車間降溫風機談中國提高建筑空調能效水平風機為什么應在關閉擋板

一、 必要性

1.1 不斷提升建筑空調能效水平是全球性的大趨勢，日本、美國、歐盟已明確 制定了能效水平提高的目標值和時間表

建筑空調是現代社會所必需的可顯著改善人們生活環境，提高生活質量的以人為本的人性化設備。但它同時又是一個能源消耗的大戶，并可能對地球的環境保護造成重大損害，如造成臭氧層空洞的擴大，地球溫室效應的加重，因此世界各國都無一例外地為減輕它的負面影響而制定一些法規和標準。如限定對大氣層會造成危害的多種制冷劑的使用年限。并強調空調節能和制定了建筑空調能效水平提高的目標值和實施時間表。

如美國到2006年要實施的新能源標簽，規定分體式空調器的季節性能效比應達到3.52以上，分體式熱泵型空調器的能效比應達到3.81以上；日本1999年4月1日生效的新能源法，規定制冷量小于2500W的分體式空調的能效比應達到5.27以上；2500W～3200W的分體式空調器的能效比應達到4.90以上；3200W～4000W的分體式空調的能效比應達到3.65以上；

1.2 只有提升中國建筑空調的能效水平，才能使中國的空調產品進入國際市場，保持現在的生產大國的地位

空調作為家用電器的新寵，其年耗電量已超過洗衣機，電視機和電冰箱。是否節能即是標志空調器質量好壞的重要標準，又左右了它的產品能否可持續發展�，F在世界各空調器的生產大國都制定了節能法規，迫使廠家所生產的產品能效比不斷提高。

隨著我國經濟的迅速發展和世界貿易組織（ WTO）的加入，進出口貿易將大大增加，空調產品的能效水平已成為衡量產品質量的重要指標，直接影響其國際競爭力。為確保能量利用的效率，全球許多空調器進口國都制定了空調能效水平的限定值，低于限定值的產品不準生產和限制進口。如德國和香港已明文規定對高能耗、低能效比的空調不準進口。

現在我國的家用空調產量已達2000萬臺，除滿足國內需求外，尚有數百萬臺外銷，不少外商投資在中國的生產點和國內廠家還計劃去那些空調使用率較低的國家和地區，增設新的生產點，或擴大該地區的銷量，這一切都要求提升中國建筑空調的能效水平，以取得該地區的生產權和進口權，并有望在國際空調市場中占據與生產大國產量相稱的市場份額，以往那種產品技術含量低，靠價廉取勝的“地攤式”的銷售理念是無前途可言的。

1.3 空調用電已成為國內的耗電大戶，提升能效比才能改善國內的電力負荷特性，降低尖峰用電負荷比例，達到節能安全用電的目的

由于家用空調具有使用時間集中，季節性負荷大的特點，加重了峰谷電量差距的矛盾，使得電力工程負荷特性劣化，電網負荷率下降，造成電力設施的資源浪費。以上海為例2000年夏季尖峰負荷為1047.6萬千瓦，其中空調用電達390萬千瓦，占尖峰負荷的38.5％，比1999年所占的用電尖峰負荷36％高出2.5％。近幾年新建的電廠、電網僅為滿足電力空調全年1～3個月的運轉，直接導致電力設備年負荷利用小時數的下降，目前全國有2000多萬千瓦的電力設備和電網專為空調服務，而其利用率只有10％，相當于國家投入的2000億巨資卻有90％時間在閑置。

據有關資料，中國目前火力電廠的建設投資每千瓦約6000元，配備脫硫設施需再增加每千瓦900元，另外電網建設每千瓦約2000元，這樣每千瓦的增量用電投資近9000元，遠高于每千瓦空調設備的購置成本，而核電、水電的建設費用比火電還要高3-6倍，現在我國每年生產的家用空調將使電網增加負荷1500萬千瓦，如果能效水平不提升就會給國家造成更大的投資負擔。

二、 技術的可行性

2.1與國際先進水平相比，國內空調的能效水平的提升存在著很大的空間

根據我國家用空調能效比測試的權威部門的報告顯示：從1998年至2001年各地企業送檢的產品中能效水平沒有顯著的增加。有的產品還有輕微的下降，造成這種狀態的主要原因是：生產廠家過分追求市場的占有份額，過于遷就消費者不求節能只求廉價的消費心態。

在某些消費者心目中，空調的年利用天數只有30天左右（制冷和取暖）而且每天也只用幾個小時。因此實際的利用率不到3％（按全年小時算）這樣價廉是第一位的，而節能反而變次要的了，這樣做實際上更加重了尖峰用電的矛盾，惡化了電網的負荷狀況。因此作為國家的主管部門，更應該制定出較強硬的法規限制和取消高能耗低效率產品的生產和銷售。國標中能效比規定偏低，只會起到保護落后的作用，對技術先進的企業起了打擊作用。

從技術上講，中國的空調行業的技術設備引進主要來自日本、美國和意大利，提高能效比是完全可能的。從現在的有一定生產規模、有獨立研發能力的空調骨干廠的決策層的愿望來看，他們希望通過產品質量的提高，能效水平的提升，進行優勝劣汰的競爭。

2.2提升空調能效水平的各種技術手段及評價

業內專家一致認為：提升空調能效水平是一個工程工程，空調的能效水平與壓縮機、換熱器、電機、風機、風工程、制冷劑、控制工程、工程匹配等眾多因素有非常密切的作用關系，為此各空調生產大國展開了深入的研究和分析。

2.2.1美國能源部的研究報告

美國能源部采用逆工程分析法，對現有的71種產品進行了工程分析。通過各類產品的詳細的成本構成，評估出各項改進對能效比貢獻量的大小，并由此預測出隨著能效水平標準的提升將會造成相對成本的上升幅度，從而為制定性能價格比最合理的標準提供依據。

通過工程分析，若將能效比提高20％，成本增加27％；能效比提高30％，成本增加44％；能效比增加40％，成本增加60％；因此能源部將能效比的增幅定為20％就容易被廠家和消費者接受。如果將直接原料按換熱器、壓縮機、其他原料來劃分，則能效提高20％，上述三項的成本增加比例分別為37.6％、25.1％和8.2％。

2.2.2歐盟所進行的提升能效水平(EER)的技術手段的研究分析

歐盟通過研究分析所得到的提升能效水平的三種主要的技術解決方案是：

（A） 熱交換表面積增加；

例如：（1）增加換熱器面積30％，EER平均提高8％；

（2）增加一個制冷管，EER平均提高10％；

（B） 增加熱交換系數；

例如：（1）改進管道設計，EER平均提高8％；

（2）使用高效風機，EER平均提高1％；

（C） 其他情況；

例如：（1）使用電子整流電機，EER平均提高2％； （2）改進壓縮機效率5％，EER平均提高3％。

2.2.3日本提升能效水平的技術手段和實例

由于日本能源緊缺，崇尚節約，因此是世界最重視和最強調空調能效水平要求的國家。從2000年開始為了達到高性能的要求，日本本土空調制造商放棄了產品設計小型化的要求，開始向大型化發展，下面以同一品牌的一個可比產品舉例：

從表中可以看出：隨著能效水平的大幅度提高，產品尺寸、重量也相應增大，其中換熱器的增大是產品體積、重量增大的最合理的解釋。

2.3改進換熱器是提高空調能效水平最易見效果的手段之一

對于一個選定壓縮機的制冷工程而言，換熱器無疑是提高制冷量的關鍵所在，換熱面積的大小，換熱效率的高低都對制冷量有著直接的影響。

根據基本的傳熱方式： 換熱量Q=KFθm

其中：K為傳熱系數； F為換熱面積； θm為傳熱溫差；

K作為傳熱系數與風速有關，當風速增大時，K和Q也隨之增大，但同時風機的耗能也增加，所以對能效水平的提高而言，K有一個上限，K的大小同時還受到因風速增大而引起噪音的限制。

而換熱器面積的增大，則可以在不增加輸入功率的前提下，成正比地增加換熱量，從而提高能效水平，同時由于換熱器面積的增大，還可降低壓縮機的壓比，提高整個工程的效率，有關資料的數據還表明：空調的能效水平的增加基本上與兩器換熱面積的增加成正比。

因此通過對各國提高空調器能效水平的技術途徑分析，雖然理論上有許多提高空調節能水平的方法可選擇，各國也采納了眾多的技術手段，但在實際應用中，殊途同歸，目前最常用，最有效的節能方法仍是通過增大室內外換熱器的面積來提高能效水平。產品效率的提高所采用的多種技術措施，往往會導致成本的增加，這個成本增加是否值得應從整體效應中加以評價。如果將現在實施的強制型的能效限定值(EER)標準，提高10％，變成節能評價值的能效比（EER），不僅減少了電力需求量，降低了電網峰荷，節約了電力基建投資，節電收益將超過成本增加值，其收益比可達1.43，總的結果是得大于失，利大于弊。

風機啟動時，電動機帶動轉子由靜止逐漸升速到額定轉數，由于慣性原因，啟動轉矩較大。因此，使電動機的啟動電流也很大，一般約為額定電流的4——7倍。
如果在啟動時不關擋板，就是通常所說的帶負荷啟動，這樣會使啟動轉矩更大，啟動電流勢必更加增大，啟動時間也要延長，嚴重時有可能使電動機燒壞。因此規定，風機必須在擋板關閉的情況下啟動，待達額定轉數后，電動機電流指示正常，才允許逐漸開大擋板，接待負荷。
運行中“風機跳閘強送”，是指風機由于某種原因跳閘停止運行，如果跳閘時未發現電流過大以及機械損壞，鍋爐也未因此而滅火，這時可重新合閘，使其恢復運行。由于跳閘發生在瞬間，風機因慣性還在以一定轉速惰走，這時不關擋板啟動，轉矩也不會很大，不致出現過大的電流，而能為迅速恢復正常運行贏得時間。

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