大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造探析

徐開(kāi)輝

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展以及空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，中央空調(diào)系統(tǒng)在大型建筑中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，加強(qiáng)大型建筑中央空調(diào)技術(shù)的節(jié)能改造，一方面可以有效降低能耗，促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展，另一方面，也使得空調(diào)系統(tǒng)更加的智能化，并且有利于中央空調(diào)系統(tǒng)的普及和利用。文章結(jié)合目前大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的使用狀況，分析了如何提高系統(tǒng)的能源利用率，提高其節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：大型建筑；中央空調(diào)；節(jié)能改造；措施分析

1 大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)概述及其應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，能源消耗成為制約發(fā)展的主要因素之一。節(jié)能、節(jié)電成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。在城市建筑電力消耗中，中央空調(diào)的能源消耗占據(jù)了很大一部分，大約占到建筑總能耗的40%～60%左右。特別是對(duì)于大型的建筑用電，我國(guó)用戶普遍存在能源利用率不高、節(jié)能觀念低下的特點(diǎn)。要想從整體上提高中央空調(diào)的節(jié)能水平，必須從系統(tǒng)技術(shù)層面和用電管理層面兩方面入手。

1.2 我國(guó)能源現(xiàn)狀與建筑能耗

在我國(guó)目前的能源消耗結(jié)構(gòu)中，主要以煤炭資源為主，火力發(fā)電占據(jù)了絕大部分。我國(guó)的能源利用率比較低，和主要發(fā)達(dá)國(guó)家相比，大概低10個(gè)百分點(diǎn)。能源問(wèn)題始終是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要問(wèn)題，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，能源消耗的增大，面臨的能源問(wèn)題會(huì)越來(lái)越嚴(yán)峻。只有提高能源利用率，提高耗能產(chǎn)品的科技含量，降低能源消耗，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)快速發(fā)展。

城市建筑能耗是城市能耗的重要內(nèi)容之一，而其中近一半的能耗是用在維持建筑室內(nèi)溫度平衡。并且隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，這一方面的能耗會(huì)越來(lái)越大，給我國(guó)能源利用造成了較大的負(fù)擔(dān)。

1.3 大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗存在的主要問(wèn)題

（1）建筑結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。室內(nèi)熱環(huán)境會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)的直接影響，例如建筑的采光狀況、通風(fēng)條件以及建筑空間的分布等。如果建筑結(jié)構(gòu)不合理，則會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)溫度容易受外界氣溫的影響，無(wú)法保持良好的穩(wěn)定性能。建筑物在施工建筑時(shí)，所采用的隔熱層材料不合格，無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的隔熱效果。建筑外窗的采光條件，也會(huì)影響到室內(nèi)熱環(huán)境的穩(wěn)定。建筑空間大小的分布，會(huì)嚴(yán)重影響到空調(diào)的調(diào)節(jié)效果。

（2）空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。首先，如果對(duì)空調(diào)冷水機(jī)組、空調(diào)風(fēng)機(jī)以及水泵等設(shè)備不能夠很好的進(jìn)行維護(hù)，救護(hù)導(dǎo)致設(shè)備熱循環(huán)下降，能耗增高。其次，冷水機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備老化，設(shè)備損耗加快，從而導(dǎo)致能效降低。最后，空調(diào)系統(tǒng)的安裝位置不合理，使得空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效果不理想，增長(zhǎng)了空調(diào)運(yùn)行時(shí)間。

（3）使用人員觀念和習(xí)慣問(wèn)題。使用人員沒(méi)有良好的節(jié)能觀念，在離開(kāi)辦公室時(shí)往往忘記關(guān)閉空調(diào)，也使得空調(diào)的能耗增強(qiáng)。我國(guó)大型建筑很多是用于辦公的場(chǎng)所，如果人員的節(jié)能觀念比較低下，在沒(méi)必要使的空調(diào)時(shí)間段內(nèi)依舊使用，不僅會(huì)嚴(yán)重影響到空調(diào)的使用壽命，也造成大量能源的浪費(fèi)?？照{(diào)的使用操作不規(guī)范，會(huì)造成空調(diào)故障率的提升，無(wú)效功率的增加，能耗的增強(qiáng)。

2 大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造措施分析

2.1 合理設(shè)置空調(diào)運(yùn)行參數(shù)

不同的建筑結(jié)構(gòu)和環(huán)境所需要的空調(diào)運(yùn)行參數(shù)不同，應(yīng)該結(jié)合不同的室內(nèi)空氣環(huán)境設(shè)定空調(diào)運(yùn)行參數(shù)，將其設(shè)置在合理的范圍內(nèi)，提高其運(yùn)行效率。不能盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行，合理降低標(biāo)準(zhǔn)，從而降低運(yùn)行能源的消耗，提高能源利用率，減少電能的浪費(fèi)。首先，有效控制運(yùn)行時(shí)間，在滿足住戶需求的情況下，盡量減小使用時(shí)間，縮短能耗的實(shí)踐。其次是合理調(diào)節(jié)運(yùn)行強(qiáng)度，保障有效調(diào)節(jié)室溫的同時(shí)，使空調(diào)運(yùn)行強(qiáng)度不能過(guò)強(qiáng)，有效的減少電能的消耗。最后，盡量減少空調(diào)使用次數(shù)，在能夠通過(guò)室內(nèi)通風(fēng)或者增加光照等方式來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境時(shí)，降低空調(diào)的使用次數(shù)，從而減少空調(diào)能源消耗。

2.2 冷熱源節(jié)能運(yùn)行間歇運(yùn)行的冷源設(shè)備

在選擇運(yùn)行時(shí)間時(shí)，適合在供冷前半個(gè)小時(shí)到兩個(gè)小時(shí)內(nèi)開(kāi)啟，在供冷結(jié)束前的半小時(shí)到一個(gè)小時(shí)內(nèi)結(jié)束。在多臺(tái)冷熱源設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的控制策略，從而合理有效的控制每臺(tái)冷熱源的負(fù)載率。如果不適用制冷機(jī)，應(yīng)將冷凍水和冷卻水管道閥門關(guān)閉，防止出現(xiàn)短路旁通現(xiàn)象。冷熱源在使用過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)室外溫度變化以及建筑情況，實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)供水溫度，采用變水溫調(diào)節(jié)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。制冷機(jī)在額定溫度下運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度和冷凍水出水溫度以及冷凝器冷凝溫度的溫差范圍小于1.5℃，如果超出這個(gè)范圍，需要及時(shí)對(duì)蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)行清洗。合理設(shè)定冷卻塔回水溫度，并且要綜合考慮冷機(jī)和風(fēng)機(jī)的耗電情況。如果多臺(tái)冷卻塔并行使用，使得各個(gè)冷卻塔的水量均勻分布，冷卻塔的風(fēng)機(jī)要采用統(tǒng)一變頻的方式進(jìn)行控制，使得冷卻塔風(fēng)機(jī)盡量低頻率運(yùn)行，在保障風(fēng)機(jī)工作效率的情況下，降低其能耗水平。在進(jìn)行冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停控制的時(shí)候，要關(guān)閉不適用的冷卻塔水閥，防止冷卻塔中的水旁通，提高風(fēng)機(jī)工作效率。

2.3 空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行

為了進(jìn)一步提高空調(diào)水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，應(yīng)該保持冷凍水和冷卻水循環(huán)泵開(kāi)啟的數(shù)量和需要開(kāi)啟的冷機(jī)數(shù)量相同。按照實(shí)際需求，在冷機(jī)開(kāi)啟的時(shí)候，只對(duì)相應(yīng)的冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行開(kāi)啟操作，防止其他不投入使用的水泵被開(kāi)啟，有效解決能源消耗。冷卻水泵和冷凍水泵的運(yùn)行效率要保持在一定的范圍內(nèi)，應(yīng)不低于60%，如果水泵的運(yùn)行效率過(guò)低，需要及時(shí)的檢查原因，從新調(diào)整期運(yùn)行參數(shù)或者是進(jìn)行更換。冷凍水供回水的溫度差應(yīng)該控制在4℃以上，如果冷凍水泵和冷卻水泵可以進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，要對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使得冷卻水和冷凍水的回水溫度差不低于4.5℃。如果采用的是二級(jí)水泵系統(tǒng)，二次側(cè)的冷凍水回水溫差應(yīng)該大于4℃。如果是在冬季進(jìn)行取暖，熱水共回水溫差應(yīng)該大于8℃。

2.4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制和運(yùn)行

在空調(diào)系統(tǒng)使用的時(shí)候，特別是對(duì)于間歇性運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)而言，應(yīng)該在使用30分鐘內(nèi)開(kāi)啟空氣處理機(jī)組進(jìn)行預(yù)冷或者預(yù)熱，而且在這一階段內(nèi)，需要將新風(fēng)風(fēng)閥關(guān)閉。同時(shí)應(yīng)該在停止使用前15～30分鐘之內(nèi)關(guān)閉空氣處理機(jī)組。對(duì)于年使用時(shí)間大于1200小時(shí)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率大于5kW的空調(diào)系統(tǒng)而言，應(yīng)該采用變頻控制的方式來(lái)控制空調(diào)的空氣處理機(jī)組，從而根據(jù)室內(nèi)溫度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和工作頻率。在進(jìn)行變頻控制的時(shí)候，空調(diào)系統(tǒng)的最小風(fēng)量應(yīng)該滿足氣流組織的要求，并且也要滿足風(fēng)機(jī)機(jī)組正常運(yùn)行的要求。為了室內(nèi)環(huán)境的平衡，應(yīng)該合理的控制新風(fēng)機(jī)組和排放機(jī)組的運(yùn)行狀況。也要將外窗關(guān)閉，防止無(wú)組織新風(fēng)的進(jìn)入，而且也要有效避免樓梯和電梯等空間的空氣氣流。如果空調(diào)系統(tǒng)和一些需要大排風(fēng)量的空間鏈接，應(yīng)該設(shè)置自動(dòng)閉門器等裝置，使相連空間被截?cái)?，防止無(wú)效空氣流動(dòng)的出現(xiàn)。當(dāng)室外溫度適宜的時(shí)候，比如在春秋季節(jié)，室外溫度比較適中，應(yīng)該利用新風(fēng)降溫，盡量減少機(jī)械降溫的運(yùn)行時(shí)間，降低機(jī)械降溫所消耗的能量。對(duì)于局部熱源的熱量而言，應(yīng)該利用局部配熱系統(tǒng)進(jìn)行局部降溫，防止其進(jìn)入空調(diào)區(qū)域，增加空調(diào)負(fù)荷。應(yīng)該保持排風(fēng)熱回收裝置的正常運(yùn)行，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，要開(kāi)啟熱回收裝置，而且要使新風(fēng)和排風(fēng)通風(fēng)閥處于正確位置上。

2.5 其他輔助型改造措施

降低大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗水平，達(dá)到節(jié)能的目的，不僅需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改造，而且要求建筑的整體結(jié)構(gòu)以及人員的使用習(xí)慣和意識(shí)觀念相配合。首先，優(yōu)化建筑外窗結(jié)構(gòu)，提高建筑通風(fēng)環(huán)境以及日照條件。其次，提高使用人員節(jié)能意識(shí)，在使用時(shí)，要管好外窗，防止無(wú)效的空氣流動(dòng)以及室內(nèi)熱量損失。最后，加強(qiáng)管理機(jī)制，形成有效的空調(diào)管理機(jī)制，提高空調(diào)運(yùn)行效率，定時(shí)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，防止空調(diào)故障而造成的能源消耗增大。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)該結(jié)合不同的區(qū)域環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)、通風(fēng)條件，科學(xué)合理的利用中央空調(diào)系統(tǒng)，全方位多小度的提高系統(tǒng)工作效率，降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。并加強(qiáng)管理以及技術(shù)更新，提高空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定性和高效性，要制定適合區(qū)域發(fā)展的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，從各個(gè)角度加強(qiáng)大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造。

參考文獻(xiàn)

[1]李海博.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析[J].門窗，2014（09）：159+161.