大型商業(yè)綜合體暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)探討

甘冠華

深圳市科德環(huán)保科技有限公司 廣東 深圳 518052

引言

中央暖通空調(diào)在人們的日常生活中是很常見的。為了調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，中央暖通空調(diào)經(jīng)常用于普通居民的住宅內(nèi)，還有一些大型商場以及酒店和圖書館等多種公共場所，民用建筑和公共建筑綜合體對中央暖通空調(diào)具有很大的利用率。但是隨著對中央暖通空調(diào)的利用越來越普遍，我們發(fā)現(xiàn)中央暖通空調(diào)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生了極大的能耗，這也成了中央暖通空調(diào)運(yùn)行的最大缺點(diǎn)。然而，目前全球都面臨著資源緊張以及環(huán)境污染的狀況，而中央暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中的耗能巨大，這與我國提出的可持續(xù)發(fā)展綠色環(huán)保的理念相違背。因此，對中央暖通空調(diào)的節(jié)能降耗管理是勢在必行的[1]。

1 對中央暖通空調(diào)進(jìn)行節(jié)能管理的意義

中央暖通空調(diào)的系統(tǒng)具有復(fù)雜性和規(guī)模龐大的特點(diǎn)（如圖1所示）。在對中央暖通空調(diào)進(jìn)行安裝之前，我們一般會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)，而在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)中央暖通空調(diào)所在場所的最高氣溫來制定中央暖通空調(diào)對于冷能量復(fù)合的最大程度。在我國絕大多數(shù)地區(qū)，每年的最高氣溫基本上都集中在一個(gè)月而隨著時(shí)間和溫度的關(guān)系，這些地方每天平均的最高氣溫，最終折算下來，也就是幾個(gè)小時(shí)。因此導(dǎo)致許多中央暖通空調(diào)在運(yùn)行的過程中都沒有達(dá)到最高的冷負(fù)荷量，使中央暖通空調(diào)在配備的過程中大于實(shí)際所需要的冷量，造成了耗能嚴(yán)重過剩的問題。基于以上問題，我國一些專業(yè)的學(xué)家根據(jù)測評得出結(jié)論，我國在進(jìn)行中央暖通空調(diào)的運(yùn)作時(shí)，在節(jié)能降耗方面還具有很大的發(fā)展空間，而中央暖通空調(diào)在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，對于能源的消耗是非常巨大的，因此，對中央暖通空調(diào)運(yùn)行過程中進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能降耗管理，能夠一定程度上降低中央暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中對于制冷能源的消耗，并且這一研究結(jié)果也可以在其他領(lǐng)域中得到普遍的使用。而節(jié)能管理的方法，不僅可以提高對于資源的使用效率，還能在一定程度上解決我國所面臨的能源缺乏的問題。與此同時(shí)，在中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中進(jìn)行節(jié)能降耗的管理，還能將更多的能源利用于各行各業(yè)為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)[2]。

圖1 中央暖通空調(diào)系統(tǒng)

2 中央暖通空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的具體方式

2.1 根據(jù)人流量調(diào)整設(shè)計(jì)指標(biāo)

另外，對于大型的商業(yè)性建筑綜合體來說，人流量與室內(nèi)的溫度也有著直接的聯(lián)系，根據(jù)人流密度而設(shè)計(jì)的暖通空調(diào)參數(shù)，也是一種可以達(dá)到節(jié)約資源的效果。在這一商業(yè)大樓上的超市中進(jìn)行人流量調(diào)查，通常在上午的時(shí)間段 ，超市內(nèi)人流密度較低；而在下午的時(shí)間段，超市內(nèi)的人流量密度普遍比上午高；在節(jié)假日人流密度就更大。因此，如果空調(diào)暖通設(shè)備不是根據(jù)市場中的人流量和密度來進(jìn)行科學(xué)合理的系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)，就可能會(huì)導(dǎo)致商店的溫度太高或過低，造成了大量的資源浪費(fèi)。在商場里的展柜比較多，超市中也配備了許多用于加工的散熱器，自動(dòng)扶梯也沒有時(shí)刻地進(jìn)行照明作業(yè)，使得照明過度負(fù)荷和設(shè)施的超負(fù)荷變化成為最耗電的項(xiàng)目。因此，以科學(xué)合理的平均新風(fēng)速度來進(jìn)行新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而能夠讓新風(fēng)的供給需求得到充分的滿足，尤其是在季節(jié)性的過渡時(shí)期使用新風(fēng)器可以進(jìn)行室溫的調(diào)節(jié)，在冬季將室內(nèi)區(qū)域的余熱全部排除，增加了新風(fēng)的數(shù)量，從而形成良好的環(huán)保節(jié)能。目前在大型建筑物的屋面中常采用保溫技術(shù)，熱量的散失和制造冷風(fēng)滲透明顯降低，因此，適當(dāng)?shù)販p少制動(dòng)機(jī)的冷負(fù)荷和電機(jī)的熱負(fù)載等指標(biāo)值，也就能夠有效地提高節(jié)能效果[3]。

2.2 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置制冷主機(jī)

中央暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，主要對于水能和電能的消耗較大，這其中消耗較大的設(shè)施主要是制冷主機(jī)和水泵等。而制冷方面，一般情況下，我國所使用的模式都是變頻模式，變頻模式的特點(diǎn)是可以讓中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，根據(jù)具體的情況進(jìn)行變頻同步驅(qū)動(dòng)。采取變頻驅(qū)動(dòng)模式，不僅能夠讓機(jī)組在運(yùn)行的過程中達(dá)到節(jié)能降耗的效果，還能讓暖通空調(diào)系統(tǒng)在特殊極端的情況下，也能夠降低對于電能和水能的消耗。除此之外，中央暖通空調(diào)運(yùn)行管理系統(tǒng)還對制冷機(jī)組進(jìn)行了一定程度上的維護(hù)，可以使制冷機(jī)組在使用的過程中達(dá)到一定程度的優(yōu)化，這不僅增加了制冷機(jī)組的使用壽命，還提高了中央暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中的平穩(wěn)程度[4]。

2.3 對于暖通空調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

在一般的情況下，中央暖通空調(diào)的水系統(tǒng)所使用的用電模式是配用電模式。這其中對于我國部分地區(qū)的冬季制熱動(dòng)力就占據(jù)了整個(gè)中央暖通空調(diào)系統(tǒng)四分之一的動(dòng)力。由此我們可以看出，中央暖通空調(diào)對于水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在一定程度上還具有很大的發(fā)展空間。而在整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際過程中，輸送水體的主要設(shè)備就是水泵，在輸送水體的具體過程中，水泵也會(huì)產(chǎn)生極大能源消耗。而針對中央暖通空調(diào)系統(tǒng)中的管道路徑系統(tǒng)，最主要的功能就是輸送中央暖通空調(diào)的制冷量。因此，如果在這個(gè)過程中對管道輸送系統(tǒng)減少流動(dòng)的阻力就會(huì)產(chǎn)生熱能，從而造成管道內(nèi)制冷量的損失。因此，如果想要有效地降低水泵的能源消耗，還需要做好以下幾個(gè)方面的工作：

盡量地減少開關(guān)器內(nèi)的阻力。在中央暖通空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)中，可以對于各路管道的輸送量進(jìn)行調(diào)節(jié)的重要部件就是閥門，而在閥門的啟用過程中，會(huì)產(chǎn)生一定阻力，這會(huì)造成水泵的電能消耗過大，因此，在實(shí)際運(yùn)行的過程中，應(yīng)該減少對閥門的應(yīng)用[5]。

在運(yùn)行過程中，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定合理的水流量。在中央暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際過程中，暖通空調(diào)對于供回水的溫度，以及對于制冷制熱的復(fù)合程度，決定了水泵對于水的使用量。如果供回水的溫度差距較大，那么中央暖通空調(diào)系統(tǒng)中水流量就會(huì)相對較小，這也可以在一定程度上減少水泵對于電能的消耗。

在最大限度上提高水泵的利用效率，水泵的利用效率會(huì)根據(jù)中央暖通空調(diào)運(yùn)行的實(shí)際情況而不斷發(fā)生變化。如果水泵的效率變低，那么相應(yīng)的水泵所產(chǎn)生的能源消耗就會(huì)變大，因此，在中央暖通空調(diào)運(yùn)行的實(shí)際過程中，必須要采購合適的水泵，這樣才能夠保障水泵在工作時(shí)具有更高的效率[6]。

2.4 對于冷卻塔的節(jié)能運(yùn)行管理

為了使冷卻塔機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行的過程中，可以實(shí)現(xiàn)對水流量的實(shí)時(shí)控制，并且能夠精準(zhǔn)地找到波水汽的角度，將水槽內(nèi)的閑置的水清理干凈，還要保障冷卻機(jī)組的負(fù)荷，不超過限度對于冷卻塔機(jī)組的節(jié)能運(yùn)行管理是非常有必要的（如圖2所示）。而在冷卻塔機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的過程中，熱水需要通過蒸發(fā)來釋放水中的熱能，進(jìn)而達(dá)到降低熱水溫度的效果，但是如果中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)量沒有發(fā)生變化，并且在這個(gè)前提下，冷卻的負(fù)荷也在一定程度上降低時(shí)，在蒸發(fā)水分時(shí)所用到的熱能消耗有一部分是源自于空氣當(dāng)中的，這就導(dǎo)致了空氣出口溫度比進(jìn)口溫度要低。從中央暖通空調(diào)的系統(tǒng)運(yùn)行方面進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)如果使用風(fēng)機(jī)大幅度的輸送風(fēng)能，就可以在一定程度上使冷卻塔的出水溫度降低，這對于提升整個(gè)中央暖通空調(diào)的運(yùn)行有著巨大的幫助。但是在提升機(jī)組性能的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致冷卻塔和水泵的電能消耗量變大。因此，運(yùn)行機(jī)組的冷凝溫度下降，對于提升整個(gè)基礎(chǔ)的性能產(chǎn)生的效果并不一定是有利的。也因此，提高風(fēng)量并不一定能起到節(jié)能降耗的作用，反而可能會(huì)導(dǎo)致水資源的大量蒸發(fā)以及消耗[7]。

圖2 冷卻塔機(jī)組

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的不斷發(fā)展，我國面臨的生態(tài)環(huán)境威脅以及資源利用率不足等問題，已經(jīng)逐漸凸顯出來。而對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，在近年來也引起了人們和相關(guān)部門的極大重視。因此，實(shí)行中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理就變得非常有必要。中央暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的實(shí)際過程中所產(chǎn)生的能源消耗量是非?？捎^的，這一現(xiàn)象不僅不利于我國的可持續(xù)發(fā)展，還在一定程度上造成了環(huán)境的污染。因此，在中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須要考慮節(jié)能降耗的問題，而節(jié)能降耗，不能從一個(gè)方面運(yùn)行，而是要將節(jié)能降耗的理念設(shè)計(jì)到中央暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的每個(gè)環(huán)節(jié)中去，使得在運(yùn)行時(shí)，資源得到最大程度上的利用[8]。