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建筑节能关键技术研究

l   温湿度独立控制的中央空调

全新的大型公建中央空调方式,彻底解决了湿度不能独立调节问题,彻底解决了空调造成的室内生物污染。温湿度独立控制空调系统中,采用温度与湿度两套独立的空调控制系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。中心于2006年出版了《温湿度独立控制空调系统》的专著。由于温度、湿度采用独立的控制系统,可以满足不同房间热湿比不断变化的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)的现象。温湿度独立调节空调系统,可比常规空调系统实现30%的综合节能效果。

中心对于温湿度独立调节的核心部件,例如对用于东南潮湿地区的新风处理——溶液除湿空调技术,对用于西北干燥地区的制备冷水机组——间接蒸发冷却技术,进行了大量的理论基础研究、样机研制、实验测试等工作。20073月鉴定的热泵驱动的溶液除湿空调,在高温高湿最不利工况下COP达到5.0,鉴定专家认为产品属于国际首创200610月鉴定的间接蒸发冷水机组,在乌鲁木齐等地测试结果COP超过10,鉴定专家认为产品属于国际领先水平

温湿度独立控制空调系统是全球中央空调未来的发展方向,需要完全开发研究系列的新型配套产品,成就一个全新的空调产业。20079月由清华大学建筑节能研究中心倡议并组织成立了温湿度独立调节空调技术推广联盟,参加推广技术联盟的成员除了清华大学外,有中国建筑设计研究院、深圳电子院设计有限公司等设计单位,青岛海尔空调电子有限公司、际高制冷空调设备有限公司等空调产品生产企业,深圳招商地产股份有限公司等应用展示及技术宣传基地。目前,已有超过150万平方米的建筑采用温湿度独立调节空调系统,每年可比常规空调系统节省运行费用15002000万元。其中包括奥运建筑配套工程天津火车站改扩建工程、深圳招商地产办公楼等建筑。

   

l   基于热管技术的数据中心和通讯机房的环控技术

通信设备机房内部发热量大,可达2001500W/m2,这些热量主要来自于机房内的通讯设备,为了维持通讯设备允许的工作温度,机房内采用空调设备来将机房内产热排出室外。机房空调系统负荷非常高,空调电耗量巨大。中央国家机关办公楼的信息中心用电占办公楼总用电量的30%以上。通常移动基站中有25%50%的能耗被消耗在空调上,而在机楼中,配电量的一半是为了满足空调的要求。将分离式热管应用于机房空调中,机房内的蒸发器为该系统的热端,机房外的冷凝器为其冷端。蒸发器中的循环工质在机房内被加热蒸发为气体,经过气体总管进入冷凝器,并在冷凝器内冷凝为液体,然后通过液体总管回到蒸发器,完成一个循环。冷凝器可以采用风机强迫对流方式或者自然对流方式。

中心研发的热管产品已在中国移动基站现场安装了一套,并试运行了两个多月实验,运行结果良好。20079月,基站安装了热管系统后,在试运行的两个月时间里,空调机未再启动,仅依靠热管系统保障基站的散热。此期间,室外最高温度达35℃,但通信设备运行良好,未出现任何故障,热管系统能耗仅有原空调系统的25%,环境控制能耗下降75%,并彻底解决了其它方式室内粉尘污染,湿度保持等问题。近期拟在北京民政部机房、上地软件园机房安装热管机房空调设备,并在此基础上,进一步推广应用。