大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能探索

曾衛(wèi)軍

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源成為最為現(xiàn)實(shí)的問題，只有全面解決節(jié)能問題，才能推動城市快速發(fā)展。文章主要談到了用電較大的中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施與方法。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能；大型建筑

中圖分類號：TU831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）19-0131-02

Abstract： With the continuous development of economy， energy has become the most realistic problem. Only by comprehensively solving the problem of energy saving can we promote the rapid development of the city. This paper mainly discusses the energy-saving measures and methods for the central air-conditioning system with large power consumption.

Keywords： central air conditioning； energy saving； large buildings

城鎮(zhèn)化發(fā)展、人口的增多，對能源供應(yīng)提出了更大的挑戰(zhàn)，特別是在用電量較大的區(qū)域，能源問題成為全社會的關(guān)注焦點(diǎn)。城鎮(zhèn)中大型建筑越來越多，大型建筑消耗電量巨大，只有全面解決好節(jié)能問題，才能有效提高能源利用率，確保城鎮(zhèn)健康快速發(fā)展。大型建筑中的空調(diào)系統(tǒng)用電量大，解決好節(jié)能減排問題十分關(guān)鍵。大型建筑內(nèi)的空調(diào)設(shè)備設(shè)計(jì)非常重要，要保證容量的基礎(chǔ)上，提出節(jié)能措施，這樣才能保證節(jié)能質(zhì)量與效果。中央空調(diào)需要不斷的運(yùn)行，全面滿足不同用戶的需要，一般來講，中央空調(diào)都是按最大負(fù)荷設(shè)計(jì)的，其承載能力較大，但在實(shí)際使用過程中，往往并不能達(dá)到最大設(shè)計(jì)量，而是多數(shù)時(shí)間都在低負(fù)荷運(yùn)行，如果用戶過少，往往還會造成在設(shè)計(jì)負(fù)荷10%以下運(yùn)行的狀態(tài)，但不論多少用戶使用，只要有一個(gè)需要的，就要整體運(yùn)行，這也就導(dǎo)致了電量的最大消耗。就是說，空調(diào)如果長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，但卻要承擔(dān)高負(fù)荷的配套，不但中央空調(diào)運(yùn)行效率下降，而且對資源也是極大的浪費(fèi)。

為了達(dá)到節(jié)能效果，當(dāng)前，中央空調(diào)系統(tǒng)一般都已經(jīng)按照溫度控制冷凍水系統(tǒng)流量自動進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保溫度達(dá)到合理狀態(tài)，這種設(shè)計(jì)已經(jīng)充分考慮到了節(jié)能的問題，但是節(jié)能卻不是其主要目標(biāo)，真正決定建筑物內(nèi)溫度的則是中央空調(diào)系統(tǒng)所傳遞的冷熱量累加。理論上看，中央空調(diào)系統(tǒng)由制冷機(jī)產(chǎn)生冷量，通過末端設(shè)備得到冷量，由此發(fā)揮其空調(diào)的作用，這種流程一般存在延遲，有些特殊類的建筑物，冷負(fù)荷變化大，傳統(tǒng)控制模型節(jié)能效果不好，整體耗能大，只有全面創(chuàng)新思路，才能設(shè)計(jì)出良好的節(jié)能措施與方法，全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

1 中央空調(diào)冷熱源節(jié)能措施

建筑都裝有空調(diào)系統(tǒng)，在建筑當(dāng)中，耗能最大的就是空調(diào)系統(tǒng)，整體消耗的電量較多，而空調(diào)冷熱源機(jī)組能耗又占整個(gè)空調(diào)大部，節(jié)能第一步，就是要解決好機(jī)組的問題。目前市場中的空調(diào)多種多樣，機(jī)組、設(shè)備品種非常齊全繁多，比如電制冷機(jī)組、溴化鋰吸收式機(jī)組及蓄冷設(shè)備等機(jī)組，不同的機(jī)組有不同的功能，各具特色、各有優(yōu)勢。不論是哪一種類型的機(jī)組，均需要受能源、環(huán)境、工程狀況、時(shí)間及要求等多因素制約，只有根據(jù)建筑形式與需求，才能客觀的做出正確選擇，中央空調(diào)常見冷熱源配置為：水冷冷水機(jī)組+鍋爐、熱泵型機(jī)組、嗅化銼吸收式機(jī)組、蓄冷空調(diào)。

1.1 水冷冷水機(jī)組+鍋爐

這種配置是當(dāng)前最多見的一種形式，主要是在水冷機(jī)組制冷時(shí)對電能產(chǎn)生大量的消耗。設(shè)計(jì)工況能效比（制冷量/耗電量）很高，也就是說，建立這種機(jī)組配置，必須要保證有水冷冷水機(jī)組冷卻水整體系統(tǒng)，確保水冷效果，達(dá)到空調(diào)制冷的目的，冷水系統(tǒng)要有冷卻塔和水泵等基礎(chǔ)性設(shè)備，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，會消耗一定比例的水，這種配置多是用在水源充足的地區(qū)，能夠消耗較少的電能，達(dá)到整體節(jié)能效果。

1.2 熱泵型機(jī)組

這種配置具備一定的節(jié)能效果，使用過程中可大大降低能耗，主要在風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組中用的較多，確保中央空調(diào)正常使用。機(jī)組能夠制冷，也可以供熱，對于北方地區(qū)尤其合適，一年四季都可以使用。夏季制冷的時(shí)候，主要使用的是風(fēng)冷冷卻制冷系統(tǒng)的冷凝器，不需要使用水冷機(jī)組水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，對于缺水地區(qū)較合適，能夠達(dá)到節(jié)能效果。

1.3 溴化鋰吸收式機(jī)組

這種機(jī)組主要有兩種，一種是外燃式、一種是直燃式，兩種機(jī)組適合的區(qū)域不同，根據(jù)實(shí)際情況可以自由選擇，外燃式機(jī)組制冷動力主要是靠熱能，一般會在廢熱或余熱較多的地區(qū)使用，整體效果非常好。有廢余熱的區(qū)域使用這種方式，能夠有效利用廢熱、余熱，同時(shí)，也解決了制冷問題，達(dá)到節(jié)能效果；缺電而無廢熱或余熱的地區(qū)，使用直燃式機(jī)組效果較好。

1.4 蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

電力是當(dāng)前用量最大的能源，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電力在地區(qū)供應(yīng)出現(xiàn)了緊張狀況，特別是進(jìn)入夏季，一些地區(qū)的電力供需矛盾更加突出，空調(diào)用電負(fù)荷呈爆發(fā)增長，如果遇到用電的高峰，則矛盾更加突出，只有全面解決這一問題，才能解決矛盾，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。蓄冷空調(diào)能夠在電網(wǎng)負(fù)荷低的夜間，采用水蓄冷或相變材料蓄冷，低谷期存電能，而在高峰時(shí)期則釋放使用，也就是說，電力負(fù)荷較高的白天，能夠通過釋放，把儲存的冷量輸送出來，全面滿足建筑空調(diào)需求。

2 中央空調(diào)機(jī)組和末端設(shè)備節(jié)能措施

隨著技術(shù)的不斷成熟，國產(chǎn)風(fēng)機(jī)盤管與國外同類產(chǎn)品質(zhì)量相差不大，但是，從節(jié)能上看，還與國外先進(jìn)水平存在巨大的差距，國產(chǎn)設(shè)備整體耗電量大、盤管重、噪聲大，存在一定的缺點(diǎn)。要從問題入手，全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能夠達(dá)到節(jié)能效果，設(shè)計(jì)時(shí)可以選用重量輕、單位風(fēng)機(jī)功率供冷（熱）量大的機(jī)組。通常空調(diào)機(jī)組應(yīng)選用機(jī)組風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓匹配合理，漏風(fēng)量少，空氣輸送系數(shù)大的機(jī)組，這樣，才能在使用中有效節(jié)能，保證質(zhì)量。

3 中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能措施

空調(diào)水系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)，其輸配用電量較大，特別進(jìn)入冬季供暖期，能達(dá)到整個(gè)建筑動力20%到25%，夏季供冷期間約占12%到24%，全面研究解決好空調(diào)水系統(tǒng)，也能夠達(dá)到節(jié)能的良好效果?？照{(diào)水系統(tǒng)設(shè)備較多，主要通過水泵解決水的問題，輸送環(huán)節(jié)復(fù)雜，過程中能耗較大，往往在傳熱過程中，還會產(chǎn)生大量的冷量損失，只有克服流動阻力，才能避免冷量損失，保證空調(diào)效果。

3.1 減少閥門濾器阻力

水系統(tǒng)是重要的部分，各種閥門較多，合理控制好閥門是重點(diǎn)，管路阻力主要是通過閥門控制的，閥門是水系統(tǒng)最主要的部件，通過閥門控制，能夠使阻力增大或者變小，水泵揚(yáng)程和電耗與閥門大小有直接關(guān)聯(lián)，但是在實(shí)際使用過程中，閥門調(diào)節(jié)阻力并不能達(dá)到節(jié)能效果。

3.2 設(shè)定合適的水流量

空調(diào)水系統(tǒng)需要有水的調(diào)節(jié)，水流量是與水泵電耗成正比，流量越大，則消耗的電量越大?？照{(diào)系統(tǒng)中水流量主要由空調(diào)冷熱負(fù)荷和空調(diào)供回水溫差決定，也就是說，供回水溫差越大，則空調(diào)水流量就會變得越小，此時(shí)水泵電耗就變小，所以，設(shè)定合適的水流量能夠達(dá)到節(jié)能目的。

3.3 提高水泵效率

水泵效率是原動機(jī)軸功率被流體利用的最大化程度。水泵效率在使用過程中，會隨時(shí)變化，根據(jù)水泵工作狀態(tài)點(diǎn)位置的不同，能夠由0到最大效率，這種變化存在于運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中。如果空調(diào)輸出功率相同，則需要看水泵效率，利用率低則水泵能耗會增大，只有全面選擇好空調(diào)系統(tǒng)合適的水泵，使水泵在最佳效率狀態(tài)點(diǎn)上，則會起到節(jié)能的良好效果。要想達(dá)到節(jié)能效果，則需要全面掌握現(xiàn)有空調(diào)水系統(tǒng)情況，從節(jié)能角度看，還存在大流量，小溫差現(xiàn)象。那么，只有全面提高設(shè)計(jì)能力，優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，才能更加有效地起到節(jié)能效果，一般要求中供、回水溫差取5℃，但是達(dá)到節(jié)能目的，則需要采取加大供回水溫差的相關(guān)措施，徹底把供回水溫差加大到8℃，這樣就可以在保證換熱量不變的情況下減小水流量，水泵要求也不高能夠起到節(jié)能效果。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要有兩種方法，一是低溫供水，把較高溫度的水溫降低，確保供水溫度在合理狀態(tài)。二是高溫回水，主要是保證供水溫度7℃時(shí)，回水溫度有一定的提升，保持在15℃～17℃為最好。通過大溫差設(shè)計(jì)，起到良好的節(jié)能效果，保證循環(huán)水量不變的情況下，也有效減輕了水泵揚(yáng)程及耗電量，這樣做對蒸發(fā)器要求提高了，需要更換或者進(jìn)行改造，確保高溫回水不出現(xiàn)蒸發(fā)問題，保證溫度。

4 管理節(jié)能措施

通過一定的管理能夠達(dá)到節(jié)能效果，比如說，夏季早晨室外氣溫不高，此時(shí)就可以充分發(fā)揮空調(diào)新風(fēng)機(jī)及消防排煙系統(tǒng)抽、送風(fēng)，保證空氣供給。這樣，空調(diào)開機(jī)前，就能夠?qū)κ覝赜幸欢ǖ慕档?，進(jìn)一步減少主機(jī)負(fù)荷，保證空氣質(zhì)量的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能目的。要隨時(shí)做好檢測，隨時(shí)掌握各用冷場合的基本情況，通過開、停風(fēng)柜、風(fēng)機(jī)盤管等設(shè)備，使系統(tǒng)熱負(fù)荷全面減輕，在保證了空調(diào)功能的基礎(chǔ)上，降低機(jī)組耗電量。要以室外宴席為標(biāo)準(zhǔn)，全面控制好用冷場合情況，根據(jù)用冷狀態(tài)，增開或關(guān)停冷水機(jī)組，合理調(diào)節(jié)好溫度。只有全面提高管理能力，落實(shí)責(zé)任，才能夠更好地減少電能消耗，達(dá)到節(jié)能效果。對于國外進(jìn)口中央空調(diào)設(shè)備，其全自動程度較高，管理人員容易放松，認(rèn)為自動化程度高是電腦控制的，就不需要人來控制，這是錯(cuò)誤的想法，只有通過科學(xué)的管理，才能保證達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

5 結(jié)束語

節(jié)能和環(huán)保是當(dāng)前最主要的問題，也是保證經(jīng)濟(jì)社會連續(xù)發(fā)展的需要，空調(diào)領(lǐng)域是用電大戶，也是電能消耗最多的設(shè)備，全面開展空調(diào)的節(jié)能工作，對節(jié)能環(huán)保意義重大，只有全面提高空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，不斷強(qiáng)化管理水平，合理用好空調(diào)，才能夠在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下，達(dá)到高效節(jié)能運(yùn)行的總體目標(biāo)，不斷推動經(jīng)濟(jì)建設(shè)健康發(fā)展。

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