集中式空調(diào)系統(tǒng)（火用）分析模型

羅榮才

摘 要：目前我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展中，集中式空調(diào)系統(tǒng)作為公共建筑的能耗大戶，其節(jié)能問(wèn)題不容忽視，本文以一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為例，對(duì)空調(diào)房間和表冷器建立了（火用）分析模型，為集中式空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造指明了方向。

關(guān)鍵詞：集中式空調(diào)系統(tǒng)；一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；（火用）分析；模型

引言：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的深化發(fā)展，城市中的現(xiàn)代化建筑特別是公共建筑大量增多， 空調(diào)系統(tǒng)作為現(xiàn)代化建筑中不可或缺的部分已經(jīng)成為現(xiàn)代人關(guān)注的重點(diǎn)。據(jù)調(diào)查，在中國(guó)，空調(diào)系統(tǒng)的能耗問(wèn)題非常嚴(yán)重，特別是公共建筑中的集中式空調(diào)系統(tǒng)，其能耗已經(jīng)超過(guò)整個(gè)建筑能耗的60%。究其原因，一是因?yàn)闆](méi)有做好優(yōu)化設(shè)計(jì)，二是因?yàn)樵O(shè)備陳舊落后，三是因?yàn)槿藛T管理問(wèn)題。有研究表明，大部分空調(diào)系統(tǒng)由于上述原因，存在能效低的問(wèn)題，造成了非常嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。因此，為了響應(yīng)政府號(hào)召，使空調(diào)系統(tǒng)，特別是集中式空調(diào)系統(tǒng)更為節(jié)能，本文對(duì)其進(jìn)行（火用）分析，從而可以對(duì)集中式空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造的方向進(jìn)行指導(dǎo)。

一、（火用）分析法

工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、通風(fēng)工程和空氣調(diào)節(jié)等領(lǐng)域均是空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的能耗分析所需要設(shè)計(jì)到的領(lǐng)域，因此，空調(diào)系統(tǒng)的能耗分析是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。（火用）分析法式目前關(guān)于能耗分析的一種比較主流的方法。

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量的總量不變，舉例來(lái)說(shuō)，砂輪機(jī)在磨削工件的過(guò)程中，可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能；在熱機(jī)的工作過(guò)程中，可以將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但是無(wú)論如何轉(zhuǎn)變，能量總量不變。而在熱力學(xué)第二定律中，卻提出了能量是有品質(zhì)的。舉例來(lái)說(shuō)，電能的品質(zhì)比熱能高，電能可以完全轉(zhuǎn)化為熱能，但是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能卻需要付出代價(jià)。也就是說(shuō)，熱能和機(jī)械能的品質(zhì)不一樣。

我們可以將能量看成是由兩個(gè)部分組成的，一部分是有用功，一部分是無(wú)用功，理論上把能夠轉(zhuǎn)化為有用功的那部分能量稱為（火用）（Exergy），把不能轉(zhuǎn)化為有用功的那部分能量稱為（Anergy），因此可得式1。

二、集中式空調(diào)一次回風(fēng)系統(tǒng)（火用）分析模型

對(duì)于一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行（火用）分析，其中空調(diào)房間的（火用）分析模型如圖所示。

根據(jù)（火用）平衡可得空調(diào)房間的（火用）損失如式1所示

在圖2中，表示的是表冷器（火用）分析模型，表冷器（火用）損失如式2所示。

三、結(jié)論

對(duì)于集中式空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用（火用）分析方法對(duì)其進(jìn)行能耗分析不同于傳統(tǒng)的能耗分析方法，文中對(duì)于一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)建立了（火用）分析模型，提出了一種新型的能耗分析方法，可以根據(jù)這種方法對(duì)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的冬季工況以及其他的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行（火用）分析，進(jìn)而與設(shè)備和工程相結(jié)合，形成一種新的設(shè)計(jì)方法，以及為節(jié)能改造給出方向和決策。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈浩，李念平，商場(chǎng)空調(diào)能耗系統(tǒng)評(píng)價(jià)與節(jié)能研究[J].制冷空調(diào)與電力機(jī)械，2005，2（25）：31-33