建筑空調系統的節能設計和優化管理

朱世偉

(中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，山西 山西 太原 030024)

建筑空調系統的節能設計和優化管理

朱世偉

(中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，山西 山西 太原 030024)

為更好實現空調節能，本文對建筑空調系統節能設計方面存在的問題進行了分析，并提出了節能設計和空調優化管理的方案，以期促進建筑空調系統節能的不斷優化和提升。

節能減排；空調系統；節能設計；動力能耗

近些年，我國社會經濟得到了長足發展。但我國社會生活和經濟發展都受到了能源的限制，節約能源迫在眉睫。在我國許多居民高層建筑、大型建筑以及辦公公共建筑中空調都是必不可少的，其能耗量也非常驚人。只有找出更加節能的空調設計方案，并且尋求一條空調節能優化管理的路線，才能不斷降低能源消耗，使我國能源真正走上可持續發展的道路。

一、空調系統節能設計和優化管理中存在的問題

（一）空調系統設計經驗不足，設計空調系統不合理

在設計空調系統時一些設計人員為了方便省事兒，并沒有對空調系統的運行方式和工作原理進行深入探究，大多都僅僅對空調系統的運行和工作原理有了表層膚淺的了解后就開始進行空調系統的設計。另外，在設計過程中由于經驗不足，設計人員經常出現套用現有設計經驗的情況，更有一些設計人員在技術水平還未達到標準的情況下，就盲目的引用新技術，并沒有將空調系統設計的合理性考慮其中，反而最終造成空調系統達不到節能要求。

（二）設計觀念陳舊設計過于保守

設計人員在設計空調系統時經常將空調的安全放在首位，并且不斷加大設計的參數，這種保守的設計方式會造成空調的節能性有所降低。例如，空調所用的實際值與計算負荷時的取值偏差過大，所選取的空調水泵型號偏大，配置設計系統時出現不合理的情況等。上述情況的出現都體現出在設計空調系統時設計人員觀念過于陳舊，設計過于保守，最終加大了空調運行時的不必要負荷，從而制約了空調的節能性的提升。

（三）靜態設計

靜態設計一般指以設計工況作為基礎對系統進行設計，此種設計并沒有從空調節能的角度出發，更沒有考慮空調全年運行的實際情況。而且這種設計是站在空調冬季、夏季風量的基礎上設計新風入口的，并未考慮在這兩季中新風的負荷，最終造成在季節過度時，空調的冷水機組仍然需要照常開啟，使得空調的能耗也有所增加。

（四）空調節能管理有待優化

在空調系統的運行管理中也存在一定的問題，如在實際操作中未采用空調的自控系統，而大多數都采用手動操作，這樣就會造成控制參數的滯后，加大能源的浪費；盡管當前大部分的建筑都與空調設備公司簽訂了定期清洗空調設備的合同，但在空調安裝實際使用后，空調設備公司并未嚴格按照合同執行，進而造成空調系統運行阻力的增大，使得空調系統的運行能耗不斷加大。

二、空調系統節能設計和優化管理的措施

（一）降低系統設計負荷

一般情況下，空調的冷熱負荷是由處理新風形成的負荷、玻璃窗日照形成的負荷、室內熱源散熱形成的負荷、傳熱形成的負荷等共同組成的。目前，在空調系統設計中，大多數設計人員以負荷指標估算的方法作為系統設計的標準，為了保障空調的安全運行，經常出現指標過大的情況，最終導致其負荷大大超過了實際需求。要想解決這種問題，在實際系統設計過程中就要先計算空調系統所消耗的冷熱負荷，得到正確的計算結果后取最合適的值進行設計，并要排除設定過大的情況。

建筑代號建筑功能 熱冷源方式 建筑面積（m2）空調面積（m2）單位建筑面積能耗（GJ/（m2）·a）單位空調面積空調能耗（GJ/（m2）·a）年度空調能耗百分比A 賓館 離心式冷水機組+燃煤鍋爐32000320002.151.0448.1%

表1 ：某區 14幢公共建筑能耗調查結果

為了了解建筑空調系統的節能設計和優化管理，筆者對某城市具有代表性的14幢公共建筑的建筑能耗進行了調查，其中調查的內容主要是一年內十二個月份的建筑各能耗、空調冷熱源方式、室內溫濕度、空調能耗、二氧化碳濃度以及人們的熱舒適等。根據調查的結果，其功能、冷熱源方式以及能耗的部分結果如表1所示：由圖可以看出，公共建筑單位的面積建筑能耗為0.45——2.76GJ/m2（□a），最大值是最小值的6.13倍，平均為1.65GJ/m2（□a）高于中國武漢的1.313GJ/m2（□a）；其中A、E、F、I、j 這五家星級酒店的平均能耗量為1.404GJ/m2（□a），這低于日本旅館的建筑節能標準2.152GJ/m2（□a）；H、K、M、N這四幢辦公樓的平均能耗量為1.48GJ/m2（□a），超過了日本的辦公樓節能標準1.256GJ/m2（□a）的17.8%，但是其低于中國上海辦公樓的平均能耗量1.8GJ/m2（□a）。

空調系統形式的選擇也非常關鍵，要與建筑物的規模、用途、使用特點進行結合，各項指標都應當在能源狀況以及氣象條件的范圍內，這些條件一般要通過技術經濟進行比較來確定。通常情況下，以負擔室內負荷為基礎可以將空調系統分成以下幾大種類，全水系統、全空氣系統、制冷系統等；按照空氣處理設置的位置情況可以分為班級中系統、集中系統、分散系統等。在選擇空調系統形式時應當注意，要與空調的使用要求和空調的使用原則相互符合，從而做到系統運行更加合理、空調耗能不斷減少、空調投資較低等。

（二）確定合理的新風量標準

根據空調系統的設計原理可以發現，在空調系統中新風量越少空調節能就越經濟有效，但是減少新風量要根據室內的具體情況從而制定出更加合理的控制新風量標準。首先，可以將冬、夏兩季的新風量降至最低，在過度季節時再增加將新風量。由于在冬、夏兩季室外新風量越大，空調的能耗量就越大，因此當室內衛生得到滿足時，將夏季空調系統控制在最小新風量，能夠對局部的排風起到補償的作用，并且能夠保證空調房間內的正壓值。

（三）空調系統的控制管理

近些年，隨著計算機、網絡技術的迅猛發展，空調系統的硬件和軟件技術也有所提高。許多空調系統引入了先進的軟件體系，通過中央監控對空調的長時間運行進行監控，從而達到了節能的目的。這種系統可以在線對空調的回風進行檢測，并且控制空調的新風量，不僅能夠保證室內通風衛生，而且能夠達到節能的目的。除此之外，一些計算機系統還能幫助空調進行室內外氣象以及濕熱負荷的測定，并且根據氣象條件控制空調系統，使其一直保持在最節能的狀態。

（四）能源管理

當前，我國許多建筑在引入建筑空調系統時，都采用引進合同能源管理公司的方法，這種能源管理公司實行的是通過降低整體成本，從而達到減少支付的節能投資方式。這種商業形式就是要改善未來的節能方式，并且使節能工作不斷升級，從而達到更大的收益，最終降低運行成本。在與合同能源公司確立了具體的能源管理方案后，能源公司會先墊付節能減耗的相關費用，并且在項目運行過程中業主也無需提供節能相關費用，直到改造完成后，而在改造期間節約的費用將由業主與合同能源公司共同分享。

（五）技術人員培訓管理

建筑空調系統在使用過程中技術操作人員的素質也非常關鍵，要想使建筑空調系統實現真正的節能，還應當不斷加強對空調操作人員的培訓，提高管理人員的自身專業素質。并且在工作過程中向操作人員灌輸多種空調管理與節能的方法，加強管理人員的動手操作能力，增加工作人員的工作經驗，從而保證整個空調系統的設備使用的高效率，保持設備的正常運行，最終實現空調節能。

結束語：

目前，我國空調系統使用的耗能情況不斷增加，空調節能已經成為勢在必行的一項工作，但是許多建筑空調系統仍然存在節能設計問題，管理情況也有待優化。故而，只有不斷加強對空調系統節能技術的研究，并將更加優良的技術應用到空調系統中，才能使節能工作更加有效。相信隨著我國空調技術的不斷革新，管理理念的不斷升級，我國空調節能將會得到較快的發展。

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[2]葉凌.既有公共建筑集中空調系統的調查統計與節能改造研究[D].哈爾濱工業大學,2007.

[3]楊凡.太原地區典型酒店建筑空調系統能耗分析及節能方案優化[D].太原理工大學,2011.

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1007-6344（2015）06-0144-02