廖慶紅

廣西建工集團第一安裝有限公司，廣西南寧 530000

所謂節(jié)能，就是應(yīng)用技術(shù)上現(xiàn)實可靠、經(jīng)濟上可行合理、環(huán)境和社會都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能設(shè)備或工藝的能量利用效率。當(dāng)前，隨著社會的不斷進步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來越來越認識到環(huán)境對人類發(fā)展的重要性，對于能源需求與節(jié)約的認識逐漸加強，建設(shè)節(jié)約型社會的要求逐漸提高。從世界范圍內(nèi)來看，建筑一直是耗能大戶，全世界有將近30%的能源消耗在了建筑物上，我國建筑能耗在能源總消費量中所占的比例己經(jīng)從上世紀(jì)70年代末的10%，上升到近年的27.45%，而空調(diào)能耗在總能耗中約占50%左右，且呈繼續(xù)上漲趨勢。因此，從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，在滿足舒適度的基礎(chǔ)上，做好中央空調(diào)的節(jié)能降消，是每個暖通空調(diào)工作者義不容辭的責(zé)任與追求。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的現(xiàn)實意義

1.1 建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗

長期以來，當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實際使用工況發(fā)生變化時，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運行模式下，能源浪費很大。就我國情況而言，現(xiàn)代建筑中采用中央空調(diào)的民用、公用及商用建筑，中央空調(diào)能耗約占整個建筑總能耗的50%左右，商場和綜合大樓等的能耗甚至可能高達60%以上。我國屬能源消耗大國，能源有限，利用率不高且依賴性強。近年來能源短缺的現(xiàn)實迫使國家把公共建筑節(jié)能提升到戰(zhàn)略高度，相應(yīng)制定了節(jié)約能源法，對公共建筑能耗國家發(fā)布實施國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 產(chǎn)業(yè)辦公樓宇的發(fā)展對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求

現(xiàn)階段，產(chǎn)業(yè)辦公樓從發(fā)展初期的以“產(chǎn)權(quán)式商鋪”為主要銷售模式逐漸被經(jīng)營持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟效益來說，過去一段時間由于利潤的實現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時的高收益，對后期實際使用階段的效果和運營成本很少考慮，后期往往中央空調(diào)系統(tǒng)效率低、能耗大。而目前越來越多的項目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營為主要贏利模式，這勢必使投資者及發(fā)展商從一開始就關(guān)注能耗問題。

2 現(xiàn)階段我國中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀概述

我國現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中，更多的關(guān)注的是空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制效果及空氣品質(zhì)控制效果，往往忽略了空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況，整體來說，我國中央空調(diào)系統(tǒng)能效并不高，其原因主要有以下3個方面：

1）設(shè)計過程重投資成本核算，輕能耗指標(biāo)計算

缺乏節(jié)能引導(dǎo)中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析。在系統(tǒng)方案設(shè)計中，初投資與運行費用通常是矛盾的兩個方面。一般節(jié)能、運行費用低的系統(tǒng)方案其初投資比較大。用戶或投資者由于對中央空調(diào)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，尤其是初投資和運行費用的綜合經(jīng)濟性指標(biāo)缺乏專業(yè)認識，容易忽略綜合投資收益計算，這導(dǎo)致工程建設(shè)方對采用高成本的節(jié)能方案沒有積極性，往往采用成本小、初投資低的設(shè)計方案，以較低的競爭價格贏取工程項目。這使很多初投資低但能耗大、運行費用高的中央空調(diào)系統(tǒng)大行其道。

2）政策上缺乏系統(tǒng)的、全局性能效指標(biāo)

2004年8月23日，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)發(fā)布了三項空調(diào)能效國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了房間空氣調(diào)節(jié)器、單元式空氣調(diào)節(jié)機和冷水機組的能源效率限定值及能效等級。但中央空調(diào)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，中央空調(diào)能源有效利用的評價不能單純地停留在對機器設(shè)備的評價上，對整個系統(tǒng)的評價更為重要，是否節(jié)能不僅與空調(diào)設(shè)備有關(guān)，而且與系統(tǒng)設(shè)計思想、管網(wǎng)設(shè)計、各部分匹配、施工優(yōu)劣，運行管理水平以及建筑物熱特性等因素有關(guān)。

3）缺乏高素質(zhì)運行管理人員和節(jié)能監(jiān)控

多數(shù)空調(diào)運行管理人員由非專業(yè)人員組成，由于專業(yè)知識的限制，無法承擔(dān)中央空調(diào)節(jié)能運行和管理的任務(wù)。同時，投資方與建設(shè)方目標(biāo)不同， 實際使用中，不同方案之間的經(jīng)濟性比較一般只是理論分析比較，無法也不會進行實物、實驗比較，無法做到很好的監(jiān)控。

3 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析

3.1 選擇合理的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的取值不僅直接影響中央空調(diào)系統(tǒng)的造價，也影響著中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效率和運行能耗。在滿足要求的前提下，適當(dāng)降低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；在舒適度相同的情況下，參考ASHRAE 62 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實際情況，在允許范圍內(nèi)調(diào)整室內(nèi)溫濕度的取值等方法都可以減少空調(diào)系統(tǒng)能耗。

3.2 科學(xué)合理地設(shè)計機房位置

在公共建筑中，空調(diào)的設(shè)備的機房最多，有制冷機房、熱交換機房、空調(diào)機房、排風(fēng)機房等。國外建筑物的機房位置一般分布則是冷熱源集中布置，即冷凍機房和熱交換間大都設(shè)在地下室，而空調(diào)機房都分散專用，靠近被調(diào)的房間。空調(diào)機房適當(dāng)分散之后，隨之而來的是風(fēng)道短，段面小，空間省投資少。在風(fēng)量相等的情況下，風(fēng)道短風(fēng)機的壓頭就可以選得低，功率也相應(yīng)較小，運行能耗就越省。

3.3 空調(diào)設(shè)備的節(jié)能

中央空調(diào)能耗一般包括3部分，即空調(diào)冷熱源、空調(diào)機組及末端設(shè)備、水或空氣輸送系統(tǒng)。因此，可針對性地從這3方面進行節(jié)能研究。

3.3.1 空調(diào)冷熱源的節(jié)能

1）減少冷熱負荷。冷熱負荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機盤管等的型號，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，且這些設(shè)備型號減小后，所需的配電功率也會減少，這會造成變配電設(shè)備初投資減少以及上述空調(diào)設(shè)備日常運行耗電量減少，運行費用降低；

2）提高冷源效率。評價冷源制冷效率的性能指標(biāo)是制冷系數(shù)，是指單位功耗所能獲得的冷量。制冷系數(shù)與制冷劑的性質(zhì)無關(guān)，僅取決于被冷卻物的溫度 T0 ’和冷卻劑溫度 Tk’，T0’越高，Tk’越低，制冷系數(shù)越高。所以空調(diào)系統(tǒng)冷機的實際運行過程中不要使冷凍水溫度太低、冷卻水溫度太高，否則制冷系數(shù)就會較低，產(chǎn)生單位冷量所需消耗的功量多，耗電量高，增加建筑的能耗。

3.3.2 水或空氣輸送系統(tǒng)節(jié)能

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的20%～25%，夏季供冷期間占12%～24%，因此水系統(tǒng)節(jié)能非常重要。目前，空調(diào)水系統(tǒng)在設(shè)計上存在著一些問題：1）選擇水泵是按設(shè)計值查找水泵樣本銘牌參數(shù)確定，而不是按水泵的特性曲線選定水泵型號；2）未對每個水環(huán)路進行水力平衡計算，對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施，水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重；3）大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計中供、回水溫差一般取5℃，但經(jīng)實測，夏季冷凍水回水溫差較好的為35℃，較差的只有1.5℃～2℃，造成實際水流比設(shè)計水量大1.5 倍以上，使水泵電耗增加。對此，可從如下方面考慮水系統(tǒng)節(jié)能：1）重視水系統(tǒng)設(shè)計，認真進行水系統(tǒng)各環(huán)路的計算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡；2）認真校對和計算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù)，切實落實節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求值，積極推廣變頻調(diào)速水泵，冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施；3）制冷系統(tǒng)冷卻水進水溫度的高低對主機耗電量有著重要影響，一般推算，在水量一定情況下，進水溫度高1℃，溴化鋰?yán)渌畽C組能耗高6%。

3.3.3 空調(diào)機組末端設(shè)備節(jié)能

國產(chǎn)風(fēng)機盤管從總體水平看，與國外同類產(chǎn)品相比差不多。但與國外先進水平比較，主要差距是耗電量、盤管重量和噪聲方面。因此，設(shè)計中一定要注意選用重量輕、單位風(fēng)機功率供冷（熱）量大的機組?？照{(diào)機組應(yīng)該選用機組風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓匹配合理，漏風(fēng)量少，空氣輸送系數(shù)大的機組。

3.4 運行管理節(jié)能

3.4.1 新風(fēng)量的調(diào)節(jié)

新風(fēng)負荷一般要占整個空調(diào)負荷的20%～40%，甚至更大。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求的前提下，減少新風(fēng)量，節(jié)能效果顯著。

3.4.2 合理確定開停機及新風(fēng)供應(yīng)時間

根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、氣候變化、房間使用功能進行預(yù)測控制，確定最適合的啟動和停機時間，在保證舒適的條件下節(jié)約空調(diào)能耗。如果設(shè)備容量已經(jīng)確定，則應(yīng)按其額定出力考慮預(yù)冷或預(yù)熱時間，可以提高冷、熱源的運行效率，又可以縮短預(yù)冷或預(yù)熱的時間。

3.4.3 過渡季節(jié)取用室外空氣作為自然冷源

在空調(diào)運行時間內(nèi)保證衛(wèi)生條件的基礎(chǔ)上，只有在夏季室外空氣熱焓大于室內(nèi)空氣熱焓時，或冬季室外空氣熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時，適當(dāng)減少新風(fēng)量有節(jié)能意義。當(dāng)供冷期間出現(xiàn)室外熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時（過渡季節(jié)），應(yīng)該采用全新風(fēng)運行，這不僅可縮短制冷機的運行時間，減少新風(fēng)耗能量，同時可以改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。

3.4.4 空調(diào)系統(tǒng)自控

空調(diào)自動控制能較大程度地提高建筑環(huán)境的舒適度，最大限度地節(jié)約能源。隨著自控技術(shù)的發(fā)展以及自控設(shè)備價格的降低，自動控制將更廣泛地應(yīng)用于空調(diào)行業(yè)。具體可以從4個方面考慮：1）考慮過渡季全新風(fēng)的可能及新風(fēng)量變化的要求，采用雙風(fēng)機系統(tǒng)；2）送、回風(fēng)機采用變頻調(diào)速風(fēng)機；3）水系統(tǒng)設(shè)電動二通閥，水流量自動調(diào)節(jié)；4）新、回風(fēng)閥為電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)新回風(fēng)比。

4 關(guān)于中央空調(diào)節(jié)能問題的建議

1）建筑空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和運行管理是否采用節(jié)能技術(shù)措施，與技術(shù)、經(jīng)濟、政策等多方面因素息息相關(guān)。因此，各級主管部門、工程技術(shù)人員應(yīng)克服因循守舊思想，正確認識空調(diào)系統(tǒng)中一次投資與運行費用兩者之間的關(guān)系，保證空調(diào)節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用；

2）制定適合我國實際情況的有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，包括通風(fēng)、空調(diào)、制冷系統(tǒng)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以改善目前建筑空調(diào)能量使用的落后的狀況；

3）積極引進國外先進的節(jié)能技術(shù)和成果，開發(fā)適合我國使用的新型空調(diào)節(jié)能設(shè)備和材料，提高使用效率；加強對新能源的利用和開發(fā)，例如熱泵技術(shù)、太陽能技術(shù)和風(fēng)能的利用，使我國的空調(diào)節(jié)能工作進入一個新的臺階；

4）加強對空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，實行空調(diào)操作人員操作證制度。

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