毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.研究医院暖通空调系统背景与意义

由于人口增长和人均能耗增加，世界能源消耗量显著增加。能源需求量日益提高，但现有化石燃料源在不断枯竭。这促使我们要更高效地使用能源。研究表明，医院能源消耗量约占了公用建筑能源消耗总量的6%。供暖，通风和空调（HVAC）系统的电耗是医院能耗的主要组成部分，是空调节能的主要内容^[1]。中央空调能耗主要包括空调冷热源；空调机组及末端设备以及水或空气输送系统^[2]。在这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半，所以对医院的暖通空调系统冷热源进行优化设计有较为重大的意义。

2.常见的医院暖通空调系统的研究现状

医院暖通空调系统的冷热源选择是多种多样的，其中最常用的是冷水机组 锅炉、空气源热泵和热源塔热泵三种方式。冷水机组 锅炉就是夏季用冷水机组供冷，冬季用锅炉烧热水供暖，也可以由热电厂或集中供热站供应蒸汽，经换热器转换成60℃热水，供空调机组使用^[3]。空气源热泵则是冬季从室外空气中吸热并向室内放热，夏季则放热给室外空气成为冷热源^[3]。而热源塔热泵是一种以空气为热源，通过塔体与空气进行热量交换，实现制冷、供暖及提供生活热水等多种功能的新型节能设备。热源塔热泵系统的热源虽然也来自于空气，但它有别于传统空气源热泵从空气中获取能量的方式，而是利用水源热泵将热源塔从空气中吸收的低品位热能用于空调制冷、供暖和提供生活热水。在夏季，热源塔热泵机组把热源塔用作冷却塔，利用水的蒸发散热，能效比可达5.5以上;在冬季，热源塔热泵机组利用冰点低于0℃的载体介质，高效提取-9℃以上、相对湿度较高的低温环境下空气中的低品位热能进行供热，解决了传统空气源热泵冬季结霜问题，省去了传统空气源热泵的电辅加热，节能性大大增加^[4]。

2.1冷水机组和锅炉

冷水机组是常见的空调冷源，主要由蒸发器，冷凝器，压缩机和膨胀阀构成。常用的空调冷水机组主要有蒸汽压缩式冷水机组和吸收式冷水机组。压缩式冷水机组是以电能为动力的,按照压缩机的种类又可分为离心式、螺杆式、活塞式和涡旋式冷水机组。吸收式冷水机组是以热能为驱动力的,通常有单效和双效之分,其工质一般采用溴化锂水溶液^[5]。如今的建筑物在通风和空调上消耗越来越多的能量，吸收式冷水机组相比于传统的机组有更好的性能，不仅能控制房间的温度和湿度，还能有效减少室内有害的化学物质等^[6]。

冷水系统的优缺点很明显，优点有初投资低 (房间空调器除外)，供电总容量与水源热泵、多联机相比较少；运行费比较低；主机寿命最长，按美国ASHRAM标准为23年；而且制冷机和水泵以及冬季换热器集中在一个机房中便于维修。缺点则是系统太庞大，难以进行分户计量、分户控制和假日个别房间使用。所以一般都另配几套多联机，给加班多的房间使用，也可以采用多机头冷水机组或大小搭配，以满足低负荷的需求；机房空间大，管道占空间多；冷却塔有一定噪声，放裙房顶上时必须妥善处理，冷却塔也有损美观^[3]。更重要的是冷水机组的运行性能不但受自身因素的影响,还受其所处的运行条件的影响。在对各种影响因素进行分类时,可以先分成两大类，即内部因素和外部因素。内部因素反映的是冷水机组的型式、制造水平、压缩机的类型、制冷剂的种类以及充装量等；外部因素则是指冷水温度、冷却水温度等影响蒸发和冷凝温度的因素^[7]。

按冷凝器不同冷水机组可分为两大类，空冷和水冷。就机组的全负荷性能来讲 , 风冷式冷水机组的单位制冷量的耗电量要比水冷式冷水机组大得多。但不能就此认为风冷式冷水机组的全年运行能耗一定要比水冷式冷水机组大，因为空调负荷总是随室外气象参数的变化而变化的，冷水机组实际运行过程中大部分时间都是处于部分负荷运行状态^[8]。相同满负荷能效比的冷水机组，在部分负荷下的运行费用有可能会相差10%以上^[2]。所以选取何种方法应根据工程情况而定。

对于如何节约冷水机组的能耗，以往的控制策略是以空调的负荷来控制冷水机组的起/停，基本上未考虑单台冷水机组的能耗比，一般都是接近在线运行冷水机组的满负荷才考虑加载。尽管多开一台冷水机组要消耗能量，但是研究表明, 多开一台冷水机组能使在线运行的所有冷水机组都处于最佳或者比较佳的能耗比，在一定条件下也能节省能量^[9]。而且现有的空调水系统中，基本上都是采用一次泵定流量系统，而实际运行中冷水机组多数时间都不是在额定负荷下运行，这导致了一次泵定流量系统中常会出现大流量，小温差的情况，致使冷水机组的实际运行能效比较低，不利于节能。故随着冷水机组技术的完善和变频技术的普及，越来越多建筑的中央空调系统开始采用一次泵变流量系统以节约能源^[10]。冷水机组示意图如下。