结合温度设定优化新风控制策略需求控制通风1根据人员密度和浓度动态调节新风量CO2时间表控制2根据建筑使用时间调整新风运行计划温度联动控制3利用自然冷源，减少机械制冷需求冷热源优化运行负荷预测1基于历史数据和天气预报设备优选2选择最佳运行设备组合参数优化3调整水温、流量等运行参数系统联动4水系统与风系统协调运行水系统平衡调节水力平衡作用平衡阀调节变速泵控制确保各用水支路获得通过平衡阀调整各支根据实际需求调整水设计流量路阻力泵转速水系统优化减少无效流量，降低能耗变水量技术应用变流量系统原理关键设备选择12根据负荷变化调整水泵流量和压头变频水泵、二通调节阀、差压传感器控制策略实施节能效果评估34末端需求反馈，控制器智能调节与定流量系统相比，可节能30-50%第七部分建筑与空调系统协同节能协同设计理念关键协同点综合效益建筑与空调系统一体化设计•建筑朝向与空调负荷节能率提高20-40%•围护结构与设备容量主动式与被动式节能措施结合舒适度和室内环境质量提升•自然通风与机械通风系统投资与运行成本双降•遮阳系统与冷负荷减少建筑围护结构优化自然通风与空调结合过渡季节1完全依靠自然通风，关闭空调系统冷季初末期2夜间自然通风，白天辅助空调热季非峰期3早晚自然通风，中午空调运行极端气候期4全天空调运行，自然通风补充新风遮阳系统设计外部活动遮阳固定遮阳构件智能玻璃适应太阳角度变化，遮阳效果最佳投资低，维护简单，适合特定朝向可调节透光率，兼顾采光与遮阳蓄冷蓄热技术夜间蓄冷日间释放1利用电价低谷，储存冷量高峰时段释放冷量，减少运行2经济效益削峰填谷43减少设备投资，降低运行成本平衡电网负荷，降低最大需量绿色屋顶与空调节能第八部分空调系统能效评估评估目的评估指标评估方法量化节能效果，发现优化空间能效比，系统能效比实测验证，能耗模拟，标杆对比EER/COPSCOP为决策提供依据，指导系统改造能源审计，全生命周期分析能源利用效率，碳排放强度EUI空调系统能效指标指标名称计算方法适用范围参考值制冷量输入单台设备制冷EER/

3.0-

5.0功率制热量输入单台设备制热COP/

3.5-

5.5功率部分负荷性能变负荷运行IPLV

4.0-

6.5综合评价全季节系统性整个系统全年SCOP

4.0-

7.0能性能年单位面积年耗建筑空调能耗kWh/m²·30-80电量能效等级标准一级能效1市场领先，高性能产品二级能效2优于平均水平三级能效3符合基本要求

四、五级能效4低效产品，逐步淘汰节能量计算方法基准能耗确定使用历史数据或标准值作为参考实际能耗测量安装能耗计量装置，收集数据节能量计算基准能耗实际能耗节能量-=校正因素应用考虑气候、使用模式等影响因素节能效果评估工具能耗模拟软件监测分析平台能源审计工具实时能耗监测和异常能源流向和使用效率EnergyPlus,eQUEST,分析分析DOE-2经济性分析工具投资回收期和净现值计算第九部分节能空调系统的经济性分析初始投资成本40%主机设备冷热源、空气处理设备成本25%末端设备风机盘管、散热器等设备成本20%管道系统通风管、水管、保温材料成本15%控制系统自动控制设备、传感器成本运行成本分析维护保养电力成本定期检修、清洗、更换耗材，约占12空调系统用电费用，约占70%15%水费成本人工成本43冷却水、加湿用水费用，约占操作人员工资，约占5%10%节能效益计算能源费用节约1节约电费节电量电价=×维护成本降低2高效设备故障率低，维修频次减少设备寿命延长3运行负荷降低，使用寿命提高碳减排收益4碳交易市场潜在收益减排量碳价=×投资回收期估算全生命周期成本分析购置成本1设备购买、安装、调试费用运行成本2能源消耗、维护保养、人工费用更新改造3设备更换、系统升级费用报废处理4设备拆除、废弃物处理费用第十部分节能空调系统的未来发展趋势智能化升级算法优化，自学习控制AI物联网集成全系统互联，远程监控管理低碳环保超低制冷剂，零碳运行GWP分布式能源多能互补，源网荷储一体化人工智能在空调节能中的应用预测性控制自适应优化异常检测基于机器学习的负荷预测实时参数优化算法设备性能衰减早期发现提前预冷预热，削峰填谷动态调整设备运行工况故障预测与诊断根据天气和使用模式自动调节持续性能微调，最大化效率预防性维护建议物联网技术与空调系统集成新型环保制冷剂的研发自然工质类制冷剂混合工质HFO、、、等低制冷剂多组分混合，平衡性能与环保CO2R744HCR290NH3R717R1234yf R1234ze GWP分布式能源与空调系统结合分布式光伏热电联产1直接驱动空调，降低输电损耗冷热电三联供，能源梯级利用2储能系统微电网控制43电储能与蓄冷蓄热结合智能调度，优化能源配置总结与展望系统集成重要性全生命周期视角节能空调不是单一设备，而从设计、施工到运行、改造是系统工程全过程优化建筑、设备、控制和能源多兼顾环境影响和经济性分析方协同未来发展方向智能化、低碳化、分布式、人性化实现节能减排与舒适健康的双赢。