空調系統的耗能與節能

屈志宏

摘要：本文主要探討了空調安裝系統中的關鍵能耗部分，且對于新風系統中節能做出了解釋。

關鍵詞：節能；新風系統

空調系統耗能是現代綠色建筑不可回避的重要指標，無論是未建工程還是已完成工程，都必須作為重點工作加以考慮或優化。比如待建項目在設計之初根據基礎設施條件、建筑物使用功能、氣候及環境因素等方面合理選擇空調系統方式，達到降低能耗的目的；對于完成的工程項目，依照已有的設備運行工況來制定相應的節能措施，體現在操作規程上，按照實際的運行負荷特性，立即對整個系統的控制進行優化，并加大，目前的空調系統的日常維護與保養。

一、空調系統的能耗

1、系統方面的能耗：設計階段全方位研究建筑的使用的特性，研究熱負荷的規律，使用大小合適的主機，不使用單一的大主機，以避免大機組在部分負荷的低效率下運行。日常運行時要注意根據實際空調機組的負荷變化及時變換主機的運行參數和運行模式，使運行模式與環境現狀保持一致，達到運行狀態最佳。

2、熱交換方面的能耗：熱交換器及冷卻塔部分在常年連續的使用過程中會有灰塵和污垢結在熱交換器的表面，增加了阻力降低了熱交換效率，也會造成較大的浪費；交換介質水應該采用經過水處理后的軟化水，杜絕水垢、雜質等污染；同時對于熱交換器和冷卻塔進行定期清潔和維護，尤其是對于開式冷卻塔的定期清潔和維護更為重要。

3、動力方面的能耗主要有：水泵電機、風機電機等能耗，是系統維持運行的能耗，按照目前的技術條件完全可以采用變頻控制，使主機“按需”運行，避免出現大馬拉小車現象。較大的系統，應采用多個設備搭配統籌運行，這樣可以避免比較大的系統在低負荷時的低效率運行；

4、介質輸送方面的能耗：空調的水管、風管對冷熱的輸送，管路系統應做好全面嚴密的保溫，這一點是非常關鍵的?？照{系統在長時間運行以后，對管路系統的保溫層需要進行檢查、檢修和補損，確保保溫系統有效，減少管路系統的熱量損耗，同時進風口、出風口濾網部位的清潔也十分關鍵，定期清潔不但可以減少阻力損失，還能減少細菌、灰塵對室內空氣的污染，間接地減少主機能耗，提高空氣質量；

5、排風系統、排水系統也存在能耗：：因為排風與排水均會使部分的熱量沒有加以利用就浪費掉，整個系統中還必須重新引入較低溫度的風與水，因此在考慮成本和效率的前提下采用熱交換器或熱回收器回收排風、排水里面的低品位熱量也是很有必要的。

二、新風系統的節能

主機部分的能耗無疑是整個空調系統最大的，在系統完成后，通過調節運行參數和運行模式可以有效的減少耗能。而新風系統的耗能也不可忽視，根據以往經驗分析，新風負荷占總負荷的30%左右，合理選擇新風處理設備以及合理運行是減小新風能耗的關鍵，運行中有效降低新風量的引入，最應該注意的是控制造成環境污染的污染物源頭，例如進行裝修時選擇材料要注意材料是否綠色、環保、室內吸煙人數的多少等等，只有將污染源頭控制住了，才能有效減少新風量。一般情況下引入新風的目的就是為了將室內受污染的空氣稀釋成人體可接受的程度，因為空調的送風系統并不能直接使室內含有的過量二氧化碳、粉塵細菌等污染物的空氣清潔干凈，只有將室外污染程度相對來說低的空氣引進室內，才能稀釋室內污染空氣。

所以根據上述內容，減少新風量的引入，需要注意以下幾點：①引入新風的所在地的空氣質量要有所保證，空氣質量需要達標；②新風的引入口與室內之間的距離不宜過長，以免新風在到達室內的過程中再次受到二次污染；③選擇空氣過濾網時，應選殺菌性能好，吸附能力強的過濾網，可以有效殺滅室內細菌，清除室內灰塵顆粒等，室內污染物變少了，新風的引入也就會降低，還需著重注意的是過濾網要及時清洗更換，保證風口暢通清潔；④新風送進室內的方式也需要注意，將新風引入到送風系統中，根據室內空氣質量的好壞來確定送風區域，區域空氣污染嚴重的部位就將新風送入該區域，不用將整個室內的空氣進行替換，也就減少了新風的引入。目前使用比較多的減少新風引入的方法是根據室內二氧化碳的含量的高低來確定新風引入量的大小，即：室內二氧化碳含量過高就加大新風的引入量，一直到室內二氧化碳含量達到標準為止；室內二氧化碳含量在標準以下，那么就可以減少新風的引入（我國的暖通規范規定CO2濃度要控制在1000ppm以內）。

但是僅僅根據二氧化碳的含量來確定新風引入量仍然無法保證室內空氣質量的，因為二氧化碳只是室內污染物中的一種，其他一些細菌、粉塵等污染物如果沒有被有效地排出室外，超出可允許的范圍，人體也很容易受到影響。例如許多常年呆在辦公室內或人員密集的大樓內工作的人們都容易患上“大樓病綜合征”，這都是因為接觸各種有害物質導致的。所以，僅僅以二氧化碳含量來作為新風引入的標準是片面的，在引入新風時還是要考慮到室內其他污染物是否在允許范圍內。

三、工程實例

實例簡介：

無錫某精密模具廠的一期和二期工程采用集中空調系統，采用空調加新風的空調系統方式保障辦公樓和生產車間的環境溫度和空氣質量狀況的空調系統，在一期工程完成后的三年的使用中，存在溫度不達標，空氣質量差，夏季溫度較高時，員工經常出現頭暈現象，意見很大，同時設備運行能耗較第一年大幅上升，為了解決這一問題，工廠設備科在二期工程施工前組織設計、施工、監理以及運行人員對一期工程存在問題進行新風系統有效性和節能分析，制定相應的改造措施在二期工程空調施工中進行落實和優化，取得了好的效果。

1.新風系統有效性和節能分析

（1）空調系統管理運行制度不健全，運行操作不規范，人員變化頻繁，專業素質不高，操作簡單不規范，沒有節能運行的措施和方法。

（2）空調系統的風口、過濾網等堵塞污染嚴重，風管、冷卻水管以及部分閥門保溫破損嚴重，公司無空調系統專業人員進行定期維護保養。

（3）新風系統為1臺大的PAU預冷空調箱集中處理新風，將室外新風處理后送入車間和辦公樓，管路長短不一，設備和人員集中區距離較分散，新風壓頭損耗大，風量偏小，新風系統無法發揮其有效性。

2.改造措施

（1）建立和完善空調系統管理運行制度，招聘專業管理人員進行管理，系統培訓空調運行操作人員，委托專業空調維保公司對空調系統進行定期維護保養。

（2）由于工廠內的生產線分部在不同區域，所以，如果是讓水冷柜機直接制冷后送風的話就不太劃算，在水冷柜機外設置一個送風管道，直接送風到生產線上。這樣一來，工人們也可以在溫度適宜的環境中工作，而工廠的空調在使用高峰期也能夠保持適宜溫度。

（3）將耗電多能效又低的空調停用，降低制冷壓縮機和空調風機的能耗，由于水冷柜機設置了送風管道，給生產線上的員工直接送風，所以就算停用一些空調，也不會影響到員工工作區域的溫度情況。

（4）主機的運行參數優化，使運行狀態最佳；冷卻冷凍水泵的變頻改造，添加變頻器；

（5）空調末端的優化運行：對于空調風柜秋季可以多采用室外涼的新風；定期維護保養空調風柜；定期清潔初、中效過濾器；定期清潔風機盤管，定期清潔和維護冷卻塔；

（6）采用聯動控制來自動控制除濕機的啟停，根據需求調整空調風柜的溫濕度設定值；

（7）根據季節變化合理運行新風系統；

3.改造成效

經過有針對性的改造以后，一期車間綜合樓的空調系統運行有了很大的改善，雖然動力車間增加了幾個管理和運行人員，但是在大家的共同努力下，空調能耗較往年降低17%，辦公樓、車間環境舒適，工作效率明顯提高，在改造完成后的2010年夏天再也未出現工人反映頭暈惡心的現象。

四、結束語

全面了解空調系統能耗，是為了做到更好的節能，節能工作永無止境，需要我們從業人員不斷地學習、思考、實踐和改造，優質的新風系統設計和安裝選擇能夠更有效的提高和改善空調系統對室內空氣質量的要求，同時合理有效地運行，及時正確的保養和維護也將使一個完整的系統發揮更大的效能。營造一個低碳舒適的工作與生活環境，是我們暖通空調專業工作者的責任，也是我們每個人的共同愿望。