公共建筑中央空調的節(jié)能設計分析

濮長明

摘 要：在大型公共建筑項目建設中，各類先進設備與配套設備的應用組成了中央空調系統(tǒng)，是現(xiàn)代化建筑技術的應用核心，也是公共建筑中重要的基礎設施。當前，如何全面優(yōu)化中央空調節(jié)能設計是重要問題。因此，文章結合公共建筑中央空調節(jié)能現(xiàn)狀擬定節(jié)能管理措施，適應大型公共建筑建設發(fā)展要求，旨在為相關領域的應用和研究提供更有價值的參考建議。

關鍵詞：公共建筑;中央空調;節(jié)能設計

中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）05-069-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.033

1 節(jié)能技術概況

目前，在中央空調控制領域中，能有效運用智能化控制技術，針對智能化控制，要合理選取溫差調節(jié)方式，優(yōu)化節(jié)能技術性能。當前，在多項技術快速發(fā)展推動中，自動化控制技術在節(jié)能領域中發(fā)展迅速，為后續(xù)節(jié)能管控奠定了基礎。因此，在當前中央空調智能模糊控制系統(tǒng)中，要為廣大顧客提供更多服務措施，將模糊控制技術、計算機技術、系統(tǒng)集成技術等整合運用，保障中央空調系統(tǒng)在運行中能組建多個性化運行管理平臺，有助于對中央空調冷媒流量系統(tǒng)實施智能模糊管控，全面提升空調系統(tǒng)服務質量，實現(xiàn)中央空調穩(wěn)定運行。設計人員要對空調工程運行現(xiàn)狀進行判定，做好各項數(shù)據(jù)分析，合理設計供回水溫度;對中央空調系統(tǒng)各類負荷條件進行判定，使其處于最佳狀態(tài)，控制能源消耗。

2 公共建筑中央空調系統(tǒng)運行問題分析

2.1 空調冷凍水系統(tǒng)水力不平衡

當公共建筑使用中央空調系統(tǒng)時，在施工完工后缺乏系統(tǒng)調試，以及受到資金限制，在空調系統(tǒng)中未設定電動調節(jié)閥，無法實現(xiàn)系統(tǒng)自動化控制。還有一些雖裝配了電動調節(jié)閥，但由于空調機組不能穩(wěn)定運行、有效自控，也會導致水力不平衡的狀況。

2.2 系統(tǒng)分區(qū)問題誘發(fā)冷熱不均

在公共建筑中央空調系統(tǒng)設計中未能精確分析運行負荷，導致內外區(qū)空間分布不合理，運行中出現(xiàn)內外冷熱不均等情況。其中，由于沒有外部維護結構等因素的影響，加上室內整體負荷相對穩(wěn)定，內區(qū)會出現(xiàn)冷負荷需求高的情況，要長時間實施內區(qū)供冷。而外區(qū)和內區(qū)存在較大差異，由于季節(jié)變化，導致冷熱負荷交替，會出現(xiàn)夏季、冬季難以有效供冷、供熱的情況。針對此類問題，在中央空調設計中要做好負荷精確化計算以及設備應用選型，合理設計內外區(qū)，對冷熱不均等情況集中控制。

2.3 冷水機組裝機容量較大

在目前公共建筑中央空調系統(tǒng)設計中，冷水機組裝機容量設計不合理的問題突出。在正常區(qū)域，通過分析大型公共建筑日常運行可知，夏季冷負荷概算指標大多為210W/m2～240W/m2。但有部分管理人員存在錯誤看法，片面地認為中央空調在運行中，夏季應該溫度越低越好、冬季要越高越好，從而使部分設計人員在中央空調設計中，重點關注各項安全系數(shù)以及使用人員標準要求，導致設計指標略微保守，最終使單位建筑面積中實際裝機容量高于運行中空調的峰值冷負荷。

3 公共建筑中央空調節(jié)能設計措施探析

3.1 風系統(tǒng)節(jié)能設計

在中央空調系統(tǒng)總裝機功率中，風機裝機功率占據(jù)較大比重。其中，風量體積與風機功率處于正比關系，風系統(tǒng)體積流量超出水系統(tǒng)。因此，風系統(tǒng)實際壓損低于水系統(tǒng)，在諸多大型公共建筑空調系統(tǒng)中，風機實際裝機功率較大，能達到375kW之上。在相同的風管運用中，風機運行功率與對應的風量三次方成正比。因此，有效控制風量，能降低風機基本能耗，對管路長度、風管基本尺寸進行合理設計，有助于能耗控制。通過科學化設計，能有效控制局部阻力，減少電能浪費，還能有效調節(jié)擋板，平衡風壓[1]。

3.2 水系統(tǒng)節(jié)能設計

中央空調系統(tǒng)運行過程中，由于機組和水泵功率較大，電能消耗較多，因此要全面強化中央空調水系統(tǒng)節(jié)能設計，判定冷凍水溫度要基于蒸發(fā)器設定數(shù)值，結合回水溫度判定蒸發(fā)器接收熱量。中央空調系統(tǒng)冷凍水供回水正常溫差為5℃，在針對性節(jié)能優(yōu)化設計中，要將溫度變送器安裝在系統(tǒng)蒸發(fā)器、回水管中，使變頻器與溫度調節(jié)器設備能監(jiān)控閉合的控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要是基于冷凍水泵運行管控，使系統(tǒng)熱負載產(chǎn)生一定變化。當運行滿足基本效率要求時，需要及時啟用第二臺機組。對首臺機組進行應用調節(jié)，在系統(tǒng)運行階段要做好機組調控，滿足節(jié)能化、智能化要求。此外，要合理控制冷卻水系統(tǒng)、冷凍水智能化設計，滿足節(jié)能管控要求。

3.3 中央空調系統(tǒng)變頻控制系統(tǒng)設計

近年來，變頻技術開始運用在諸多行業(yè)領域中，基于空調系統(tǒng)發(fā)展及時代基本要求，變頻技術是中央空調系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。通過合理設計中央空調變頻系統(tǒng)，能夠有效提升系統(tǒng)整體性能，實現(xiàn)自我調節(jié)與節(jié)能管控，有助于降低能耗。有效判定中央空調系統(tǒng)建筑冷熱負荷變化，能夠規(guī)范空調系統(tǒng)流量與壓力。在保證系統(tǒng)水流量穩(wěn)定的基礎上，將運行溫差控制在7℃，有效降低20%～30%的水泵能耗。從實際運行來看，采用變頻技術，中央空調可以節(jié)能30%～50%。

3.4 圍護與管道節(jié)能優(yōu)化設計

在中央空調系統(tǒng)運行階段，要加強室內負荷、維護結構負荷控制。優(yōu)化中央空調系統(tǒng)有助于優(yōu)化門窗整體氣密性，合理控制建筑能耗。運行中要做好管道以及各類設備運行保護，實現(xiàn)節(jié)能管控目標。如果運行管道和各類設備不能得到保溫管控，會對空調系統(tǒng)自身冷量消耗產(chǎn)生影響，從而提升冷水溫度，加劇室內溫度超標。

4 公共建筑空調系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化管理措施

4.1 系統(tǒng)的優(yōu)化管理

在公共建筑空調系統(tǒng)全面優(yōu)化管理中，要結合實際情況，收集多項數(shù)據(jù)信息，加強系統(tǒng)的規(guī)范化配置，集中整合空調系統(tǒng)管理經(jīng)驗，采取合理的控制方式?？刂齐A段要精確掌握節(jié)能調節(jié)重點，提升控制科學性，避免資源浪費。在節(jié)能設計中，要注重后期管理，通過優(yōu)化系統(tǒng)管理，突出系統(tǒng)應用價值，逐步建立完善管理制度與管理體系，確保各個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系。建立專業(yè)化管理小組，監(jiān)督系統(tǒng)管理控制情況，使空調系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)[2]。

4.2 合理配置應用設備

當前，在公共建筑內部構成中，不同運行空間產(chǎn)生的作用和運行內容存在差異，由于實際應用時間不同，對應的運行負荷也不同。有較多負荷是通過制冷機運行產(chǎn)生的，制冷劑能量消耗在系統(tǒng)中占據(jù)多數(shù)，對提升制冷劑能源的應用效率具有較大影響。運行中，低負荷制冷機的運行時間要長于高負荷機器的運行時間，長期應用大主機，會增加設備運行損耗，影響到主機壽命。節(jié)能管控中，要將大主機與小主機搭配應用，在空調設備應用高峰期要選取大主機，低負荷狀態(tài)應運用小主機。設備智能化操作有助于延長設備應用周期，控制制冷機能量消耗管控目標。

4.3 完善監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控方案

在系統(tǒng)運行以及供冷負荷平衡管控中，要做好各項監(jiān)控，確保系統(tǒng)能在穩(wěn)定運行狀態(tài)中實現(xiàn)有效控制。當前，要對負荷狀況進行動態(tài)化監(jiān)控，有助于調節(jié)制冷量，提升室內溫度環(huán)境適宜性。在多數(shù)空調設備應用中，要實現(xiàn)自動化開啟、關閉，集中優(yōu)化多項操作程序，降低人為操作失誤，降低能源損耗。此外，要降低多項維護成本，提升系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性。

4.4 強化管理人員綜合素質

在運用各項技術措施時，雖然能夠有效控制能源消耗，但是也會出現(xiàn)忽視人員管理的問題?，F(xiàn)階段，我國物業(yè)整體管理水平低于發(fā)達國家，諸多區(qū)域能源損耗突出?？照{系統(tǒng)運行損耗與機器運行、管理、維護具有較大關聯(lián)。日常管理中，要提高管理人員節(jié)能積極性，強化管理人員綜合素質，對各類機器運行現(xiàn)狀強化監(jiān)督。全面遵守各項規(guī)定要求，保證管理人員進行定期檢查、清理等，提升中央空調系統(tǒng)運行穩(wěn)定性[3]。

5 結語

近年來，隨著科技水平的不斷提高，通過對中央空調系統(tǒng)實施高效化設計，能夠全面提升中央空調系統(tǒng)的運行效率與節(jié)能管控成效。因此，在安裝中央空調系統(tǒng)時要加強對設計人員的專業(yè)化培訓，對不同設計細節(jié)進行集中優(yōu)化，獲取較高的節(jié)能管控成效，確保中央空調能夠發(fā)揮更高的效用，并進一步節(jié)約成本投入。

參考文獻

[1] 師卿.公共建筑中央空調節(jié)能設計控制策略探析[J].建材與裝飾，2019（7）：115-116.

[2] 孫莉.大型公共建筑中央空調系統(tǒng)節(jié)能改造設計[J].工程技術研究，2020，5（7）：214-215.

[3] 譚激.大型公共建筑中央空調節(jié)能設計控制策略探析[J].智能建筑與智慧城市，2018（11）：44-45.