中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

祖述程 唐 亮

（1、哈爾濱奧科空調(diào)制冷設(shè)備安裝工程有限公司，黑龍江 哈爾濱150000 2、北大荒龍墾麥芽有限公司 哈爾濱分公司，黑龍江 哈爾濱150060）

在各類建筑物中，大量采用先進(jìn)設(shè)備和相應(yīng)先進(jìn)配套設(shè)備而組成的中央空調(diào)系統(tǒng)已成為體現(xiàn)現(xiàn)代化建筑的重要技術(shù)指標(biāo)之一，是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。我國(guó)的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強(qiáng)用能的管理，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承擔(dān)的措施，減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。節(jié)能還包括再生能源和新能源的開(kāi)發(fā)利用。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)

通常供給中央空調(diào)系統(tǒng)的能量由熱源和冷源、經(jīng)水系統(tǒng)傳遞給風(fēng)系統(tǒng)，再由風(fēng)系統(tǒng)將能量傳遞給被調(diào)節(jié)的房間，以達(dá)到所要求的室內(nèi)溫、濕度參數(shù)。能量有效利用的評(píng)價(jià)指數(shù)可由單位能耗指數(shù)、空調(diào)耗能系數(shù)（CEC）來(lái)評(píng)定。

1.1 建筑物熱特性評(píng)價(jià)指數(shù)

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能直接決定了空調(diào)房間的冷（熱）負(fù)荷，若要節(jié)約中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗，就必須改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能?，F(xiàn)在許多國(guó)家提出了各種改善建筑保溫性能的措施，并規(guī)定了圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大傳熱系數(shù)。一些國(guó)家采用限制年負(fù)荷系數(shù)（PAL）

1.2 空調(diào)耗能系數(shù)（CEC）

由（2）可知，CEC即為全年系統(tǒng)冷、熱源耗能量與全年系統(tǒng)泵與風(fēng)機(jī)耗能量之和，除以全年系統(tǒng)供熱負(fù)荷、供冷負(fù)荷、新風(fēng)冷負(fù)荷、新風(fēng)熱負(fù)荷之和。當(dāng)采取節(jié)能措施，降低系統(tǒng)能耗時(shí)，CEC的值可判斷中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。對(duì)不同規(guī)模（大、中、?。⒉煌貐^(qū)（寒、溫、熱）的標(biāo)準(zhǔn)辦公樓所做的設(shè)計(jì)以及利用計(jì)算機(jī)模擬求得CEC數(shù)值表明：基準(zhǔn)型中央空調(diào)系統(tǒng)的CEC約在1.6左右；節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)的CEC可接近1.1。

2 影響中央空調(diào)的節(jié)能的幾個(gè)方面

2.1 中央空調(diào)的操作和管理人員缺乏專業(yè)知識(shí)

許多中央空調(diào)的操作和管理人員缺乏一般的熱力學(xué)知識(shí)和制冷空調(diào)理論知識(shí)，整個(gè)班組沒(méi)有暖通空調(diào)方面的技術(shù)人員，有一兩個(gè)從事過(guò)制冷空調(diào)的老工人以屬不易。許多操作人員對(duì)運(yùn)行期間進(jìn)行怎樣調(diào)節(jié)，不甚了解。

2.2 對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)的節(jié)能普遍重視不夠

水泵、風(fēng)機(jī)的耗能占中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的30%左右，這方面的節(jié)能潛力大有可挖。然而普遍重視不夠，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.3 過(guò)渡季節(jié)不懂得利用室外空氣降溫

過(guò)渡季節(jié)利用室外空氣降溫可節(jié)省相當(dāng)多的能源，然而運(yùn)行管理中許多操作人員依然按照夏季空調(diào)方案運(yùn)行，浪費(fèi)了許多能源。由于過(guò)渡季節(jié)時(shí)間不短，如能掌握空調(diào)原理，根據(jù)室外溫度予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，加裝回風(fēng)系統(tǒng)、增大新風(fēng)閥、空調(diào)區(qū)域妥善分區(qū)等。

2.4 冷卻塔質(zhì)量差，導(dǎo)致制冷主機(jī)耗電增加

許多單位設(shè)計(jì)時(shí)選擇冷卻塔是足夠大的，且有富余量。由于冷卻塔制造、安裝質(zhì)量差，所以實(shí)際冷卻能力比標(biāo)識(shí)的冷卻能力偏小了不少，導(dǎo)致冷卻水溫偏高，冷冷卻塔進(jìn)出口溫差過(guò)小，直接導(dǎo)致冷水機(jī)組冷凝溫度提高制冷系數(shù)降低，耗電量增加。有的單位將就著運(yùn)行，其結(jié)果是浪費(fèi)了大量的電能(冷凝溫度提高一度，冷水機(jī)組運(yùn)行電流約增加4%)。有的單位甚至因冷卻水溫過(guò)高而自動(dòng)停機(jī)或卸載來(lái)維持運(yùn)行，最終不得不增加冷卻塔的臺(tái)數(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

3 中央空調(diào)系統(tǒng)具體節(jié)能措施

中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，要求在能源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程中貫徹節(jié)能的觀點(diǎn)，才可能達(dá)到節(jié)能的效果，如果在某個(gè)環(huán)節(jié)上造成了能源的浪費(fèi)，整個(gè)系統(tǒng)也不能說(shuō)是節(jié)能的。

3.1 精心設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行

中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負(fù)荷設(shè)計(jì)的，而實(shí)際運(yùn)行基本上是在部分負(fù)荷下運(yùn)行，如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)不能滿足部分負(fù)荷運(yùn)行的要求，那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量，以最大限度地縮短主機(jī)的開(kāi)啟時(shí)間。可以說(shuō)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。

3.2 改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能

我們知道對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)而言，通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能在建筑的節(jié)能中起著很重要的作用。一些研究表明，增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，可降低中央空調(diào)的設(shè)計(jì)負(fù)荷。運(yùn)行過(guò)程中可大大降低外界對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。降低中央空調(diào)系統(tǒng)全年的運(yùn)行費(fèi)用。

3.3 提高系統(tǒng)控制水平，合理確定室內(nèi)溫、濕度參數(shù)

以夏季中央空調(diào)制冷系統(tǒng)為例，假設(shè)室外計(jì)算參數(shù)為定值時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)空氣計(jì)算溫度和濕度越低，計(jì)算冷負(fù)荷就越大，系統(tǒng)耗能也越大。通過(guò)研究證明，在不降低室內(nèi)舒適度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理設(shè)定室內(nèi)空氣溫度和濕度設(shè)計(jì)參數(shù)可以收到明顯的節(jié)能效果。

溫濕度變化對(duì)熱舒適度的影響。室內(nèi)空氣溫度改變對(duì)室內(nèi)熱舒適度的影響非常大，而相對(duì)濕度的變化對(duì)人的熱舒適感幾乎沒(méi)有影響。

室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度改變對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響。采用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算出在不同室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度tn下的設(shè)計(jì)空調(diào)冷負(fù)荷、濕負(fù)荷、制冷量以及以室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度25℃為基準(zhǔn)的節(jié)能率。由結(jié)果的變化規(guī)律可以看出隨室內(nèi)溫度的變化，節(jié)能率呈線性規(guī)律變化，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度每提高1℃，中央空調(diào)系統(tǒng)將減少能耗約6%。

相對(duì)濕度的改變對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響。當(dāng)相對(duì)濕度大于50%時(shí)，節(jié)能率隨相對(duì)濕度呈線性規(guī)律變化。由于夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度一般不會(huì)低于50%，所以以50%為基準(zhǔn)，室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度每提高5%，中央空調(diào)系統(tǒng)減少能耗約10%。

采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式。不同的溫濕度參數(shù)組合可以得到相同的舒適性效果，但不同的溫濕度參數(shù)組合中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式，把整個(gè)室內(nèi)的空氣加熱，通過(guò)空氣實(shí)現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，就需要較高的環(huán)境空氣溫度，此時(shí)通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)研究成果，改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時(shí)所需要的空氣溫度將會(huì)顯著下降，一般可達(dá)到12~14度（傳統(tǒng)方式一般在18~20度）。顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。

減少輸送系統(tǒng)的能耗。中央空調(diào)系統(tǒng)中，空氣與水通常是能量載體。輸送過(guò)程中的能耗包括：通過(guò)輸送管道傳熱的能量損失和輸送過(guò)程中的流動(dòng)阻力損失。對(duì)于輸送能量的空氣或水管路系統(tǒng)，減少輸送過(guò)程傳熱對(duì)系統(tǒng)能量的損失和減少流動(dòng)阻力對(duì)系統(tǒng)能量的損失也是達(dá)到節(jié)能效果的至關(guān)重要的兩點(diǎn)。

開(kāi)展冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作，實(shí)現(xiàn)能源的最大限度利用。目前許多中央空調(diào)系統(tǒng)冷、熱回收利用研究正在蓬勃發(fā)展，如中央空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的全熱回收機(jī)組，將新風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行最大呈度的熱交換，由此大大降低了冷卻、加熱新風(fēng)所需的能量，節(jié)能效果明顯。夏季利用冷凝熱的生活熱水供應(yīng)等，都是對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱的回收利用，顯著提高了中央空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。

綜上所述，中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是中央空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，政府職能部門(mén)的重視和支持，則是實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保證。在中央空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域，舒適和節(jié)能成為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的基本課題，保護(hù)環(huán)境，利用自然能源，削減能源負(fù)荷，將成為今后建筑設(shè)計(jì)的方向。

[1]劉憲英.中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀與節(jié)能途徑探討[J].中國(guó)建設(shè)信息，2005-06-08.