高層建筑中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能措施分析

孔祥敏

摘 要：隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，高層建筑已成為城市的主要建筑形式，在高層建筑數(shù)量不斷增加的新形勢(shì)下，中央空調(diào)使用數(shù)量也越來越多。特別是近年來，高層建筑物中央空調(diào)設(shè)備使用日益普遍，在給人們帶來舒適的同時(shí)，中央空調(diào)運(yùn)行過程中對(duì)能源消耗量也非常大。因此需要做好中央空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)的節(jié)能工作，確保實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的最優(yōu)。本文對(duì)中央空調(diào)設(shè)備使用中節(jié)能管理存在的問題進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)中央空調(diào)送風(fēng)的節(jié)能方法進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；中央空調(diào)；節(jié)能管理；問題；節(jié)能方法

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中央空調(diào)系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)中重要的組成部分，在調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的同時(shí)，也會(huì)消耗大量的能源，所以需要對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。當(dāng)前中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)存在著耗電量大的問題，不僅需要繳納大額的空調(diào)電費(fèi)，而且存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此需要對(duì)中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，避免浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，有效的降低空調(diào)對(duì)電能的消耗，確保實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

1 中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

目前高層建筑中央空調(diào)系統(tǒng)主要是通過對(duì)空氣進(jìn)行處理和凈化，從而使空氣的溫度和濕度能夠滿足人們的舒適度要求，因此在中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要根據(jù)天氣和氣候的變化，通過對(duì)空氣進(jìn)行加熱、冷卻和過濾處理等及時(shí)對(duì)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)及干凈度等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而為人們提供一個(gè)舒適的居住環(huán)境。

1.1 中央空調(diào)控制溫度和濕度的工作原理

對(duì)于溫濕度的控制是中央空調(diào)的主要功能，根據(jù)設(shè)定好的溫濕度數(shù)值，由指令系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌控制，在室內(nèi)溫濕度發(fā)生變化后，指令系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要調(diào)節(jié)的參數(shù)傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)指令要求進(jìn)行數(shù)值調(diào)整，然后將各項(xiàng)調(diào)整參數(shù)傳遞到執(zhí)行器，最后執(zhí)行器根據(jù)相關(guān)參數(shù)執(zhí)行操作，從而完成溫濕度的控制。在中央空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)中，冷卻機(jī)組和加熱機(jī)組會(huì)保持待機(jī)狀態(tài)，在接收到執(zhí)行器命令時(shí)，就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)從而調(diào)整溫濕度。

1.2 中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的工作原理

送風(fēng)系統(tǒng)是中央空調(diào)運(yùn)行的重要保障，對(duì)于溫濕度的調(diào)節(jié)也是通過送風(fēng)系統(tǒng)來完成的。在空氣入口處主要由新風(fēng)口和回風(fēng)口兩部分組成，通過調(diào)風(fēng)門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小?？諝庠谌肟谔幗?jīng)過過濾后進(jìn)入到混合室，然后在送風(fēng)口經(jīng)過加濕以及冷卻或者加熱處理后，進(jìn)入到分配室，再通過送風(fēng)管傳送到空調(diào)室內(nèi)。

1.3 送風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)的工作原理

組成閉環(huán)系統(tǒng)需要在出風(fēng)口設(shè)置壓傳感器，從而實(shí)現(xiàn)保持出風(fēng)口風(fēng)壓的恒定，如果測(cè)出的風(fēng)壓上升時(shí)，能夠確定送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量太大，因此要減少送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量。如果測(cè)出風(fēng)壓降低時(shí)，就表明此時(shí)的送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量缺乏，此時(shí)需要增大送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量。根據(jù)檢測(cè)到的風(fēng)壓信號(hào)與給定的風(fēng)壓值來判定送風(fēng)量的調(diào)節(jié)方向。

2 中央空調(diào)設(shè)備使用中節(jié)能管理存在的問題

2.1 不重視風(fēng)機(jī)與水泵的造型選擇

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)和水泵運(yùn)行過程中對(duì)電能的消耗占總體能耗的較大比例，而且風(fēng)機(jī)和水泵也是中央空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，需要長(zhǎng)時(shí)間的使用。但無論是中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者還是業(yè)主通常都對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵能耗大的問題較為忽視，而單純的對(duì)營(yíng)造環(huán)境的舒適度更為重視，這也導(dǎo)致在對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵的造型進(jìn)行選擇時(shí)，往往會(huì)選擇功率較大的水泵和風(fēng)機(jī)，這就導(dǎo)致在日常運(yùn)行過程中風(fēng)機(jī)和水泵都處于低功率運(yùn)行狀態(tài)，能源存在大量損失。同時(shí)在實(shí)際運(yùn)行過程中，也需要根據(jù)實(shí)際情況來適當(dāng)?shù)脑黾踊蚴墙档退玫臄?shù)量，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，部分管理者在具體操作時(shí)，一味的使用最大供冷負(fù)荷啟動(dòng)水泵，不根據(jù)季節(jié)變化情況進(jìn)行調(diào)整，從而造成電能的大量浪費(fèi)。

2.2 新風(fēng)的使用量缺乏

新風(fēng)的利用一方面可以提高室內(nèi)空氣的清新度，另一方面在合理利用的情況下可以降低中央空調(diào)的能耗。但是室外溫度是隨著季節(jié)的變化而變化的，而在夏季與冬季室內(nèi)所需溫度與室外溫度呈現(xiàn)較大的溫差，而如果中央空調(diào)在利用新風(fēng)的情況下，無疑會(huì)加重運(yùn)行負(fù)荷，同時(shí)會(huì)造成較大的能耗。但在當(dāng)前部分高層建筑中央空調(diào)運(yùn)行過程中，操作人員往往不依據(jù)室外溫度來進(jìn)行合理操作，不分季節(jié)的普遍使用滿負(fù)荷運(yùn)行的模式，從而導(dǎo)致大量電能被浪費(fèi)。

2.3 對(duì)冷凍和冷卻水系統(tǒng)操作不當(dāng)

中央空調(diào)開機(jī)過程中，需要根據(jù)運(yùn)行參數(shù)來對(duì)冷凍水進(jìn)水壓力降進(jìn)行調(diào)節(jié)，但在具體操作過程中，部分操作人員發(fā)現(xiàn)壓力降較高時(shí)也沒有立即對(duì)冷凍水泵的出水閥關(guān)小，卻將另一外蒸發(fā)器出水閥打開，這樣的操作雖然實(shí)現(xiàn)了壓力降的降低，但卻給制冷效果帶來較大的影響，而且導(dǎo)致大量電能被浪費(fèi)。部分中央空調(diào)管理人員為了維護(hù)的便利，通常會(huì)拆掉尾部風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)閥和盤管回風(fēng)過濾網(wǎng)，這必然會(huì)導(dǎo)致中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能耗的增加。還有將中央空調(diào)冷卻出水閥門關(guān)小的現(xiàn)象，其初衷是為了減小運(yùn)行的電流，但這樣做的后果不僅無法減小運(yùn)行的電流，而且主機(jī)電流會(huì)增加，制冷主機(jī)的冷卻水量也會(huì)存在嚴(yán)重的不足。

2.4 缺乏有效節(jié)能監(jiān)控

從利益方面考慮，中央空調(diào)節(jié)能的責(zé)任與建設(shè)方關(guān)系并不大，同時(shí)多數(shù)的投資方由于受到專業(yè)知識(shí)的限制也無法承擔(dān)中央空調(diào)節(jié)能的任務(wù)。這就導(dǎo)致中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中會(huì)缺乏全面和通盤的考慮。由于中央空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)需要大量的投資，而且沒有重復(fù)性，在實(shí)際實(shí)施過程中，不同的方案之間的經(jīng)濟(jì)性比較也多基于理論上的分析，無法進(jìn)行實(shí)物及實(shí)驗(yàn)對(duì)比。再加之中央空調(diào)系統(tǒng)專業(yè)性和復(fù)雜性較強(qiáng)，投資者即使在建設(shè)方法提供投資和費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì)分析后，也很難準(zhǔn)確對(duì)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，這就導(dǎo)致投資者做出正確的節(jié)能選擇具有較大的難度。

3 中央空調(diào)送風(fēng)的節(jié)能方法

3.1 控制風(fēng)機(jī)的方法

節(jié)能送風(fēng)系統(tǒng)要使每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間大體一致，就必須要注意它們的運(yùn)行方法，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到它的特殊情況，使它具有抗干擾的應(yīng)變能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)量的調(diào)節(jié)，同時(shí)還有利于變頻器的成本和容量降低。

3.2 設(shè)計(jì)控制器的方法

通過控制器來控制送風(fēng)量，進(jìn)而來保障送風(fēng)壓的基本穩(wěn)定?？刂破魍ㄟ^數(shù)碼管可以觀測(cè)到送風(fēng)壓，壓力的給定又通過電位器經(jīng)過A/D的轉(zhuǎn)換輸入和鍵盤輸入來確定?？刂破鞑粌H要能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的控制，還要保障其可以通過程序的編制來達(dá)到分級(jí)而不連續(xù)控制的目標(biāo)。

3.3 控制冷源效率的方法

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，制冷主機(jī)、冷卻水泵和冷卻水塔耗電量和耗水量都較大，因此在實(shí)際工作中，可以通過定期對(duì)制冷主機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)更換潤(rùn)滑油及對(duì)過濾器進(jìn)行清洗、對(duì)水塔風(fēng)扇進(jìn)行檢查維護(hù)、對(duì)冷卻的水管通道進(jìn)行清洗，同時(shí)還要對(duì)水處理儀、填料及接水盤進(jìn)行清洗，進(jìn)一步對(duì)制冷主機(jī)的制冷效率進(jìn)行提高，確保其能耗的降低。在對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，需要科學(xué)對(duì)主機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保參數(shù)值的合理，從而有效的將冷凍水的出水溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的能耗的節(jié)約。

3.4 控制溫度和濕度的方法

由于冬季和夏季時(shí)中央空調(diào)進(jìn)行空氣處理過程中，系統(tǒng)設(shè)備所消耗的能源較大，從而導(dǎo)致這兩個(gè)季節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用處于較高的水平。對(duì)于這兩個(gè)季節(jié)中央空調(diào)運(yùn)行過程中為了實(shí)現(xiàn)能源消耗的降低，則在確保建筑內(nèi)部溫度和濕度適宜的情況下，在冬季需要相應(yīng)的降低建筑內(nèi)部空調(diào)房的濕度和溫度，而在夏季則需要適當(dāng)提升建筑內(nèi)部空調(diào)房的濕度和溫度。

3.5 安全保護(hù)措施的系統(tǒng)性

（1）變頻器作為送風(fēng)系統(tǒng)中使用時(shí)間較長(zhǎng)，而且使用次數(shù)較多的電氣設(shè)備，一旦變頻器發(fā)生故障，則會(huì)對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)帶來較大的影響。因此在變頻器發(fā)生故障時(shí)，需要及時(shí)切斷變頻器的電源，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)量的控制。

（2）在臨界的狀態(tài)下避免電機(jī)頻繁切換，對(duì)于這種情況，一旦送風(fēng)量出現(xiàn)頻繁波動(dòng)時(shí)，可以設(shè)置一定大小的死區(qū)，這樣可以有效的避免被控量超標(biāo)現(xiàn)象的發(fā)生，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3.6 空調(diào)系統(tǒng)的管理與維護(hù)節(jié)能措施

中央空調(diào)系統(tǒng)具有復(fù)雜性，而且自動(dòng)化程序較高，許多投入使用的中央空調(diào)系統(tǒng)很多自控系統(tǒng)只有開機(jī)、停機(jī)和轉(zhuǎn)換季節(jié)操作，這必然會(huì)導(dǎo)致空調(diào)能耗的增加，因此需要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施科學(xué)的管理，建立健全管理制度和崗位責(zé)任制，對(duì)操作人員的職責(zé)范圍和要求進(jìn)行明確，建立巡回檢查制度和交接班制度，做好定時(shí)檢查及對(duì)交換班要求進(jìn)行明確，強(qiáng)化中央空調(diào)系統(tǒng)的管理和維護(hù)工作，確保操作的正確性和安全性，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

結(jié)語

中央空調(diào)系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)的重要組成部分，中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在整個(gè)建筑節(jié)能系統(tǒng)中具有非常重要的地位，因此需要做好中央空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循相關(guān)的節(jié)能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)影響節(jié)能效果的各因素進(jìn)行綜合考慮，將節(jié)能理念貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分的利用新技術(shù)和新方法，確保高層建筑中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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