大型公共建筑中央空調節能設計控制策略探究

沈軍

摘要：如何做好中央空調的節能設計已成為當前需要分析的關鍵問題。本文分析了優化中央空調系統所涉及的問題，并針對大型公共建筑的實際需求，開展了節能設計管理，希望能對相關空調專業的人員提供一些幫助和建議。

關鍵詞：大型公共建筑 ;中央空調 ;節能 ;設計

1、引言

在各種大型公共建筑中，大量先進的設備和配套設施構成了中央空調系統，是現代建筑技術的核心標志，是當前公共建筑不可缺少的基礎設施。

2、中央空調優化過程中存在的問題

2.1空調冷卻水系統水力不平衡

公共建筑中使用的中央空調系統在驗收時沒有仔細調試，只是檢查空調系統的閥門是否完全打開。由于資金的限制，空調系統的供水系統往往沒有安裝電動控制閥，從而無法實現空調系統的自動控制。此外，如果空調裝有電動控制閥，由于空調運行異常，仍然無法實現自動控制，導致空調機組液壓不平衡。

2.2按系統分區劃分的冷卻和加熱不均勻

由于中央空調設計中計算負荷考慮不準確，內外部空間尺寸劃分不合理，導致夏季外層空間正常或部分發熱，而在中央空調系統運行期間，內部部分冷熱。由于內部區域不受外部氣候影響，且內部負荷相對穩定，因此內部區域存在冷負荷問題，需要長時間的內區供冷。然而，由于室外和室內區域之間的巨大差異，它會因季節變化而變化，這將導致冷負荷和熱負荷的交替變化，這將受到室外氣候的影響，最終導致室外區域夏季冷卻，冬季加熱。要解決這一問題，必須做好中央空調負荷計算和設備選型，內外分開設計，，避免冷熱位置不均，滿足系統內外區域的不同需求。此外，在設計中還應考慮成本和節能。

2.3冷水機組裝機容量較大

中央空調器的設計還存在一些問題，如初始投資高，部分負荷下冷卻器效率低，而造成這一問題的主要原因是冷水機組的裝機容量問題。。對于大型公共建筑，夏季的冷負荷指標通常為210～240W/m2。因為很多用戶錯誤地認為中央空調冬季溫度越高，夏季溫度越低，效果越好。因此，在中央空調的設計中，許多設計師會優先考慮人的標準和安全因素，使設計過于保守，導致公共建筑空調機組的單位裝機容量大于實際運行中空調的峰值冷負荷。

2.4水系統旁通問題

目前，一些中央空調在水系統旁通方面存在不同的問題。同時，制冷機的能效比受非工作制冷機冷卻水閥未關閉的影響。旁不運行冷機冷卻水與冷凍水旁通問題不但會導致運行出現偏差，增加電量的消耗，同時也會降低運行冷機的能效比，進而增加能耗。為了避免“停機”，運行人員還選擇增加冷卻水系統和相應數量的運行機組來增加用電量。

3、公共建筑中央空調節能設計

對于公共建筑中央空調系統的節能設計，應全面了解節能設計的總體目標，進而對后續的節能設計有更深入的了解。為了了解公共建筑中央空調系統的節能設計，我們需要充分了解中央空調系統各組成部分的工作原理。根據中央空調原理，在制定公共建筑中央空調系統的節能設計和策略時，必須從以下幾個方面進行分析。

3.1.送風系統節能優化方案

在整個安裝的空調系統中，送風機的安裝功率占25%。風機功率與風量成正比，供氣系統的體積流量超過供水系統的體積流量。因此，供風系統的壓力損失低于供水系統的壓力損失。空調和商場等大型公共建筑空調的裝機功率可達375千瓦以上，在同一風道下，風機所需功率與風量的三次方成正比。可以看出，減少風量可以降低風機的能耗。管路太長或風管尺

寸偏小會增大風壓，進而增大能耗。另外，若因設計不當而導致購置的風機過大，會增加局部阻力損失，出現不必要的浪費，需要及時調整擋板平衡風壓。

3.2.中央空調變頻控制優化方案

隨著科學技術的不斷發展，越來越多的行業開始采用變頻技術。經過對空調發展的合理分析和時代發展的根本需求表明，變頻技術是中央空調系統發展的必然趨勢。對中央空調變頻系統進行優化，不僅可以提高中央空調的性能，還可以實現自動調節和節能處理，降低能耗。

通過實時監測中央空調建筑熱負荷的變化，可以控制中央空調的壓力和流量。如果滿足空調穩定流量的要求，實際溫差一般為為 7℃左右，并且還可以降低 20% ～ 30% 的水泵能耗。通過優化中央空調的變頻設計，最終達到 35% ～ 50% 的節能效果。

3.3水系統智能節能優化

中央空調水系統使用的設備偏多，并且功率較大，在空調運行時會消耗大量的電能，因此，應做好中央空調水系統的節能優化設計。水系統中冷凍水的溫度主要根據蒸發器設定值確定，并且回水的實際溫度按照蒸發器接收的熱量確定。在中央空調系統中，冷凍水與回水的溫度之間相差 5℃。在針對性地開展節能優化設計時，需要將溫度變送器安裝在系統的蒸發器出水管和回水管中，使其與變頻器和溫度調節器等設備形成一個閉合式的控制系統，該系統通過冷凍水泵的運行控制冷凍水的溫度，使其隨著系統熱負載的變化而出現相對應的改變。在第一臺機組運行滿足工作效率時，若沒有滿足運行的頻率要求，則需要啟動第二臺機組，并對第一臺機組進行相應的調節，在系統的實際運行過程中，還需要有效地調節機組，進而滿足節能與智能化的需求。對冷卻水系統進行合理的節能優化，其原理等同于冷凍水智能化節能設計，調整與控制機組的實際運行情況，使其滿足運行效果的要求，同時滿足節能需求。

3.4、圍護和管道施工節能優化

中央空調的實際運行主要包括內部負荷和維修結構產生的負荷，通過增加中央空調中建筑門窗的空氣密度，可以有效降低建筑能耗。管道和設備在實際運行過程中也是一種非常有效的節能措施，如果管道和設備在運行過程中保溫不好，直接消耗中央空調本身的制冷量，并大幅提高冷卻水溫度，使空氣直接進入中央空調，為了解決上述問題，需要進行相應的優化設計，提高節能效果。

4、結論

總之，大型公共建筑中央空調節能設計中節能方案和措施的合理性是非常重要的。大型公共建筑的中央空調設計，以滿足公共建筑的實際需求，實現全面優化，最終達到最大限度的節能目標。

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