高層建筑中央空調(diào)的節(jié)能技術

梁富君

西部建筑抗震勘察設計研究院，陜西西安 710000

空調(diào)作為高層建筑中不可或缺的一種設備，能對建筑內(nèi)溫度跟濕度進行有效控制，給居民提供舒適良好的生活環(huán)境，而空調(diào)運行質(zhì)量還會直接影響到房屋建筑的整體質(zhì)量，也就要求建筑企業(yè)能夠加強對該方面的研究力度。近年來，我國高層建筑均開始進行中央空調(diào)的安裝，但是普通空調(diào)在運行過程中還會產(chǎn)生非常大的能源消耗，導致能源供應壓力難以提升。因此，相關技術人員還需要加強對中央空調(diào)節(jié)能的研究力度，促進建筑在使用過程中的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益得到有效的提升。

1 進行中央空調(diào)節(jié)能設計的重要性

較于一般空調(diào)，中央空調(diào)有著更加節(jié)能的應用優(yōu)勢。但是如果中央空調(diào)出現(xiàn)了裝機容量不合理問題時，不僅難以獲得良好的節(jié)能效果，還可能會造成資源大量浪費。這是因為在裝機容量過大時，空調(diào)主機始終處于低負荷運行狀態(tài)下，制冷制熱效率比較低，從而產(chǎn)生比較大的空調(diào)使用能耗。我國現(xiàn)階段中央空調(diào)應用過程中，還普遍存在裝機容量過大的問題。相關研究結(jié)果表明，我國北京、上海等一線城市中，有約60%以上的中央空調(diào)都存在裝機量偏大問題，空調(diào)主機也多是在低負荷狀態(tài)下運行，所以會出現(xiàn)嚴重的能耗浪費問題。

中央空調(diào)主要是由冷熱源和空氣調(diào)節(jié)兩個系統(tǒng)構(gòu)成的，能在液體氣化過程中吸收周圍熱量，來獲得良好的制冷效果。一般情況下中央空調(diào)多是處于制冷運行狀態(tài)下，因此制冷結(jié)構(gòu)以及運行機理還會直接影響中央空調(diào)節(jié)能效果，這就需要做好制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化工作。目前，中央空調(diào)多是通過液體氣化制冷原理進行制冷工作的，其熱量傳遞方法是蒸汽壓縮和吸收這兩種模式。在進行制冷模式選擇過程中，還需要結(jié)合該高層建筑具體運行情況的基礎上，合理選擇制冷模式，來減少中央空調(diào)的運行能耗。

空調(diào)耗能在建筑耗能中占比非常大，而耗能過大也是制約我國空調(diào)行業(yè)進一步發(fā)展的重要因素，加強中央空調(diào)的節(jié)能工作，進一步降低空調(diào)在使用過程中所產(chǎn)生的能耗量，能夠有效提升人們對于空調(diào)的使用效率，對空調(diào)行業(yè)的發(fā)展也能夠起到良好的促進作用。此外，進行空調(diào)節(jié)能設計時，應在給予人們舒適的室內(nèi)環(huán)境的基礎上，有效降低建筑能耗，很好地緩解我國日益緊張的資源問題。

2 高層建筑的中央空調(diào)節(jié)能技術簡析

2.1 變頻電機調(diào)節(jié)技術

在完整的中央空調(diào)系統(tǒng)中還包含風機跟水泵等多種結(jié)構(gòu)，其種類和功能對于該中央空調(diào)的運行能耗以及性能也有著影響。在進行中央空調(diào)節(jié)能設計過程中，需要對該高層建筑的實際情況進行充分分析，然后根據(jù)分析結(jié)果進行風機跟水泵裝機容量的合理設計。此外，高層建筑中中央空調(diào)所能達到的溫度限制要遠遠高于人們的實際需求，但是由于裝機容量偏大等因素，會導致中央空調(diào)處于低負荷運行狀態(tài)，也就造成了嚴重的能耗損失。通過變頻電機調(diào)節(jié)技術的應用，還能對高層建筑中溫度情況進行有效檢測，再結(jié)合系統(tǒng)預設指標的基礎上，自由調(diào)控建筑內(nèi)溫度，這樣能讓中央空調(diào)始終處于合適的運行狀態(tài)，還可以避免一些不必要能源浪費情況，并提升能源利用率。因此，各高層建筑工程在進行中央空調(diào)安裝過程中，要積極應用變頻電機調(diào)節(jié)技術，使空調(diào)主機始終處于理想運行狀態(tài)，使高層建筑中居民生活舒適，且有效減少空調(diào)的運行能耗。

2.2 調(diào)水系統(tǒng)中的變水量技術

中央空調(diào)中調(diào)水系統(tǒng)能對水流量、回水以及供水溫差等環(huán)節(jié)進行調(diào)節(jié)，以此保障中央空調(diào)正常運行。調(diào)水系統(tǒng)裝置可以直接感應到負荷變動情況，并在結(jié)合系統(tǒng)中預設的各項指標進行調(diào)節(jié)，達到空調(diào)良好的運行狀態(tài)。但是在通過傳統(tǒng)的強制性手段進行水溫改變時，水流量會出現(xiàn)不再變動情況，導致整個調(diào)水系統(tǒng)成為定流量系統(tǒng)，不僅無法進行水流量以及水溫差的有效控制，也會出現(xiàn)比較嚴重的能耗浪費情況。在中央空調(diào)調(diào)水系統(tǒng)中通過應用變水量技術，能進一步提升水流量控制的合理性和有效性，并能在保障水流量調(diào)節(jié)效果基礎上，有效降低中央空調(diào)的運行能耗，還能實現(xiàn)中央空調(diào)整體運行負荷的協(xié)調(diào)處理。變水量技術在中央空調(diào)節(jié)能處理中有著非常重要的作用，對于中央空調(diào)整體負荷穩(wěn)定性也有著一定的積極意義。

2.3 循環(huán)水泵變頻控制技術

目前，高層建筑的中央空調(diào)，還會在蒸發(fā)器出水和回水管道上安裝智能變頻器，對水溫進行實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)。通過循環(huán)水泵變頻控制技術，能夠在結(jié)合中央空調(diào)中水泵轉(zhuǎn)速以及熱負荷變化情況調(diào)整水溫，提升該空調(diào)系統(tǒng)冷凍水溫差控制效果。變頻技術是我國空調(diào)行業(yè)發(fā)展中一項關鍵技術，能夠?qū)﹄妷浩鸬搅己谜{(diào)節(jié)效果，并使供電系統(tǒng)使用壽命得到進一步提升，來獲得節(jié)約能源的效果。因此，在中央空調(diào)節(jié)能設計過程中，需要進行變頻控制技術的積極應用跟不斷優(yōu)化，借此來讓中央空調(diào)主機始終處于合理的運行狀態(tài)，對于我國資源節(jié)能型社會的建設也能夠產(chǎn)生積極意義。

3 中央空調(diào)的幾點節(jié)能措施

3.1 進行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在高層建筑施工中，在保障工程施工質(zhì)量時，積極應用礦渣棉、玻璃棉、加氣混凝土等多種節(jié)能環(huán)保材料，降低圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，借此獲得良好的建筑物隔熱效果。還需要結(jié)合空調(diào)排放位置采取適當?shù)母魺嵫b飾設計，這樣也能促使冷負荷的散失得到降低，借此來獲得良好的能耗控制效果。只有對中央空調(diào)的關鍵設備進行全面細致的考慮，在此基礎上合理選擇中央空調(diào)容量，才能夠讓空調(diào)的節(jié)能效果得到充分發(fā)揮。

在建筑物的具體施工過程中，需要在保障良好采光效果的基礎上，合理控制窗墻比，還可以通過在建筑屋頂設定“冷屋頂”的模式，使空調(diào)的節(jié)能效果得到進一步的提升。冷屋頂主要指的是在屋頂上層涂上一層具有較高光照發(fā)射率的隔熱材料，來減少屋頂對于太陽熱量的吸收情況，促使空調(diào)運行冷負荷得以降低，以獲得節(jié)能的效果。

3.2 采用冰蓄能模式

對于一些大型商場或者高層建筑，中央空調(diào)還需要在短時間內(nèi)提供大量冷負荷，這樣才能讓室內(nèi)溫度得到迅速調(diào)節(jié)。冰蓄能方式主要是在夜間用電低谷期，空調(diào)中冷蓄能系統(tǒng)通過制冰系統(tǒng)將冰蓄滿，白天通過融合水蓄能系統(tǒng)中冰塊模式獲得制冷效果。通過冰蓄能模式的應用，空調(diào)制冷系統(tǒng)只需在正常狀態(tài)下50%的電能消耗，就可以達到制冷效果，還能促使該空調(diào)負荷所需電量得到有效降低。在高層建筑中央空調(diào)系統(tǒng)搭建過程中，積極應用冰蓄能制冷方式，從而保障制冷效果，減少用電量以及能量。

3.3 運用冷卻塔供冷模式

在冷卻塔供冷模式中，需要通過增設部分設備模式優(yōu)化處理空調(diào)水系統(tǒng)，然后在室內(nèi)溫度達到某個限值情況下即刻關閉制冷系統(tǒng)，再應用冷卻水中循環(huán)冷卻水獲得供冷效果，從而充分滿足高層建筑在運行過程中的冷負荷。在傳統(tǒng)制冷模式中，中央空調(diào)主機始終處于運行狀態(tài)，容易造成能耗損失以及浪費情況。通過在中央空調(diào)系統(tǒng)中增設冷卻塔供應模式，能夠節(jié)省大量空調(diào)運行耗能，來減少高層建筑運行能耗。

作為一種新穎的空調(diào)節(jié)能技術，冷卻塔供冷系統(tǒng)有良好的節(jié)能效果、較高的經(jīng)濟性，在我國空調(diào)行業(yè)中也得到了廣泛應用。在冷卻塔供冷系統(tǒng)中，水溫還與外界溫度以及高層建筑室內(nèi)冷負荷有緊密關聯(lián)性，冷卻水溫度還會受到這兩種因素影響，因此在應用該空調(diào)節(jié)能技術時，需要對當?shù)貧夂蛱攸c以及該高層建筑的使用情況進行充分考慮，并合理選擇中央空調(diào)末端增設裝置，獲得最大化投資效益。

4 結(jié)語

近年來我國能源匱缺問題變得越來越嚴重，政府部門還出臺了一系列節(jié)能措施。中央空調(diào)系統(tǒng)作為我國民用建筑中常見設備，也是產(chǎn)生建筑耗能的重要環(huán)節(jié)，在整個建筑節(jié)能系統(tǒng)中也占有非常重要地位，這足以引起設計人員的重視。負責設計人員應從設計制高點出發(fā)，全面考慮各種因素，嚴格遵守節(jié)能標準，將節(jié)能思想貫穿到建筑領域各個方面。同時，要注重提高公民節(jié)能環(huán)保意識，積極開展節(jié)能新技術研究和推廣，加快社會可持續(xù)發(fā)展步伐。