对于热源驱动的新风机组:美国能源部支持的Ail Research公司正在研发的氯化锂溶液除湿机,期望在85℃热水为驱动源的情况下,达到的COP为0.6。以色列的一家正式溶液除湿产品的公司,其COP低于0.6。美国近期一期刊文章分析结果表明,当使用天然气作为热源时,溶液系统的COP可达1.5,但尚未见相关产品问世。国内浙江大之胶囊厂、青岛益青的使用的溶液调湿式空调机组,采用蒸汽作为驱动源,能源利用率COP在0.3~0.5,但它们都不能用低温热源(70℃)驱动。清华大学研制的溶液式空调机组,当采用70~75℃热水驱动时,实际测试结果表明:系统的COP为1.2,远高于目前国内外使用低温热源驱动的溶液式空调机组;专家鉴定意见为具有国际先进水平,其中再生器的效率和综合能效比达到国际领先水平。
对于采用电驱动的热泵型溶液新风机组,日本最新的一项研究将CO2热泵和固体转轮配合实现除湿,模拟COP为2.1。清华大学研制的电驱动的溶液式空调机组,实测结果表明:系统的冬夏COP为5,高于目前国外的研究水平;专家鉴定意见为:具有国际领先水平。
如果能实现上述研发机组的产品产业化和广泛应用,将产生重大的社会效益和经济效益。但目前这些产品在工艺设计流程、成本控制、性能参数、市场需求响应及标准化方面,均存在一定的问题。将针对机组的调节和控制性能、提高生产制造工艺、实现标准化方面展开研究,进一步解决实际应用和推广中的问题。
5、采用高温冷源的干式末端装置
目前空调系统的末端装置多为“湿式”末端装置,送入末端装置的冷水温度多为5~7℃,还要用于建筑的除湿功能要求。因而,市场上的产品也多用于此工况。在温湿度独立控制空调系统中,采用高温冷源的干式末端装置与常规的末端装置区别在于其冷水温度与室温的温差比较小,因此单位面积供冷量也较常规小一些,这就需要采用高温冷源的末端装置有较大的供冷面积和紧凑的结构。
高温冷源的干式末端装置主要有两种形式:辐射末端和干式风机盘管。辐射末端是一种舒适性很高、稳定性好、节能效果显著的末端装置,在欧洲已经有很广泛的应用,在我国低温地板采暖也有十几年的应用经验。辐射末端可以是辐射板、毛细管等多种形式。目前,毛细管多为进口产品,如何解决既具有优良性能又具有低成本、具有市场竞争力、可靠性能高的产品成为一项重要研究内容。
干式风机盘管具有风量大、噪声小、结构简单、安装位置灵活等优点。采用高温冷源的干式风机盘管在国外已有产品,如丹佛斯等,基础技术及理论也基本上得到了解决,然而国外的产品还存在部分缺陷,特别是在产品的工艺改进方面有待改善。由于无凝水产生,可以重新设计出性能优异、而且价格低廉的干式风机盘管结构,并将其推广使用。
6、高温冷水机组
国内外冷水机组的研究与生产,大多将注意力放在供水温度为5~7℃的冷水机组上。对于用于温湿度独立控制空调系统的供水水温16~18℃的高温冷水机组,在国内外目前还没有定型的产品,这方面的研究工作也很少看到。目前已有的一些温湿度独立控制系统的工程,是将5~7℃冷水经换热后得到高温冷水去除室内余热,但此方法丧失了温湿度独立控制方式降低能耗的优越性。
高温冷水机组的压缩比减小,如何使得机组在小压缩比工况下有较高的性能系数COP是其中的难点。由于离心式和活塞式的冷水机组无“内压缩”问题,而且离心式冷水机组的效率普遍高于活塞机组,因而研究离心式的高温冷水机组显得尤为重要。
小结
节约能源是我国的一项基本国策,建筑节能是我国节能工作的一个重要领域,它是执行国家节约能源,保护环境、实现可持续发展战略的重要组成部分。本文从空调系统的架构(新型温湿度独立控制空调方法、水系统的节能研究等),到核心产品开发(溶液调湿式新风机组、干式末端装置、高温冷水机组等),对降低大型公共建筑能耗进行了详细论述,相关工作对提高我国大型公共建筑节能水平具有重要作用。(作者:中国建筑设计研究院建筑节能与新能源工程中心主任 丁高)(《建设科技》提供)