淺談中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

【摘 要】本文針對中央空調(diào)的節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)進行探討，并提出幾項節(jié)能措施。

【關(guān)鍵字】中央空調(diào)；能耗；節(jié)能

中央空調(diào)系統(tǒng)能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，提高室內(nèi)舒適度和環(huán)保水平，是目前國內(nèi)外普遍采用的技術(shù)。由于中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、施工和安裝工作在我國開展較晚，企業(yè)缺乏中央空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)的理論和經(jīng)驗，這導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)在各個階段存在著許多問題，其中之一就是中央空調(diào)系統(tǒng)耗能過大，這不但導(dǎo)致用戶經(jīng)濟上的損失，也對節(jié)能降耗的社會共識形成影響。為了實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)，應(yīng)該對中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和運行實際工作經(jīng)驗進行總結(jié)，找出中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能調(diào)控的關(guān)鍵節(jié)點，做好中央空調(diào)系統(tǒng)的各項基礎(chǔ)工作。

一、中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點

首先，中央空調(diào)系統(tǒng)具有經(jīng)濟性，可以將整個建筑物有效整合，有效降低單位能耗，節(jié)約功能成本。其次，中央空調(diào)系統(tǒng)的具有適應(yīng)性，對于各種需求不同的客戶可以提供各種有效的服務(wù)。其三，中央空調(diào)系統(tǒng)具有集約性，中央空調(diào)系統(tǒng)可以減少建筑物內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的占地空間，提高了建筑物室內(nèi)的使用面積。最后，中央空調(diào)系統(tǒng)具有易操作性，主機和各用戶端由計算機控制，用戶只需根據(jù)需要做出調(diào)控動作即可完成操作。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

1、空調(diào)的冷熱源

中央空調(diào)常見的冷熱源配置為：水冷冷水機組+鍋爐、熱泵型機組、嗅化銼吸收式機組、蓄冷空調(diào)。

（1）水冷冷水機組+鍋爐這種配置，夏季用水冷冷水機組制冷，冬季用鍋爐供熱。用水冷冷水機組制冷時消耗電能。在設(shè)計工況的能效比（制冷量／耗電量）較高。水冷冷水機組要有一個冷卻水系統(tǒng)，包括冷卻塔和水泵等，機組運行時有一定的耗水量，在水源比較充足的地區(qū)使用水冷冷水機組比較合適。國內(nèi)外均有使用冷卻塔造成“軍團菌”感染的情況，冷卻塔不能置于新風(fēng)進口和臨近窗處，以免成為“軍團菌”的感染源。冬季的供熱鍋爐有燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t和電鍋爐，其中燃煤鍋爐為多。我國雖然煤的儲量較大，但燃煤鍋爐運行產(chǎn)生的SO2等有害氣體對環(huán)境有較為嚴(yán)重的影響，且大量排放的CO2氣體對地球會產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。與燃煤相比，燃油、燃?xì)鈱Νh(huán)境的影響較小，但使用燃油鍋爐要考慮儲油罐安放處的安全問題。對于天然氣豐富的地區(qū)可適當(dāng)使用燃?xì)忮仩t，根據(jù)我國目前的電力供應(yīng)狀況，不應(yīng)提倡使用電鍋爐。

（2）熱泵型機組的使用可以大大降低能耗，其中風(fēng)冷熱泵冷熱水機組在中央空調(diào)中使用的較多。這種機組一機兩用，夏季制冷，冬季供熱。夏季制冷時采用風(fēng)冷冷卻制冷系統(tǒng)的冷凝器，省去了水冷機組的水系統(tǒng)，特別適用于缺水地區(qū)。

（3）另一種冷熱源為溴化鋰吸收式機組，這類機組分為外燃式和直燃式機組，外燃式機組制冷動力為熱能，可利用廢熱或余熱。對于有廢余熱的地方，使用外燃式漠化銼機組，既利用了廢熱、余熱，又達到了制冷的目的，是非常合適的；對于缺電而無廢熱或余熱的地區(qū)可考慮使用直燃式機組。

（4）蓄冷空調(diào)系統(tǒng)：隨著電力供應(yīng)的緊張，夏季電力供需矛盾突出，空調(diào)用電負(fù)荷呈現(xiàn)“爆發(fā)性”增長，供需矛盾表現(xiàn)為用電總量和高峰用電負(fù)荷兩個方面，特別是高峰用電的供需矛盾。蓄冷空調(diào)在電網(wǎng)負(fù)荷很低的夜間用電低谷期，采用電動制冷機制冷，采用水蓄冷或相變材料蓄冷，在電力負(fù)荷較高的白天，把儲存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝的需要。可見，蓄冷空調(diào)能起到“移峰填谷”平衡電網(wǎng)負(fù)荷的作用。同時，由于在夜間電力低谷段電價便宜，所以與常規(guī)空調(diào)白天制冷相比，蓄冷空調(diào)夜間制冷能夠節(jié)約運行費用，能夠帶來顯著的經(jīng)濟效益。

2、空調(diào)水系統(tǒng)

水泵既包括冷凍水泵也包括冷卻水泵，其耗能較大。據(jù)統(tǒng)計，在某些星級賓館的空調(diào)系統(tǒng)中，水泵的耗電量占到了整個建筑總耗電的8％～16％，占整個空調(diào)系統(tǒng)耗電量的15％～30％。因此，做好泵的節(jié)能設(shè)計具有重要意義。

減少水泵能耗除了做好水管的保溫外還要從以下方面著手：

（1）盡量減少閥門、濾器的阻力

閥門是調(diào)節(jié)管路阻力特性的主要部件，由于閥門阻力會增加水泵的揚程和電耗，應(yīng)盡量避免使用閥門調(diào)節(jié)阻力的方法。

（2）設(shè)定合適的水流量

水流量是與水泵電耗成一定比例的。空調(diào)系統(tǒng)中水流量是由空調(diào)冷熱負(fù)荷和空調(diào)供回水溫差決定的，供回水溫差越大，空調(diào)水流量越小，水泵電耗越小。

（3）提高水泵效率

水泵效率是指原動機軸功率被流體利用的程度。水泵的效率隨水泵工作狀態(tài)點的不同從0～最大效率變化。在輸出功率相同的條件下，如果水泵的效率降低，水泵的能耗也會增大。因此．空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時要選用合適的水泵，使其工作在高效率狀態(tài)點。

目前，空調(diào)水系統(tǒng)存在的主要問題是有些設(shè)計者不對每個水環(huán)路進行水力平衡計算，對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施。大流量，小溫差現(xiàn)象普遍存在。設(shè)計中供、回水溫差一般取5℃，為了節(jié)能我們可以采取加大供回水溫差的措施，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，這樣就對水泵的要求降低了，從而達到節(jié)能的目的。加大供回水溫差有兩種方式：（1）是低溫供水，就是說降低供水溫度。（2）是高溫回水，就是說保證供水溫度不變還是7℃， 而回水溫度適當(dāng)提高可以使回水溫度達到15℃一17℃。大溫差設(shè)計由于節(jié)約了系統(tǒng)循環(huán)水量，相應(yīng)減少了水泵揚程及耗電量，但低溫供水同時也帶來了蒸發(fā)溫度下降從而要改造或更換蒸發(fā)器等問題。而高溫回水避免了蒸發(fā)溫度下降，所以可以避免改造和更換蒸發(fā)器。

3、設(shè)備和管道的保溫

空調(diào)設(shè)備和管道的保溫，對于節(jié)省能量消耗、降低運行費用也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好或在維修后保溫層修復(fù)不好，不但過多消耗冷量，也會由于所供冷水溫度的過大溫升以致空調(diào)系統(tǒng)在對空氣的處理過程中因無法保證其機器露點而使空調(diào)房間相對濕度超標(biāo)。

4、空調(diào)系統(tǒng)的運行節(jié)能

（1）新風(fēng)量的調(diào)節(jié)。新風(fēng)負(fù)荷一般要占整個空調(diào)負(fù)荷的20％～40％，甚至更大。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求的前提下，減少新風(fēng)量，有顯著的節(jié)能效果。

（2）合理確定開停機及新風(fēng)供應(yīng)時間。對于空調(diào)，應(yīng)根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、氣候變化、房間使用功能進行預(yù)測控制，確定最適合的啟動和停機時間，在保證舒適的條件下節(jié)約空調(diào)能耗。如果設(shè)備容量已經(jīng)確定，則應(yīng)按其額定出力考慮預(yù)冷或預(yù)熱時間，可以提高冷、熱源的運行效率，又可以縮短預(yù)冷或預(yù)熱的時間。

（3）過渡季節(jié)取用室外空氣作為自然冷源。在空調(diào)運行時間內(nèi)保證衛(wèi)生條件的基礎(chǔ)上，只有在夏季室外空氣熱焓大于室內(nèi)空氣熱焓時，或冬季室外空氣熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時，適當(dāng)減少新風(fēng)量有節(jié)能意義。當(dāng)供冷期間出現(xiàn)室外熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時（過渡季節(jié)），應(yīng)該采用全新風(fēng)運行，這不僅可縮短制冷機的運行時間，減少新風(fēng)耗能量，同時可以改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。

（4）自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)可以對空調(diào)系統(tǒng)進行集中管理和最佳控制。包括冷熱源的能量控制，空調(diào)系統(tǒng)的焓值控制、新風(fēng)來控制、設(shè)備的啟、停時間和運行方式控制、溫濕度設(shè)定控制、送風(fēng)溫度控制等。可通過預(yù)測室內(nèi)、室外空氣狀態(tài)參數(shù)：溫度、濕度、熱焓、CO2濃度等，以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件，把最小能耗作為評價函數(shù)，來判斷和確定所需提供的冷熱量和空調(diào)機、風(fēng)機、水泵的運行臺數(shù)，和運行時間及空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運行方式，以達到最佳節(jié)能運行效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，推進中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計和運行工作對我國能源供應(yīng)方式轉(zhuǎn)化，改變長期依靠高消耗能源獲得發(fā)展的經(jīng)濟增長方式有重要的意義。只要我們在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和運行中找到節(jié)能的關(guān)鍵要點，推進各種節(jié)能措施和科技的應(yīng)用，踏實工作，就能找到實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能理念的辦法，有效促進中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工作。

參考文獻：

[1]郭紅軍，楊杰，周杰，從設(shè)計入手搞好空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能[J].制冷與空調(diào).2011，03．