中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計和運行管理

譚文濤

(南寧市人民代表大會常委會 辦公廳，廣西 南寧 530028)

在各類建筑物中，大量采用先進設(shè)備和相應(yīng)配套設(shè)備而成的中央空調(diào)系統(tǒng)，已成為現(xiàn)代化建筑技術(shù)的重要標(biāo)志之一，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。對這些設(shè)備的設(shè)計、安裝和運行管理，不僅直接關(guān)系到業(yè)主和用戶的根本利益，而且也關(guān)系到對部環(huán)境的保護。例如，在智能建筑中，集中空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控點數(shù)量，常常占全樓監(jiān)控點總數(shù)的50%以上，其能耗常常占全樓總能耗量的50%以上。

由此可見，中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中是極其重要的。尤其在現(xiàn)代智能建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)是不可少的組成部分。因此，研究中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的意義，就尤其重要。對空調(diào)系統(tǒng)能耗的研究要實現(xiàn)的目標(biāo)，是如何在創(chuàng)造良好室內(nèi)小環(huán)境的前提下利用能源，達到對外部大環(huán)境的最小破壞，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長遠目標(biāo)。

該研究是一個非常廣泛的課題，涉及許多學(xué)科。本文從工程現(xiàn)狀、工程設(shè)計，工程施工和運行管理等方面探討了中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的措施和方法。

1 建立系統(tǒng)節(jié)能觀念，選擇合理設(shè)計方案

實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的根本途徑，就在于巧妙地利用室內(nèi)外條件、維護結(jié)構(gòu)及空調(diào)設(shè)備的相互作用關(guān)系，選擇滿足建筑節(jié)能要求的方案，既創(chuàng)造出舒適、高效的室內(nèi)環(huán)境，而同時又實現(xiàn)大幅度節(jié)能的目的。

1.1 空調(diào)室內(nèi)溫度的確定

經(jīng)重慶、上海、廣州等地區(qū)的實踐證明，夏季室內(nèi)溫度低1℃或冬季高1℃，工程投資將增加6%，能耗增加8%，并且加大室內(nèi)外溫差也不符合衛(wèi)生要求。舒適性空調(diào)夏季比較理想的室內(nèi)溫度，是比室外環(huán)境溫度低5～8℃為好。

1.2 圍護結(jié)構(gòu)

空調(diào)冷（熱）負荷，可分為圍護結(jié)構(gòu)冷（熱）負荷和室內(nèi)冷（熱）負荷。下面從門窗的節(jié)能方面，進行闡述。

（1）控制窗墻比。通過外窗的耗熱量，占建筑物總耗熱量的35%～45%，在保證室內(nèi)采光良好的前提下，合理確定窗墻比十分重要。

一般規(guī)定各朝向的窗墻比，不得大于下列數(shù)字：北向25%，東、西向30%，南向35%。

（2）提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由0.9次／h降到0.6次／h，建筑物的能耗可降低8%左右，因此設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗，而加設(shè)密封條是提高門窗氣密性的重要手段。

密封條應(yīng)采用彈性良好、鑲接牢固嚴(yán)密、經(jīng)久耐用的產(chǎn)品，根據(jù)門窗的具體情況，分別采用不同的密封條，如橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合的密封條，其形狀可為條形或沖形。固定方法可用粘貼、擠緊或釘結(jié)。

1.3 空調(diào)冷熱源

中央空調(diào)能耗，一般包括3部分，即：

（1）空調(diào)冷熱源；

（2）空調(diào)機組末端設(shè)備；

（3）水或空氣輸送系統(tǒng)。

這3部分能耗中，冷熱源能耗約占總能耗的50%左右，是空調(diào)節(jié)能的重要內(nèi)容。如果均把各自消耗的能量折算成一次能源，則各類機組均可用單位時間內(nèi)一次能源消耗能量所制取的冷量或熱量進行比較。

本文使用一次能源效率OEER（W／W）來表示，從單位能耗角度考慮。

夏季制冷：離心式、螺桿式冷水機組OEER值最高，吸收式冷水機組OEER最小；

冬季供熱：螺桿式、活塞式熱泵冷熱水機組OEER最高，電熱水機組最低，即能耗最高。

1.4 空調(diào)水系統(tǒng)

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的20%～25%，夏季供冷期間占12%～24%。因此水系統(tǒng)節(jié)能，具有重要意義。目前，空調(diào)水系統(tǒng)在設(shè)計上存在著一些問題：

（1）選擇水泵是按設(shè)計值查找水泵樣本銘牌參數(shù)確定，而不是按水泵的特性曲線選定水泵型號；

（2）未對每個水環(huán)路進行水力平衡計算，對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施，因此水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重；

（3）大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計中供、回水溫差一般取5℃，但經(jīng)實測，夏季冷凍水回水溫差較好的為3.5℃，較差的只有1.5～2℃，造成實際水流比設(shè)計水量大1.5倍以上，使水泵電耗大大增加。

因此，空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)從如下方面著手考慮：

一是設(shè)計人員應(yīng)重視水系統(tǒng)設(shè)計，認真進行水系統(tǒng)各環(huán)路的計算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡；

二是認真校對和計算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù)，切實落實節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求值，積極推廣變頻調(diào)速水泵，冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施；

三是制冷系統(tǒng)冷卻水進水溫度的高低，對主機耗電量有著重要影響，一般推算，在水量一定情況下，進水溫度高1℃，溴化鋰?yán)渌畽C組能耗高6%。

1.5 空調(diào)機組和末端設(shè)備

國產(chǎn)風(fēng)機盤管從總體水平看，與國外同類產(chǎn)品相比差不多，但與國外先進水平比較，主要差距是耗電量、盤管總質(zhì)量和噪聲方面。因此設(shè)計中一定注意選用總質(zhì)量小、單位風(fēng)機功率供冷熱量大的機組。

空調(diào)機組應(yīng)該選用機組風(fēng)機風(fēng)量與風(fēng)壓匹配合理、漏風(fēng)量少、空氣輸送系數(shù)大的機組。

除上述幾點外，還應(yīng)根據(jù)具體工程情況，積極推廣水環(huán)路熱泵，采用熱回收、變風(fēng)量、變水量系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù)。

2 運行上的管理

2.1 設(shè)備及管道的保溫

做好設(shè)備及管道的保溫，以減少能量的過多耗費?？照{(diào)設(shè)備和管道的保溫，對于節(jié)省能量消耗、降低運行費用，也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好，或在維修后保溫層修復(fù)不好，不但過多地消耗了冷量，也會由于所供冷水溫度的溫升過大，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)在對空氣的處理過程中，因無法保證其機器露點，而使空調(diào)房間相對濕度超標(biāo)。

2.2 定期對空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)處理

水箱污垢、腐蝕及青苔，對制冷系統(tǒng)影響極大，也是空調(diào)能耗高的重要原因。大氣中的塵埃、水分、細菌氧氣及某些有害酸性氣體，不斷地由冷卻塔進入冷卻水系統(tǒng)中，冷凍系統(tǒng)雖然較為密閉，但水中溶解氧對冷凍管材也產(chǎn)生腐蝕作用，日積月累，空調(diào)設(shè)備將產(chǎn)生污垢、銹蝕和微生物不斷繁殖所產(chǎn)生的生物污泥，使管道堵塞，制冷量下降，浪費電能。根據(jù)理論計算，冷凝器的污垢每增加0.1mm，熱交換效率就降低30%，耗電量則增加5%～8%。

2.3 操作培訓(xùn)

加強對空調(diào)操作人員工的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，實行空調(diào)操作人員操作證制度。各項調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實施，都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān)。

3 結(jié)束語

合理的設(shè)計方案、精心的施工和科學(xué)的運行管理，對空調(diào)節(jié)能都是至關(guān)重要的。業(yè)主宜在建設(shè)初期，就進行管理人員的選擇和培訓(xùn)。必要時可以聘請專家加強建設(shè)過程各個環(huán)節(jié)甚至全過程（從設(shè)計方案的確定到系統(tǒng)的運行）的監(jiān)督管理，確保建成的中央空調(diào)系統(tǒng)起碼能夠正常運行，進而追求實現(xiàn)一定程度的節(jié)能。在此基礎(chǔ)上，再實現(xiàn)運行的全面優(yōu)化，以便達到最大限度的節(jié)能效果。

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