公共建筑中央空調通風能耗分析及節(jié)能思路

郭燕

摘 要： 中央空調通風系統(tǒng)運行的過程中會產生諸多能耗，嚴重侵害環(huán)境，并且還會降低其運行效率，探究中央空調通風系統(tǒng)的節(jié)能策略具有重要的研究意義和價值。首先論述了公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的基本原理、工作流程、特征等，搜集大量數(shù)據(jù)，確定能耗分析指標，結合圖表，在分析公共建筑中央空調通風能耗的基礎上提出公共建筑中央空調通風節(jié)能思路，最后評估提出了節(jié)能策略的可行性和效果，目的在于緩解中央空調系統(tǒng)在運行過程中產生能耗過大的問題。

關鍵詞： 中央空調通風系統(tǒng) 能耗問題 節(jié)能策略 現(xiàn)狀趨勢

中圖分類號： TU83文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）02-0083-03

Analysis of Energy Consumption and Energy Saving Ideas of Central Air Conditioning Ventilation in Public Buildings

GUO Yan

（Ningxia First Construction Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia Hui Autonomous Region， 750000 China） Abstract： The operation ofcentral air conditioning ventilation system generates a lot of energy consumption， which seriously damages the environment and also reduces its operational efficiency. It is of great research significance and value to explore the energy saving strategy of the central air conditioning ventilation system. The paper firstly discusses the basic working principle， workflow and characteristics of the central air conditioning ventilation system in public buildings， collects a large amount of data and determines the energy consumption analysis indexes. Combined with the data charts， on the basis of analyzing the energy consumption of the central air conditioning ventilation in public buildings the energy saving ideas of central air conditioning ventilation in public buildings are put forward. Finally， the paper assesses and presents the feasibility and effectiveness of the energy saving strategy， which is aimed at alleviating the problem of excessive energy consumption produced by central airconditioning system in the process of operation.

Key Words： Central air-conditioning ventilation system； Energy consumption problems； Energy saving strategies； Current trends

中央空調通風系統(tǒng)在公共建筑中廣泛應用，為提供舒適的室內環(huán)境和滿足建筑內部各個功能區(qū)的不同需求起著重要作用。然而，隨著能源資源的日益緊缺和環(huán)境問題的日益嚴峻，中央空調通風系統(tǒng)的能耗問題日益引起關注。據(jù)統(tǒng)計，全球建筑能耗占總能耗的近40%，其中中央空調通風系統(tǒng)的能耗占比較大。因此，研究中央空調通風系統(tǒng)運行的能耗問題，并提出有效的節(jié)能策略，對于減少建筑能耗，降低環(huán)境負擔具有重要意義。

1 公共建筑中央空調通風系統(tǒng)概述

1.1 中央空調通風系統(tǒng)的基本原理和工作流程

中央空調通風系統(tǒng)是一種集制冷和空氣凈化等多功能于一體的空氣調節(jié)系統(tǒng)，通過一系列的設備和管道將空氣引入室內，進而確保室內空氣的各項參數(shù)都能夠讓人體感舒適。其基本原理是通過空氣處理設備處理室外空氣，再通過風管和送風口將處理后的空氣送入室內，從而實現(xiàn)對室內環(huán)境的調節(jié)。

中央空調通風系統(tǒng)的工作流程一般情況下由空氣的處理、傳輸與分配構成。首先，空氣處理包括對室外空氣過濾、制濕（加濕）等處理，以滿足室內空氣的舒適要求。隨后，處理后的空氣經過風機與風管系統(tǒng)，輸送到若干個送風口，再把空氣輸送到環(huán)境中。最后，空氣在室內進行分配和循環(huán)，以保持室內空氣質量和溫濕度穩(wěn)定。

1.2 公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的常見形式和特點

公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的形式和特點多種多樣，通常根據(jù)建筑的用途、規(guī)模和設計要求等因素來選擇。全空氣處理系統(tǒng)、分區(qū)控制系統(tǒng)是比較多見的形式。全空氣處理系統(tǒng)是指將一切送入室內的空氣均通過處理后再把其輸送到室內，此種系統(tǒng)一般情況下應用于要求空氣質量標準高的區(qū)域，如醫(yī)院或者實驗室等。分區(qū)控制系統(tǒng)是指將建筑內的不同區(qū)域或房間劃分為多個獨立的控制區(qū)，每個控制區(qū)都有獨立的空氣處理設備和控制系統(tǒng)，可以根據(jù)不同區(qū)域的需要獨立控制溫濕度等各項參數(shù)[1]。

1.3 中央空調通風系統(tǒng)的能耗特征

1.3.1 制冷和制熱能耗

中央空調通風系統(tǒng)在制冷和制熱季節(jié)需要消耗大量的電能來提供制冷制熱效果，制冷和制熱能耗通常狀況下容易在能耗發(fā)生的過程中占據(jù)較大的比例。

1.3.2 風機能耗

中央空調通風系統(tǒng)中的風機用于空氣傳輸和分配，消耗大量的電能。

1.3.3 濕化和脫濕能耗

中央空調通風系統(tǒng)在濕化季節(jié)需要消耗能量增加空氣的濕度，而在脫濕季節(jié)則需要消耗能量來減少濕度。濕化和脫濕能耗通常是中央空調通風系統(tǒng)的能耗中的一個較小部分[2]。

2 公共建筑中央空調通風能耗分析

2.1 數(shù)據(jù)收集和處理方法

分析公共建筑中央空調通風能耗需要一定的數(shù)據(jù)分析作為支撐。首先，需要獲取公共建筑的空調通風系統(tǒng)的技術參數(shù)和性能數(shù)據(jù)，包括空調設備的型號、容量、能效等級等。其次，還需要獲取建筑的設計參數(shù)，如建筑面積、保溫性能等。最后，還需要考慮風速、濕度等室外氣候數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)需要經過整理，便于接下來的分析，例如：可以使用數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)清洗等操作，確保數(shù)據(jù)的準確性。同時，可以根據(jù)需要統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)的能耗分析。

2.2 能耗分析指標和計算方法

能源消耗總量是指空調通風系統(tǒng)在一定時間范圍內的總能耗，通常以千瓦時（kWh）為單位。計算方法可以通過統(tǒng)計空調設備和風機的實際能耗數(shù)據(jù)，并加以匯總計算得出。能源消耗強度是指單位建筑面積或單位功能區(qū)域面積的能源消耗量，通常以千瓦時/平方米（kWh/m2 ）或千瓦時/功能區(qū)域（kWh/區(qū)域）為單位。計算方法可以通過將能源消耗總量除以建筑面積或功能區(qū)域面積得出。

能源消耗結構是指能源消耗的分布情況，包括不同能源類型（如電能、燃氣、熱能等）在總能耗中的占比。計算方法可以通過對各種能源類型的消耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算得出。

2.3 公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀和趨勢

2.3.1 建筑能效要求提高

許多國家對公共建筑的能效標準不斷提高，要求建筑中央空調通風系統(tǒng)在各個階段都能夠達到更高的能效水平。

2.3.2 節(jié)能技術應用廣泛

現(xiàn)代公共建筑中央空調通風系統(tǒng)廣泛應用節(jié)能技術，如高效節(jié)能空調設備、熱回收利用技術等，以降低系統(tǒng)的能耗。

2.3.3 建筑管理日益重視能效

公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的運營管理趨向智能化和綜合化，在實時監(jiān)控與優(yōu)化改善的過程中，不斷提高能耗管理水平，進一步降低能耗。

2.4 能耗分析結果的數(shù)據(jù)圖表展示

為了更直觀地展示能耗分析的結果，可以使用數(shù)據(jù)圖表進行可視化展示。如可以繪制能耗總量隨時間的折線圖，以反映能耗的變化趨勢?？梢岳L制能耗強度在不同建筑類型、氣候條件下的柱狀圖，以比較不同情況下的能耗水平。以下是公共建筑中央空調通風能耗分析結果的示例，包括具體數(shù)據(jù)和圖表展示，如表1和圖1所示。

從表1和圖1中可以看出，公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的能耗在不同月份內存在明顯的變化趨勢，如在夏季和冬季能耗較高，而在春季和秋季較低，能夠幫助管理人員了解系統(tǒng)的季節(jié)性能耗特點。

通過柱狀圖展示公共建筑中央空調通風系統(tǒng)不同區(qū)域或房間的能耗差異，見表2。

通過柱狀圖可以清晰地展示不同區(qū)域或房間的能耗差異，區(qū)域A面積較大，所用設備功率較高，能耗量其他兩區(qū)域大，房間1采用新型環(huán)保設備，能耗量較其他兩個房間更小，可以幫助管理人員識別能耗較高的區(qū)域或房間，以便進行進一步的分析和優(yōu)化。

3 公共建筑中央空調通風節(jié)能思路

3.1 節(jié)能技術和措施的綜述

李春嬌[3]認為，選擇高效能耗比的空調和通風設備，如高效換熱器、高效風機、變頻調速設備等，以提高系統(tǒng)的能效。同時冉均均等人[4]指出采用先進的控制策略，如自動調控、智能化管理、集中控制等，以優(yōu)化空調通風系統(tǒng)的運行，減少能耗浪費。范海泉等人[5]認為在建筑設計階段考慮通風和隔熱的設計，包括合理的建筑朝向、窗戶和門窗的設計，以減少能耗。李鴻宇[6]指出采用能源回收技術，如熱回收、濕度回收等，將系統(tǒng)排出的廢熱、廢水等能源回收，隨后二次利用，進一步提升利用的效率和水平。劉萌等人[7]認為通過合理的室內照明設計、空氣質量控制、溫濕度控制等措施，提高室內環(huán)境的舒適性，減少能耗。

3.2 節(jié)能策略的選擇和優(yōu)化

在公共建筑中央空調通風節(jié)能中，需要根據(jù)實際情況選擇和優(yōu)化節(jié)能策略，以最大程度地減少能耗。如可以通過對能耗數(shù)據(jù)進行深入分析，找出能耗高峰期和低谷期，并根據(jù)不同時段的能耗特點，采取相應的措施 。如在能耗高峰期可以優(yōu)化空調和通風系統(tǒng)的運行策略，降低溫度設定值、降低風速、合理設置室內外溫差等，以減少能耗[8]。在能耗低谷期，可適當減少運行某些設備，進而節(jié)省能源。

通過以上的節(jié)能思路和措施，公共建筑中央空調通風系統(tǒng)可以實現(xiàn)較大幅度的能耗降低，盡可能減少環(huán)境負荷，實現(xiàn)減少能源使用的最終目標。同時，合理的節(jié)能策略和措施還有助于降低運營成本，提高公共建筑的可持續(xù)性和經濟性。

4 結果和討論

（1）通過對公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀的總結，發(fā)現(xiàn)其能耗在建筑能源消耗中占比較高，特別是在夏季高溫季節(jié)。所以，亟需迅速減少公共建筑中央空調通風系統(tǒng)的能耗。

（2）綜合分析了各種節(jié)能策略的可行性和效果后，認為在公共建筑中央空調通風系統(tǒng)中，結合自動調控技術等策略，可以實現(xiàn)較大的節(jié)能潛力。并且通過數(shù)據(jù)顯示，這些節(jié)能策略在技術上比較成熟，能夠顯著降低能耗、提高能源利用效率，具有較高的可行性。

5 結語

研究結果顯示：結合不同的節(jié)能策略可以在公共建筑中央空調通風系統(tǒng)中實現(xiàn)較大的節(jié)能潛力。然而，在實際應用中應綜合考慮建筑的具體情況和使用者需求，采用科學的方法和合適的指標進行效果評估，并進行持續(xù)監(jiān)測和優(yōu)化，以確保節(jié)能策略的實際效果。

參考文獻

[1]黃繼忠.關于中央空調通風系統(tǒng)節(jié)能運行探討[J].成都航空職業(yè)技術學院學報，2015，31（2）：34-36.

[2]楊倩，王艷娥，梁艷.智能控制算法在中央空調節(jié)能優(yōu)化中的運用[J].環(huán)境工程，2022，40（8）：296.

[3]李春嬌.計及詳細電機損耗的中央空調系統(tǒng)能流建模與優(yōu)化研究[D].南寧：廣西大學，2022.

[4]冉均均，袁磊.基于深度學習的大型建筑中央空調能耗預測系統(tǒng)[J].自動化技術與應用，2022，41（12）： 1-4.

[5]范海泉，王玉龍，黃偉健，等.中央空調制冷節(jié)能減排系統(tǒng)改造技術研究[J].中國高新科技，2022（21）： 41-43.

[6]李鴻宇.淺談中央空調設備節(jié)能運行管理方法[J].新型工業(yè)化，2021，11（8）：213-214.

[7]劉萌，游大寧，劉航航，等.樓宇中央空調參與電網調度與控制應用研究[J].山東電力技術，2021，48（4）： 8-13.

[8]李彩云.基于模糊控制技術的醫(yī)院中央空調系統(tǒng)節(jié)能的實效分析[J].財經界，2021（11）：25-26.