高層建筑中央空調送風的節(jié)能措施研究

【摘要】：隨著經濟的發(fā)展和城市化進程的不斷推進，帶動了城市建設和建筑設施的發(fā)展。目前我國高層建筑物數(shù)量不斷增加，中央空調使用的數(shù)量也在逐步增加。如今，高層建筑物的中央空調設備日益普遍，其是一種主要的建筑運行系統(tǒng)，在使用時會產生很大的能源消耗。本文分析了中央空調設施使用中節(jié)能管理存在的問題，并提出了解決措施。

【關鍵詞：高層建筑；中央空調；節(jié)能措施

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

0.引言

中央空調系統(tǒng)是一種主要的建筑系統(tǒng)，其優(yōu)點就是能夠有效及全面的控制與調節(jié)溫度，給人們帶來舒服的建筑環(huán)境。然而，研究調查表明了目前我國能源的運用狀況，建筑業(yè)的能源消耗量已占了總能源消耗的30%，而安裝了中央空調的建筑物其能源消耗量占了總能源消耗量的70%，并且這些數(shù)據(jù)還在慢慢地增加。中央空調送風系統(tǒng)的耗電量很大，浪費現(xiàn)象很嚴重，因此高樓的管理者每年要交大量的空調電費。假如在現(xiàn)有的條件下對送風系統(tǒng)實施節(jié)能方面的改造，使系統(tǒng)可以依據(jù)需求實施送風，進而優(yōu)化送風系統(tǒng)，避免浪費，降低空調電費，獲得經濟效益。依據(jù)這些數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，中央空調的節(jié)能技術可以實現(xiàn)能源、經濟和社會效益的和諧統(tǒng)一。

1.中央空調節(jié)能設計原則

當前，處理和凈化空氣，使空氣的溫度與濕度滿足有關的標準要求，達到人們的舒適度要求是建筑內中央空調的重要作用及目的。因此，在系統(tǒng)運行時，一定要依據(jù)氣候和天氣的變化， 能夠及時的對空氣的溫度、濕度、流動的情況和干凈度等等各個方面指標進行調節(jié)。但是要實現(xiàn)這些功能，就要對空氣進行加熱和冷卻或是過濾處理，所以，在系統(tǒng)形成是需要做到對冷卻劑與熱水爐等等設施功能的進行恰當調節(jié)與控制。

1.1中央空調控制溫度和濕度的工作原理

中央空調的指令系統(tǒng)發(fā)出對空調的溫度與濕度進行控制的指令后，相應的指令會傳到相應的調節(jié)器，然后調節(jié)器對各項設施的運行情況進行重新設置，同時把此類比例值傳送給執(zhí)行器，執(zhí)行器在收到相應的指令動作后，逐步依據(jù)要求與標準實施調節(jié)工作，實現(xiàn)對空氣里的各項指標的調節(jié)與管理的目的。在此過程中，中央空調里的冷卻機組與加熱機組，一直處在待機狀態(tài)，依據(jù)執(zhí)行器的指令要求隨時調節(jié)運行情況，并最后滿足固定的要求。

1.2中央空調送風系統(tǒng)的工作原理

中央空調送風系統(tǒng)的工作原理：空氣是借助新風口與回風口進入空調系統(tǒng)的入口，必須在入口處設置調風門進行進風量調節(jié)，空氣通過過濾后進入到空氣的混合室，從送風機通過時進行加濕作業(yè)，然后把加濕后的空氣送去冷卻或者加溫，經過擋水板后到達空氣分配室，接著經過送風管，最后進入空調室。送風通常由幾臺送風機同時完成，根據(jù)需要確定的送風率，通常可以調整。在接受的過程中，回風能降低熱能，新風口能夠增加清新的空氣。

1.3送風機變頻系統(tǒng)的工作原理

組成閉環(huán)系統(tǒng)需要在出風口設置壓傳感器，從而實現(xiàn)保持出風口風壓的恒定，如果測出的風壓上升時，能夠確定送風驅動量太大，因此要減少送風驅動量。如果測出風壓降低時，就表明此時的送風驅動量缺乏，此時需要增大送風驅動量。根據(jù)檢測到的風壓信號與給定的風壓值來判定送風量的調節(jié)方向。控制器除了不斷輸出可調的模擬信號用來調節(jié)變頻器的工作頻率以外，同時還會輸出開關量從而判斷別的號機接入和切斷。

2. 中央空調設備使用中節(jié)能管理存在的問題

2.1 不重視風機與水泵的造型選擇

通常情況下，風機與水泵的運行電指標在整個中央空調系統(tǒng)電指標中占有很大比例，有可能會達到百分之四十。中央系統(tǒng)最重要的構成部分就是風機與水泵，使用時間很長并且通常情況下不會更改，然而中央空調系統(tǒng)的設計者與業(yè)主通常忽略了這點，只注重營造環(huán)境的舒適度，不重視風機與水泵的造型選擇，選擇了功率很大的水泵與風機，導致風機與水泵經常是低功率運行，從而造成了能源大量損失。有關的管理者應在造型選擇時，從實際出發(fā)，認真的進行選擇。在實際運行時，要根據(jù)實際情況，在恰當?shù)臅r候合理的增加或降低水泵的數(shù)量。然而，某些運行管理者在實際操作中，不管季節(jié)是否變化，一律使用最大供冷負荷啟動水泵，致使大量的電能被白白的浪費了。

2.2 新風的使用量缺乏

季節(jié)的變化，室外的溫度也會隨之變化。夏天，室外的溫度特別高，中央空調系統(tǒng)要滿負荷或是相近滿負荷的運行，從而實現(xiàn)室內的氣溫一直保持在較舒適的狀態(tài)。冬天的運行情況和夏天差不多。然而春季與秋季氣溫比較舒適，中央空調系統(tǒng)可以恰當?shù)倪\用室外的新風，進而降低能源的消耗。但是某些中央空調的經營者不論在那個季節(jié)都使用夏季的運行模式，造成大量的電能被浪費。操作人員應該依據(jù)空調運用的原理合理的進行操作，依據(jù)室外的溫度，恰當?shù)恼{節(jié)中央空調新風系統(tǒng)。

2.3 對冷凍和冷卻水系統(tǒng)操作不當

中央空調在開機過程中，對冷凍水進水壓力降進行調節(jié)時要根據(jù)運行參數(shù)實施調節(jié)工作。某些中央空調的管理者發(fā)現(xiàn)壓力降較高時，沒有立即關小冷凍水泵的出水閥，但是卻將另一個蒸發(fā)器進出水閥打開，這樣也能夠實現(xiàn)降低壓力降的目的，但是這樣做不僅對制冷效果造成影響，而且造成了電能的大量浪費；某些空調經營者為了方便維修，把尾部風機盤管電動閥拆掉，拆掉盤管回風過濾網，造成了能耗大大增加了；某些管理者為了減小運行的電流，關小了冷卻出水閥門，導致制冷主機的冷卻水量嚴重不足，導致主機電流大大增加，事與愿違。

3. 中央空調送風的節(jié)能方法

對高層建筑而言，由于每天不同的時段和四季的變化等對空調系統(tǒng)的送風要求不同，因此，改造空調的送風系統(tǒng)可以主要從以下方面進行：

3.1控制風機的方法

節(jié)能送風系統(tǒng)要使每臺風機的運行時間大體一致的話，就必須要注意它們的運行方法，在設計時，要考慮到它的特殊情況，使它具有抗干擾的應變能力，進而實現(xiàn)控制器既簡單有效的使用。這樣不僅可以調節(jié)送風量，還能減小變頻器的成本和容量。

3.2 設計控制器的方法

通過控制器來控制送風量，進而來保障送風壓的基本穩(wěn)定。控制器主要包括外圍的電路和單機片。通過數(shù)碼管可以觀測到送風壓，壓力的給定又通過電位器經過A/D的轉換輸入和鍵盤輸入來確定。就功能而言，控制器不僅要能夠實現(xiàn)連續(xù)的控制，還要保障其可以通過程序的編制來達到分級而不連續(xù)控制的目標。

3.3控制冷源效率的方法

在中央空調系統(tǒng)中，耗電量和耗水量最大的設備莫過于制冷主機和與它配套的冷卻水泵與冷卻水塔了。通過對制冷主機定期的維護保養(yǎng)、潤滑油更換、清洗冷凝器、清洗過濾器、維護檢查水塔風扇、清洗冷卻的水管通道、清洗填料、清洗水處的理儀以及清洗接水盤等方法，來達到有效的提高制冷主機的制冷效率，降低能耗的目的。在進行中央空調系統(tǒng)的整體設計時，假如可以使制冷主機在最佳的工礦曲線上達到最好的運行效果的話，一般情況下，都會依照系統(tǒng)的最大負載來設計。如果冷凍水的出水溫度每上升百分之一。制冷主機的處理就會減少百分之六到百分之八，因此，在進行主機運行參數(shù)的設計時，合理的參數(shù)值就可以把冷凍水的出水溫度控制的比較適當，這樣在很大程度上，就可能實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能化了。由此可見，中央空調主機運行溫度的設定應該從實際情況出發(fā)，在考慮人體舒適度的同時，還應該考慮到節(jié)能等多種因素。

3.4 控制溫濕度的方法

冬天，建筑內部的相對濕度和溫度都越高，中央空調系統(tǒng)在進行空氣處理時系統(tǒng)設備所消耗的能量也就越大，運行及初步投資的費用也就越多；夏天，建筑內部的相對濕度和溫度越低，系統(tǒng)設備所消耗的能量反而越大。所以，在確保人體健康及生產需要達標的情況下，為了降低對能量的消耗，建筑內部空調房的濕度和溫度在冬天應該相應地降低，而夏天，卻要適當?shù)奶嵘?/p>

3.5安全保護措施的系統(tǒng)性

（1）變頻器屬于一種可用時間比較長、可用次數(shù)比較多的一種電氣設備。如果變頻器發(fā)生故障的話，就勢必會給送風系統(tǒng)的運行帶來很大的影響。因此，假如變頻器發(fā)生故障，應該立刻切斷變頻器的電源，這樣才可能使送風量得到有效的控制。

（2）在臨界的狀態(tài)下，怎樣有效避免電機頻繁切換的問題。如果送風量出現(xiàn)頻繁的波動現(xiàn)象，就需要設置大小一定的死去來確保被控量不會超標，從而就可以使系統(tǒng)處于安全的運行狀態(tài)。

（3）依據(jù)送風機特有的特性，我們可以知道假如送風量處于最小的負載時，必須要至少有1臺送風機可以采用工頻的形式來工作。

4.結束語

總而言之，在整個建筑節(jié)能系統(tǒng)中，中央空調系統(tǒng)節(jié)能占據(jù)著非常重要的地位，這一點足以引起設計人員的高度重視。負責設計的人員應該主要從設計的制高點出發(fā)，全面的考慮各種因素，嚴格的遵循節(jié)能規(guī)范，把節(jié)能思想貫穿到建筑領域的各個方面。與此同時，還要著重提高公民的節(jié)能環(huán)保意識，積極的進行新的節(jié)能技術的研究和推廣，進而加快社會可持續(xù)發(fā)展的步伐。

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