簡議中央空調(diào)節(jié)能的必要性及其策略

卡棟梁

（寧夏工業(yè)設(shè)計院有限責(zé)任公司）

摘 要：中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中起著重要作用.尤其在現(xiàn)代智能建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)是建筑不可少的組成部分。因此研究中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的具有重要意義。本文闡述了中央空調(diào)節(jié)能的必要性，對中央空調(diào)節(jié)能運行管理存在的主要問題以及中央空調(diào)節(jié)能的策略進行了論述分析。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能；必要性；問題；策略

節(jié)能以及環(huán)保是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，中央空調(diào)是能耗大戶，合理的設(shè)計、精心施工以及科學(xué)的管理對于中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能都是至關(guān)重要的。對空調(diào)系統(tǒng)能耗的研究要實現(xiàn)的目標是，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。當(dāng)前很多建筑物均設(shè)計和安裝了中央空調(diào)系統(tǒng)，而且此部分空調(diào)系統(tǒng)是整個建筑能耗大戶，因此高效利用中央空調(diào)系統(tǒng)，采取有效的節(jié)能措施，是國家低碳節(jié)能戰(zhàn)略的有效策略。

一、中央空調(diào)節(jié)能的必要性

中央空調(diào)節(jié)能的必要性表現(xiàn)為：（1）建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗。當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實際使用工況發(fā)生變化時，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運行模式下，能源浪費很大。就我國情況而言，現(xiàn)代建筑中采用中央空調(diào)的民用、公用及商用建筑，中央空調(diào)能耗約占整個建筑總能耗的50%左右，商場和綜合大樓等的能耗甚至可能高達60%以上。我國屬能源消耗大國，能源有限，利用率不高且依賴性強。近年來能源短缺的現(xiàn)實迫使國家把公共建筑節(jié)能提升到戰(zhàn)略高度，相應(yīng)制定了節(jié)約能源法，對公共建筑能耗國家發(fā)布實施國家節(jié)能標準。（2）辦公樓宇發(fā)展對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求。當(dāng)前辦公樓從發(fā)展初期的以產(chǎn)權(quán)式商鋪為主要銷售模式逐漸被經(jīng)營持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟效益來說，過去一段時間由于利潤的實現(xiàn)，辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時的高收益，對后期實際使用階段的效果和運營成本很少考慮，后期往往中央空調(diào)系統(tǒng)效率低、能耗大。而目前越來越多的項目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營為主要贏利模式，這勢必使投資者及發(fā)展商從一開始就關(guān)注能耗問題。

二、中央空調(diào)節(jié)能運行管理存在的主要問題

中央空調(diào)節(jié)能運行管理存在的問題主要有：（1）設(shè)計過程重投資成本核算，輕能耗指標計算的問題。缺乏節(jié)能引導(dǎo)中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析。在系統(tǒng)方案設(shè)計中，初投資與運行費用通常是矛盾的兩個方面。一般節(jié)能、運行費用低的系統(tǒng)方案其初投資比較大。用戶或投資者由于對中央空調(diào)系統(tǒng)的性能指標，尤其是初投資和運行費用的綜合經(jīng)濟性指標缺乏專業(yè)認識，容易忽略綜合投資收益計算。這導(dǎo)致工程建設(shè)方對采用高成本的節(jié)能方案沒有積極性，往往就采用成本小、初投資低的設(shè)計方案，以較低的競爭價格贏取工程項目。這使很多初投資低但能耗大、運行費用高的中央空調(diào)系統(tǒng)大行其道。（2）管理人員和節(jié)能監(jiān)控的問題?，F(xiàn)階段空調(diào)運行管理人員多半還是由非專業(yè)人員組成，由于專業(yè)知識的限制，無法承擔(dān)中央空調(diào)節(jié)能運行和管理的任務(wù)。同時，投資方與建設(shè)方目標不同，實際使用中，不同方案之間的經(jīng)濟性比較一般只是理論分析比較，無法也不會進行實物、實驗比較，無法做到很好的監(jiān)控。

三、中央空調(diào)節(jié)能的策略

1、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的合理選擇。中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的取值不僅直接影響中央空調(diào)系統(tǒng)的造價，也影響著中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效率和運行能耗。在滿足要求的前提下，適當(dāng)降低設(shè)計標準；在舒適度相同的情況下，參考最新標準，根據(jù)實際情況，在允許范圍內(nèi)調(diào)整室內(nèi)溫濕度的取值等方法都可以減少空調(diào)系統(tǒng)能耗。

2、科學(xué)合理地設(shè)計機房位置。在公共建筑中，空調(diào)的設(shè)備的機房最多，有制冷機房、熱交換機房、空調(diào)機房、排風(fēng)機房等。國外建筑物的機房位置一般分布則是冷熱源集中布置，即冷凍機房和熱交換間大都設(shè)在地下室，而空調(diào)機房都分散專用，靠近被調(diào)的房間?？照{(diào)機房適當(dāng)分散之后，隨之而來的是風(fēng)道短，段面小，空間省投資少。在風(fēng)量相等的情況下，風(fēng)道短風(fēng)機的壓頭就可以選得低，功率也相應(yīng)較小，運行能耗就越省。

3、中央空調(diào)系統(tǒng)的運行節(jié)能。（1）科學(xué)確定開停機及新風(fēng)供應(yīng)時間。對于空調(diào)，應(yīng)根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、氣候變化、房間使用功能進行預(yù)測控制，確定最適合的啟動和停機時間，在保證舒適的條件下節(jié)約空調(diào)能耗。如果設(shè)備容量已經(jīng)確定，則應(yīng)按其額定出力考慮預(yù)冷或預(yù)熱時間，可以提高冷、熱源的運行效率，又可以縮短預(yù)冷或預(yù)熱的時間。（2）合理調(diào)節(jié)新風(fēng)量。新風(fēng)負荷一般要占整個空調(diào)負荷的20%-40%，甚至更大。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求的前提下，減少新風(fēng)量，有顯著的節(jié)能效果。（3）過渡季節(jié)取用室外空氣作為自然冷源。在空調(diào)運行時間內(nèi)保證衛(wèi)生條件的基礎(chǔ)上，只有在夏季室外空氣熱焓大于室內(nèi)空氣熱焓時，或冬季室外空氣熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時，適當(dāng)減少新風(fēng)量有節(jié)能意義。當(dāng)供冷期間出現(xiàn)室外熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時（過渡季節(jié)），應(yīng)該采用全新風(fēng)運行，這不僅可縮短制冷機的運行時間，減少新風(fēng)耗能量，同時可以改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。（4）自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)可以對空調(diào)系統(tǒng)進行集中管理和最佳控制。包括冷熱源的能量控制，空調(diào)系統(tǒng)的焓值控制、新風(fēng)來控制、設(shè)備的啟、停時間和運行方式控制、溫濕度設(shè)定控制、送風(fēng)溫度控制等?？赏ㄟ^預(yù)測室內(nèi)、室外空氣狀態(tài)參數(shù)：溫度、濕度、熱焓、CO2濃度等，以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件，把最小能耗作為評價函數(shù)，來判斷和確定所需提供的冷熱量和空調(diào)機、風(fēng)機、水泵的運行臺數(shù)，和運行時間及空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運行方式，以達到最佳節(jié)能運行效果。

4、不斷降低中央空調(diào)水系統(tǒng)的隱性能耗。中央空調(diào)中的冷卻水、冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能，即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗。這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當(dāng)大的，水的大量耗失，并且會增大水資源的壓力，同時增加冷水機組、水泵和冷卻塔的電能消耗，即隱性能耗。（1）冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能。冷凍水在空調(diào)系統(tǒng)中主要起著中間載冷作用在隱性能耗方面主要表現(xiàn)在，管路保溫的冷量損失及冷凍水流失方面，其中后者往往被忽視，冷凍水流失絕大部分是因為排污閥，旁通閥失效或關(guān)不死所致。（2）冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能。冷卻水系統(tǒng)中水的流失主要在如下三個方面：（a）蒸發(fā)耗水。冷卻塔內(nèi)熱水通過蒸發(fā)釋放潛熱而達到自身的冷卻，在設(shè)計工況下，冷卻塔內(nèi)空氣呈等溫加濕變化，而空氣吸收了冷卻水的蒸發(fā)水分，從而冷卻水水溫降低。然而當(dāng)冷卻負荷減少而風(fēng)量不變時，水分蒸發(fā)吸收的熱量一部分來自空氣，使空氣的干球溫度較之進口溫度值下降。從系統(tǒng)的角度來講，通過風(fēng)機大量送風(fēng)能降低冷卻塔出水溫度，有利于提高機組的性能，卻增加了冷卻塔的風(fēng)機和水泵的電能消耗，機組冷凝溫度的降低并不總是導(dǎo)致機組性能的提高，實際上機組的耗電指標隨著冷凝壓力的進一步降低有升高的趨勢， 因而大風(fēng)量導(dǎo)致的出水溫度降低，并不能達到節(jié)能的目的。（b）控制飛水，節(jié)約水耗?？諝鈱⑺ǖ危С隼鋮s塔，造成水耗稱為冷卻水飛水，這是冷卻水系統(tǒng)的另一種隱性能耗，其產(chǎn)生的原因主要在于循環(huán)水量過大。因此，在滿足冷卻水機組負荷的情況下，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整循環(huán)水流量，調(diào)整播水器角度，清掃散水槽，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機葉片的角度是可以將飛水降至最低程度的。（c）排污換水消耗。盡管排污換水消耗是不可避免的，但是保持水系統(tǒng)清潔卻可以減小換水的頻率。

結(jié)束語

城市化建設(shè)進程的加快，對于能源需求日趨增多，為了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，必須加強節(jié)能措施。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，中央空調(diào)能耗約占整個建筑總能耗的50%左右，因此對中央空調(diào)實施節(jié)能措施具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]楊宏偉.對中央空調(diào)系統(tǒng)中節(jié)能有關(guān)問題的探討[J].工程科技，2010

[2]葉寧.中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行[J].工業(yè)技術(shù)，2012

[3]趙靚.淺析中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施[J].科技視界，2016

[4]邵蒙晉.探析中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計和節(jié)能[J].建筑建材裝飾，2016