中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

賀利娜

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

戶(hù)式中央空調(diào)已經(jīng)被中國(guó)空調(diào)行業(yè)中的大多數(shù)人士公認(rèn)為未來(lái)住宅空調(diào)的主流產(chǎn)品。與普通空調(diào)器相比較，戶(hù)式中央空調(diào)具有舒適、美觀(guān)、節(jié)能等特點(diǎn)；不僅可以引入新風(fēng)、改善空氣品質(zhì)，消除"空調(diào)病"的煩惱，而且使居住室內(nèi)空氣分布更加均勻、溫度波動(dòng)小，舒適感好。

我國(guó)的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強(qiáng)用能的管理，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承擔(dān)的措施，減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。節(jié)能還包括再生能源和新能源的開(kāi)發(fā)利用。

節(jié)能對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)來(lái)說(shuō)，具有更重大的意義。目前，全國(guó)各地電力十分緊張，但所需能量也在迅速增長(zhǎng)。因此，在空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和熱設(shè)備的保溫性能；中央空調(diào)系統(tǒng)方案要節(jié)約能源，充分回收能量，并盡可能利用天然能源，同時(shí)采取自控節(jié)能等措施。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能評(píng)價(jià)

通常供給中央空調(diào)系統(tǒng)的能量由熱源和冷源、經(jīng)水系統(tǒng)傳遞給風(fēng)系統(tǒng)，再由風(fēng)系統(tǒng)將能量傳遞給被調(diào)節(jié)的房間，以達(dá)到所要求的室內(nèi)溫、濕度參數(shù)。能量有效利用的評(píng)價(jià)指數(shù)可由單位能耗指數(shù)、空調(diào)耗能系數(shù)（CEC）來(lái)評(píng)定。

1.1 建筑物熱特性評(píng)價(jià)指數(shù)

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能直接決定了空調(diào)房間的冷（熱）負(fù)荷，若要節(jié)約中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗，就必須改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。現(xiàn)在許多國(guó)家提出了各種改善建筑保溫性能的措施，并規(guī)定了圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大傳熱系數(shù)。一些國(guó)家采用限制年負(fù)荷系數(shù)（PAL）

1.2 空調(diào)耗能系數(shù)（CEC）

由（2）可知，CEC即為全年系統(tǒng)冷、熱源耗能量與全年系統(tǒng)泵與風(fēng)機(jī)耗能量之和，除以全年系統(tǒng)供熱負(fù)荷、供冷負(fù)荷、新風(fēng)冷負(fù)荷、新風(fēng)熱負(fù)荷之和。當(dāng)采取節(jié)能措施，降低系統(tǒng)能耗時(shí)，CEC的值可判斷中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。對(duì)不同規(guī)模（大、中、小）、不同地區(qū)（寒、溫、熱）的標(biāo)準(zhǔn)辦公樓所做的設(shè)計(jì)以及利用計(jì)算機(jī)模擬求得CEC數(shù)值表明：基準(zhǔn)型中央空調(diào)系統(tǒng)的CEC約在1.6左右；節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)的CEC可接近1.1。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)具體節(jié)能措施

中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，要求在能源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃到運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程中貫徹節(jié)能的觀(guān)點(diǎn)，才可能達(dá)到節(jié)能的效果，如果在某個(gè)環(huán)節(jié)上造成了能源的浪費(fèi)，整個(gè)系統(tǒng)也不能說(shuō)是節(jié)能的。

2.1 改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能

建筑物冬季的熱負(fù)荷和夏季的冷負(fù)荷有一部分來(lái)自建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。從建筑體形來(lái)說(shuō)，同樣面積的建筑物，接近立方體的外表面積最小，可以節(jié)能。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能在建筑的節(jié)能中起著很重要的作用。一些研究表明，增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，年空調(diào)冷負(fù)荷反而有所增加，其原因是在室外氣溫高的月份和時(shí)刻，保溫性能好，可以節(jié)省空調(diào)冷量，但在非最熱月或一天中的夜間，氣溫低時(shí)，不利于建筑散熱，反而增加了冷負(fù)荷。當(dāng)然，圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能好，空調(diào)的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷會(huì)小些。

2.2 合理確定室內(nèi)溫、濕度

假設(shè)空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)為定值時(shí)，夏季空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算溫度和濕度越低，房間的計(jì)算冷負(fù)荷就越大，系統(tǒng)耗能也越大。通過(guò)研究證明，在不降低室內(nèi)舒適度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理組合室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)可以收到明顯的節(jié)能效果。

2.2.1 溫濕度變化對(duì)熱舒適度的影響

室內(nèi)空氣溫度改變對(duì)室內(nèi)熱舒適度的影響非常大，而相對(duì)濕度的變化對(duì)人的熱舒適感幾乎沒(méi)有影響。

2.2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度改變對(duì)空調(diào)能耗的影響

采用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算出在不同室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度tn下的設(shè)計(jì)空調(diào)冷負(fù)荷、濕負(fù)荷、制冷量以及以室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度25℃為基準(zhǔn)的節(jié)能率。由結(jié)果的變化規(guī)律可以看出隨室內(nèi)溫度的變化，節(jié)能率呈線(xiàn)性規(guī)律變化，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度每提高1℃，中央空調(diào)系統(tǒng)將減少能耗約6%。

2.2.3 相對(duì)濕度的改變對(duì)空調(diào)能耗的影響

當(dāng)相對(duì)濕度大于50%時(shí)，節(jié)能率隨相對(duì)濕度呈線(xiàn)性規(guī)律變化。由于夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度一般不會(huì)低于50%，所以以50%為基準(zhǔn)，相對(duì)濕度每增加5%，節(jié)能10%。

2.2.4 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化組合

通過(guò)以上分析可以很清楚地看到：室內(nèi)空氣溫度對(duì)人的熱舒適感影響很大，但對(duì)空調(diào)能耗的影響則比較小。而相對(duì)濕度對(duì)人的熱舒適感影響很小，但是對(duì)空調(diào)的能耗影響很大。

2.3 采用合理的中央空調(diào)系統(tǒng)及冷源方案

中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗是由風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的能耗組成的。在風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的能耗占相當(dāng)大的比例；而水系統(tǒng)中，節(jié)約水泵與冷水機(jī)組的能耗才是節(jié)能中最關(guān)鍵的部分。

2.4 減少輸送系統(tǒng)的能耗

中央空調(diào)系統(tǒng)中，空氣與水通常是冷量載體。輸送過(guò)程能耗包括：通過(guò)傳熱的冷量損失和輸送過(guò)程的流動(dòng)阻力損失。對(duì)于輸送冷量的水系統(tǒng)或空氣的管路系統(tǒng)，克服流動(dòng)阻力的能量又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃繉?dǎo)致冷量損失。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

首先，空調(diào)新風(fēng)問(wèn)題是影響空調(diào)是否節(jié)能的一個(gè)方面，新風(fēng)量過(guò)多會(huì)增加其負(fù)荷，進(jìn)而增加電耗，處理的新風(fēng)量過(guò)少則會(huì)影響空調(diào)環(huán)境的質(zhì)量，因此針對(duì)具體的空調(diào)環(huán)境做好送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例的調(diào)整非常有利于節(jié)能。

其次，選擇合適的空調(diào)方式是空調(diào)節(jié)能的一個(gè)重要方面。進(jìn)幾年來(lái)，變頻空調(diào)由其具有節(jié)能和提供舒適內(nèi)環(huán)境的顯著特點(diǎn)，而得到飛速發(fā)展，到目前為止，變頻空調(diào)器占日本房間空調(diào)器市場(chǎng)銷(xiāo)售份額的80%以上。

再次，盡量對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在既要節(jié)能，又要保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的前提下，風(fēng)量可調(diào)的置換式送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)、蒸發(fā)冷卻和去濕空調(diào)系統(tǒng)以及免費(fèi)供冷系統(tǒng)等在國(guó)外綠包辦公建筑中已成為流行的空調(diào)方案。目前國(guó)內(nèi)外不少公司、科研院所的研究人員都在致力于這方面的研究工作。

還有，空調(diào)系統(tǒng)能耗特點(diǎn)之一是大量余熱的浪費(fèi)。從節(jié)能考慮，將系統(tǒng)中需排掉的余熱移向需要熱的地方去是節(jié)能的一種趨勢(shì)。一種常用的方式采用熱輪回收余熱，它由多孔和高比熱容量的材料制成，有轉(zhuǎn)盤(pán)式和轉(zhuǎn)鼓式兩類(lèi)結(jié)構(gòu)形式。

最后，我們應(yīng)當(dāng)積極開(kāi)發(fā)新能源，積極推動(dòng)太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒃幽艿刃履茉丛诮ㄖ械膽?yīng)用。這些能源的開(kāi)發(fā)利用日益引起世界各國(guó)的重視，它將是解決世界能源危機(jī)的根本措施。我國(guó)已有這方面的研究應(yīng)用，如地源熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能-水源熱泵系統(tǒng)及太陽(yáng)能-空氣能熱泵系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)高效節(jié)能、無(wú)污染，不失為一種有效利用自然能的好途徑。

4 結(jié)束語(yǔ)

這里我們主要介紹了空調(diào)系統(tǒng)能源有效利用和節(jié)能的幾個(gè)主要途徑。一是改善建筑環(huán)境，提倡綠色建筑和建筑物的自身節(jié)能。二是優(yōu)選建筑物空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式及設(shè)備，加強(qiáng)自動(dòng)控制運(yùn)行管理方式。在空調(diào)領(lǐng)域，舒適和節(jié)能成為當(dāng)今建筑、設(shè)計(jì)的基本課題，保護(hù)環(huán)境，利用自然能源，削減能源負(fù)荷，成為今后建筑設(shè)計(jì)的方向。