空調系統的運行及節能情況不理想的部分原因再認識

張學峰

摘要：文章介紹了中央空調系統的空調機組、風機盤管加新風系統以及變風量空調系統的運行情況，分析了空調系統運行節能情況不理想的主要原因，并提出了解決問題的辦法。

關鍵詞：中央空調系統；空調運行；節能設計；全風系統；風機盤管；新風系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU831 文章編號：1009-2374（2015）11-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.047

業內很多人在講：現在的樓宇自控系統（BA系統）的智能化情況很不理想，尤其是節能情況達不到預期的設計目標，這種情況是真實普遍存在的。BA系統所指的是對樓宇中的電力設備，如電梯、水泵、風機、空調等設備的運行工況進行科學及有效的控制，其中空調在這里是占有比較大的比重，尤其是在能耗方面。所以我們常說的BA系統的智能化和節能情況不理想，實際上指的就是中央空調及控制系統的智能化及節能情況不理想。對于現代建筑來講，裝備中央空調及控制系統最主要的目的有兩個：一個目的是為樓宇內用戶提供一個舒適的環境；另一個目的就是節能。

1 中央空調系統的運行情況

1.1 中央空調系統的常見運行方式

BA系統中的空調系統指的是中央空調系統，而與自身攜帶冷熱源的獨立空調系統無關。中央空調系統的冷熱源是由外部的冷源設備和熱源設備供給，冷源主要有為空調末端設備供給7℃左右冷凍水的冷水機組，熱源則是熱交換站或鍋爐等。城市樓宇的中央空調系統最常見的運行方式就是：由空調機組供冷（熱）的全風系統方式和風機盤管+新風系統的供冷（熱）方式。

1.2 全風系統的實現方式

中央空調系統是集中式或半集中式空調系統，系統中的一臺（組）空調機組為若干個空調房間同時供送冷風。通常由冷源（冷水機組）提供低溫的冷凍水，冷凍水流進空調機組的冷水盤管，冷水盤管嵌入在金屬表冷器中，在金屬表冷器上有很多細密的孔洞，當來自新風口的新風和回風口的回風在混風室混風后，再穿過表冷器的細密孔洞，溫度降低，由送風口送出溫度和濕度適宜的冷空氣。空調機組內的風機將冷空氣通過送風管道送到各個空調房間內，每個空調房間的回風口再將回風匯聚到回風管道內送回到空調機組，繼續降溫處理，同時進行濕度處理，系統工作就是這樣一個循環過程。

1.3 風機盤管加新風系統的實現方式

風機盤管加新風系統是實際工程中廣泛使用的一種空調末端組織方式，該方式采用新風系統與風機盤管組合的形式，解決了僅使用風機盤管不能解決新風輸運不足的缺點。經處理的新風通過新風管送到空調房間，室內的風通過回風口與送入的新風混合后再經過風機盤管處理，達到要求后再送入空調房間。

2 空調系統運行節能情況不理想的部分原因

空調及控制系統是BA系統的主要子系統，業內人士普遍反映：BA系統運行中的節能情況不理想，實際的運行性能指標與設計指標差距較大，換言之，BA系統不智能，實際上多指空調及控制系統運行節能情況不理想。

對于空調及控制系統運行節能情況不理想的原因主要有：

2.1 采購、運行、維護費用過高

由于在目前國內大環境的影響下采購環節存在許多潛規則以及業主方節能意識的薄弱等因素的影響，使得空調及控制系統在設備采購方面的費用占到購買、運行維護、保養、管理總費用的80%左右，甚至達到90%以上。而在國外，由于具有一整套成熟的采購、運行、維護等方案，購買空調及控制系統的費用僅占總費用的30%左右。

2.2 復合型專業技術人才匱乏

由于專業的細化和受教育的過程不同，使得復合型人才的數量難以滿足目前用人單位的要求。體現在空調運行、維護等方面，自控工程師對空調系統的運行過程及工況方面的知識了解不是很透徹；暖通工程師對于本專業的知識掌握的比較全面并具有一定的實踐經驗，但對于電氣、自控等專業的知識少之又少……這樣就造成了在空調系統的安裝、運行、維護等方面各專業的配合出現一定程度的不協調現象，使得空調系統的運行、節能等功能無法正常的發揮。

2.3 業主方物業管理部門人員缺乏相關知識

業主方物業管理部門的人員對于空調系統及其控制系統的相關知識和技能不盡如人意。

2.4 人才培養不到位

樓控系統、空調控制系統是弱電系統，需要具有較強專業駕馭能力的弱電工程師，弱電工程師培養難度大且時間長，不能滿足樓控系統、空調控制系統的設計、施工、運行維護及保養的實際工程需求。

2.5 標準規范的制定、執行不到位

后期運行維護保養中的傳感器、執行器的整定工作普遍沒有做到位。

2.6 甲方單位節能意識不夠

不愿為后期運行維護保養中的節能舉措進行后續

投資。

3 變風量空調控制系統運行狀況不佳及解決辦法

業內人士知道中央空調系統中的變風量空調及控制系統的使用情況更不理想。圖1給出了一個定送風溫度控制的變風量空調系統，對于變風量空調機組來講，設定一個送風溫度，將設置在送風口的溫度傳感器采集的送風溫度信號送給變風量空調機組的現場分站中DDC控制器，與存儲在DDC中的送風溫度設定值進行比較，應用控制程序中的PID算法，控制冷凍水盤管上的電動兩通閥閥門開度，進行動態調節使送風溫度取設定值

送出。

圖1 定送風溫度控制的變風量空調系統

上面的變風量空調系統不僅僅需要調節變頻空調機組表冷器中冷凍水盤管中的流量，還要根據空調區域中所有變風量末端裝置（VAVBox）的送風量總和來確定變頻空調機組送風機的轉速，使對應的總送風量與所有VAVBox送風量的總和對應。變風量空調系統的控制內容遠不止于此，目前成熟的變風量空調系統的風量控制方法主要有定靜壓法、變定靜壓法、變靜壓法和總風量法等。因此，變風量空調系統的控制比定風量空調機組的控制要復雜得多。現實的情況是：常用的空調機組控制都有很多問題，如對于調節閥的選擇是新風空調機組自動控制系統過程中面臨的一個主要問題，在選擇過程中要涉及理想特性、可調比、工作壓力及溫度、允許壓差、閥門流通能力、閥權度等重要參數，因此對變風量空調系統的控制難度更大和問題更多。

變風量空調系統運行狀況普遍不好的原因與空調及控制系統運行節能情況不理想的原因基本相同，但前者對進行設計、施工、調試、運行維護及保養的專業工程師及技術人員技術素養的要求更高。

4 結語

綜上所述，空調系統運行節能情況不理想的原因是多方面的。要使空調系統的運行節能達到或接近設計要求水平，就要對以下一些方面進行大幅度地改進：（1）建立合理機制，完善采購、運行、維護程序及方案；（2）培養具有一定的專業、節能知識的復合型專業工程師以及不同的專業工程師在設計、施工、調試、運行維護和管理方面能夠進行密切的合作和協同；（3）對甲方相關的管理及技術人員進行適當的培訓，使其對于樓控、空調系統及控制系統的相關知識有一定程度的掌握；（4）對相關的管理及專業人員進行培訓，尤其是注重優秀弱電工程師的培養；（5）制定和完善相關的標準、規范，使設計、施工、運行調試、工程驗收、運行維護保養規范化；（6）提高甲方單位的節能意識等。

參考文獻

[1] 張少軍.建筑弱電系統與工程實踐[M].北京：中國電力出版社，2014.

[2] 張少軍.變風量空調系統及控制技術[M].北京：中國電力出版社，2014.

[3] 張少軍.智能建筑理論與工程實踐[M].北京：中國化學工業出版社，2011.

[4] 霍小平.中央空調自控系統設計[M].北京：中國電力出版社，2004.

（責任編輯：黃銀芳）