集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)芻議

王 景 波

(山西凱的建筑設計規(guī)劃有限公司，山西 太原 030006)

集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)芻議

王 景 波

(山西凱的建筑設計規(guī)劃有限公司，山西 太原 030006)

對目前我國集中空調(diào)設計施工與運行管理中存在的問題進行了分析，從風系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷熱源選擇四個角度出發(fā)，探討了集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的設計方法，以降低系統(tǒng)能耗，達到節(jié)能的目的。

集中空調(diào)，系統(tǒng)，節(jié)能，問題

在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，城市化的進程也逐漸加快。城市中的各種建筑鱗次櫛比，對能源的消耗越來越嚴重，在城市化進程中應運而生的暖通空調(diào)對能源的消耗不可小視。能源的過度消耗不符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對人類未來的能源利用也有著極大的影響。在目前的建筑業(yè)的能耗中，空調(diào)能耗占總體能耗的比例越來越高。因此，在空調(diào)的設計過程中應重視節(jié)能技術(shù)，降低系統(tǒng)能耗。

1 目前我國集中空調(diào)設計施工與運行管理存在的問題

1.1 集中空調(diào)設計中存在的問題

在當前，我國部分暖通空調(diào)專業(yè)設計人員，常常是僅依靠負荷指標的估算值來進行冷熱負荷的計算，并沒有嚴格按照要求對室內(nèi)的負荷進行逐時逐項冷負荷計算和熱負荷計算。即使有時對室內(nèi)冷熱負荷進行計算也只是按照設計軟件中默認的數(shù)值和程序進行，并沒有針對工程實際進行相應的調(diào)整，往往建筑專業(yè)采取的節(jié)能后的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)比軟件默認的小不少。這樣簡單的對室內(nèi)負荷進行估算和不做任何調(diào)整的做法，往往導致工程設計的計算冷熱負荷偏大，導致過多的能源及資金浪費。還有些工程，設計人員為盡快完成設計任務，在暖通空調(diào)的設計中對系統(tǒng)不進行嚴格的水力計算或者僅按負荷流量大致分配管徑，而不控制水力失調(diào)度(或者不平衡率)，完全依靠平衡閥、調(diào)節(jié)閥等高阻力閥件實現(xiàn)大致的水力平衡。這樣容易導致局部管路由于阻力的損失過大或者過小而產(chǎn)生壓力分配不均衡的情況，同時由于高阻閥件的濫用造成循環(huán)泵輸出功率過大導致較大的輸送損耗。由于系統(tǒng)存在水力失調(diào)的隱患，各種系統(tǒng)失調(diào)問題在各類工程中屢見不鮮，室內(nèi)冷熱不均、實際流量分配不滿足設計要求的現(xiàn)象較為突出，系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難重重。

1.2 集中空調(diào)施工中存在的問題

即使在完成了較為完善的空調(diào)設計之后，在施工過程中也難免會出現(xiàn)各種各樣的問題。有些施工單位為了降低人員雇用方面的資金支出，聘用一些專業(yè)性不強的施工隊伍參與系統(tǒng)安裝工作。在實際工作中遇到臨時變更方案時，這些工作人員就會束手無策，不能及時對突發(fā)狀況做出正確的處理。如果施工人員將出現(xiàn)的問題按照自己的想法隨意加以變動，勢必會對系統(tǒng)以后的正常運行帶來隱患。

1.3 系統(tǒng)運行管理不到位

目前我國對于暖通空調(diào)工程在實際運行中的管理還存在著許多問題。對暖通空調(diào)系統(tǒng)的實際運行進行操作的工作人員很多不具備應有的專業(yè)知識，在暖通空調(diào)的整個設計與實施過程完成之后，施工單位并沒有對即將實施操作的工作人員開展系統(tǒng)性的培訓，便讓其正式操作空調(diào)系統(tǒng)的運行工作。由于工作人員缺乏暖通空調(diào)的相關(guān)理論及應對室外氣象參數(shù)和其他引起負荷變化的能力，很難有針對性的對系統(tǒng)展開應有的調(diào)節(jié)工作，進而導致室內(nèi)參數(shù)嚴重偏離設計值而導致能量的較大浪費。

在系統(tǒng)運行進程中，往往不會滿負荷運行，在此期間應對運行主機的臺數(shù)加以適當?shù)恼{(diào)整，也就是先臺數(shù)調(diào)節(jié)，再部分負荷調(diào)節(jié)，盡可能的避免能量的較大損失，使冷水機組工作在較高的能效之下。但是在實際工作中工作人員往往忽視對運行臺數(shù)的優(yōu)先調(diào)整，致使多臺機組在較低的負荷下運行，使機組運行的實際能效比較低，既影響機組的壽命，又浪費能源。其次在運行過程中不注重機器的維修和保養(yǎng)，機器的運行狀態(tài)直接影響整個系統(tǒng)運行工作的順利實施。同時，對于業(yè)主來說，機器屬有形資產(chǎn)，對機器的保護實際上是在無形中減輕企業(yè)的經(jīng)濟負擔。因此應定期對機器進行檢查，及時對低效率的設備予以維修和更換，定期清理系統(tǒng)，減少不必要的能量浪費。同時，也應高度重視滲漏等引起的熱損失及盤管附著物等。

1.4 節(jié)能方式的選擇使用問題

隨著人們認識的提高，人們逐漸意識到現(xiàn)代的發(fā)展方式給人類日后的生存帶來了一定的危害，逐漸認識到節(jié)能環(huán)保的重要性。國家相關(guān)部門也抓住時機積極引導人們重視節(jié)能環(huán)保，在眾多科研機構(gòu)和企業(yè)的暖通空調(diào)專家以及從業(yè)人員的共同努力下，產(chǎn)生了許多暖通空調(diào)專業(yè)的節(jié)能和環(huán)保新技術(shù)、新材料、新設備，以及其他節(jié)能新技術(shù)。這些新方法和新技術(shù)都有其適用場合和使用前提，有些技術(shù)由于出現(xiàn)時間短，沒有項目經(jīng)驗，還不是很成熟，不是在什么情況下都可采用。因此，在種類繁多的新技術(shù)中采用哪種節(jié)能技術(shù)和新材料、新設備成為擺在設計者面前的十分關(guān)鍵的問題，但是在大多數(shù)情況下，由于對這些節(jié)能設計方案缺乏深入的理解，在設計中采用了不恰當?shù)脑O計方案，整個系統(tǒng)的實施和運行便無法取得理想的效果，進而造成投資浪費。因此，在設計之初，對即將采用的新型節(jié)能技術(shù)進行可靠性評估顯得非常必要。

2 集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應用

2.1 集中空調(diào)風系統(tǒng)

集中空調(diào)系統(tǒng)設計往往忽視對自然進排風的利用，有的設計完全依賴機械進排風，這對系統(tǒng)節(jié)能不利。合理利用自然進排風，能使人們更有融于自然的感覺，通過與建筑專業(yè)的配合，設計合理的自然進排風通道，成為節(jié)能設計的一個重要方面。

當空調(diào)運行區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度及空調(diào)的運行時間存在相對較大的差別時，應根據(jù)實際情況進行系統(tǒng)劃分。當空調(diào)供應的建筑物空間較大，需要同時控制溫度和濕度時，空調(diào)風系統(tǒng)應盡量避免使用風機盤管，采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。這不但有助于溫度和濕度的控制，還有助于降低運行能耗。

采用變風量系統(tǒng)可以分區(qū)進行溫度控制，減小設備容量和維護工作量，節(jié)省運行能耗。在總風量的確定過程中還需要考慮同時使用系數(shù)，因此在這種情況下風機的運行所產(chǎn)生的能耗及裝機容量均有一定程度的降低。

溫濕度獨立控制系統(tǒng)可溫度濕度分別獨立控制，用戶可根據(jù)使用需求開閉調(diào)節(jié)相應設備，有效節(jié)能。

2.2 集中空調(diào)冷熱水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)是集中空調(diào)運行能夠發(fā)揮節(jié)能潛力的重要部分?？照{(diào)水系統(tǒng)布置是否合理，直接影響系統(tǒng)的運行和節(jié)能效果。當系統(tǒng)較大時，采用變頻器控制循環(huán)水泵運行，并與冷水機組等聯(lián)動控制，具有顯著的節(jié)能效果。循環(huán)泵和對應機組(或者鍋爐、換熱器等)的運行臺數(shù)控制在設計時應優(yōu)先考慮。合理劃分系統(tǒng)分區(qū)，盡量避免阻力差較大的環(huán)路布置，進行嚴格的水力平衡計算，合理減少高阻力閥件的使用，當機組不能在較低水量或者需定水量運行時，需要設置平衡管，環(huán)路阻力差較大時考慮設置二級泵系統(tǒng)。合理選擇循環(huán)泵揚程，減少不必要的能源浪費。

2.3 集中空調(diào)冷卻水系統(tǒng)

空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)是集中空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，除非水資源極為豐沛并且水質(zhì)好、取水較為容易、代價很小，否則采用直流式的冷卻水系統(tǒng)會導致較大的輸送能量和水資源浪費，因此多需要對冷卻水資源進行循環(huán)利用。采用循環(huán)式的冷卻水系統(tǒng)進行冷卻的過程當中，要達到理想的冷卻效果，則需要注意與周圍環(huán)境中的高溫區(qū)域隔離開，同時充分保障通風順暢以及周圍環(huán)境干凈。

在將多臺冷卻塔并聯(lián)進行冷卻工作時，為了避免過多浪費且防止冷卻塔中補水與溢水的不均衡，各個冷卻塔之間用共用連通水槽或者連通管進行連接。在冷卻塔的總供水管、回水管之間設置旁通管以及兩通或三通調(diào)節(jié)閥進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)控制，以滿足冷水機組所需要的低溫保護。此外，風機的開啟與停止可以通過出水的溫度加以控制。多塔冷卻水系統(tǒng)可將電動閥門、冷卻塔風機與冷水機組聯(lián)動，根據(jù)實際需要開啟相應的冷卻水管路閥門、循環(huán)泵(可采用變頻技術(shù))以及對應的冷卻塔風機，可有效節(jié)水、節(jié)電(即節(jié)能)。

2.4 集中空調(diào)系統(tǒng)冷熱源的合理選擇

要在空調(diào)的實際運行中減少能耗，空調(diào)冷熱源的選擇十分重要?？照{(diào)冷熱源的選擇與建筑物的使用功能、規(guī)模大小以及空調(diào)功能的要求、當?shù)氐慕?jīng)濟狀況、資源的豐富程度、能源的價格政策等息息相關(guān)。應結(jié)合各方面條件，權(quán)衡利弊，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較和能耗分析，綜合考慮。假如在工程實施地附近有區(qū)域供熱或者工廠余熱等條件，那么將這些作為空調(diào)的熱源無疑是最好的選擇。假如在施工地附近有熱力發(fā)電廠，那么可以將熱力發(fā)電廠的余熱供熱技術(shù)和供冷技術(shù)運用到空調(diào)系統(tǒng)中。在天然氣資源充足的區(qū)域內(nèi)，要想提高暖通空調(diào)運行中能源的利用率，可以進行天然氣與電力的互補，也就是采用分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。除此之外，如果當?shù)氐哪茉捶N類比較豐富也可以采用復合式的能源供應方式，亦或是利用較好的地理條件，通過技術(shù)分析，進行水地熱源泵的建設，為空調(diào)的運行供冷或者供熱。在機組選擇使用上，帶有熱回收的機組越來越受到青睞。熱回收技術(shù)將是暖通空調(diào)的重要研究方向。

3 結(jié)語

暖通空調(diào)能耗在建筑能耗中占有相當大的比重?，F(xiàn)階段，幾近陷入能源危機的社會中如何節(jié)能減排已經(jīng)成為社會各界的共識和首要任務，因此集中空調(diào)設計施工及運行管理中存在的一系列問題我們要有足夠的重視，做好集中空調(diào)設計中的節(jié)能技術(shù)開發(fā)并有針對性的選擇利用。對于暖通空調(diào)中的節(jié)能技術(shù)，政府的相關(guān)部門也應給予密切關(guān)注和大力支持，同時加大節(jié)能環(huán)保的宣傳力度，讓全社會都有較高的節(jié)能環(huán)保意識。相信通過社會各界的不斷努力，我們的生活環(huán)境一定會更加美好。

[1] 黃璞潔.綠色建筑理念在中國(泰州)科學發(fā)展觀展示館暖通空調(diào)設計中的體現(xiàn)[J].暖通空調(diào),2012,42(8):142-143.

[2] 黃滿祥.節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)設計中的應用[J].科技研究,2013(12):28-29.

[3] 丁艷國.淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中的節(jié)能減排[J].房地產(chǎn)導刊,2014(10):37-38.

Discussiononenergy-savingtechnologyofcentralizedair-conditioningsystem

WANGJing-bo

(ShanxiKaidiBuildingDesign&PlanningCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper analyzes current domestic centralized air-conditioning design construction and operation management problems, and explores energy-saving technology design methods of centralized air-conditioning system from four aspects of wind system, cold-hot-water system, cooling-water system and cold-hot source selection, with a view to reduce energy consumption and save energy as well.

centralized air-conditioning, system, energy conservation, problem

1009-6825(2014)33-0196-03

2014-09-17

王景波(1973- )，男，助理工程師

TU831.3

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