【摘 要】中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中是極其重要的。尤其在現(xiàn)代智能建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)是不可少的組成部分。因此，研究中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的意義，就尤其重要。對空調(diào)系統(tǒng)能耗的研究要實現(xiàn)的目標(biāo)，是如何在創(chuàng)造良好室內(nèi)小環(huán)境的前提下利用能源，達到對外部大環(huán)境的最小破壞，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長遠目標(biāo)。

【關(guān)鍵字】建筑能耗；中央空調(diào)；節(jié)能設(shè)計

近年來，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，電力供應(yīng)日趨緊缺，建筑能耗逐年大幅度上升，已成為中國能源消費的主體之一，建筑節(jié)能越來越受到國家及社會的重視。高層樓宇中的中央空調(diào)在建筑能耗中占有很大的比例，因此空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力很大，如何降低中央空調(diào)能耗，成為各方關(guān)注的焦點。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，能耗最大的冷凍水循環(huán)設(shè)備，約占空調(diào)總能耗的60％～70％。因此，對已存在的中央空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造尤為迫切。

一、中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

1、冷凍機組

這是中央空調(diào)的“制冷源”，通往各個房間的循環(huán)水由冷凍機組進行“內(nèi)部熱交換”，降溫為“冷凍水”。

2、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)

由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。

從冷凍機組流出、進入房間的冷凍水簡稱為“出水”，流經(jīng)所有的房間后回到冷凍機組的冷凍水簡稱為“回水”。

3、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

由冷凍泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍機組進行熱交換，使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓人冷卻塔，使之在冷卻塔與大氣進行熱交換，然后在將降了溫的冷卻水，送回到冷卻機組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍機組釋放的熱量。

流進冷凍機組的冷卻水簡稱為“進水”，從冷凍機組流回冷卻塔的冷卻水簡稱為“回水”。

4、冷卻風(fēng)機

冷卻塔風(fēng)機用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去?？梢钥闯觯醒肟照{(diào)系統(tǒng)是工作過程室一個不斷地進行熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程。在這里，冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是能量的主要傳遞者。冷卻水溫度過高、過低都會影響冷凍機組使用壽命，因為溫度過低影響機組潤滑，但溫度過高將導(dǎo)致制冷劑高壓過高。因此，對冷卻風(fēng)機的控制便是中央空調(diào)控制系統(tǒng)的重要組成部份。變頻控制冷卻風(fēng)機的轉(zhuǎn)速使冷卻水出水溫度保持在28～30℃之間，既節(jié)能又延長冷凍機組使用壽命。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方案比較

根據(jù)現(xiàn)代公共建筑特點及使用功能情況分析，中央空調(diào)設(shè)計方案主要有風(fēng)冷模塊機組、水冷螺桿機組、一體化智能空調(diào)機組、水源熱泵機組4種，現(xiàn)在對4種方案進行分析。

1、方案一：風(fēng)冷模塊機組

風(fēng)冷冷（熱）水機組是以空氣為冷（熱）源，以水為供冷（熱）介質(zhì)，采用電驅(qū)動制冷和制熱，作為冷熱兼用型的一體化設(shè)備，是可實現(xiàn)全年性氣候運行的一種機型。它是一種能夠獨立提供冷熱源的機組。風(fēng)冷模塊式冷熱水機組適用于既無供熱鍋爐，又無供熱管網(wǎng)或其它穩(wěn)定可靠熱源，卻又要求全年空調(diào)運行的暖通空調(diào)工程。此機組的特點及優(yōu)勢明顯。

（1）可在制冷時向空調(diào)系統(tǒng)提供冷水，在采暖時向空調(diào)系統(tǒng)提供熱水，是理想的空調(diào)冷熱源。

（2）因為機組制冷制熱均使用電這一清潔能源，制熱時的熱量直接取自于室外空氣，既可節(jié)省能量，又避免了燃煤、燃油燃氣等帶來的污染問題，也無冷卻塔的噪音和飛水污染，是典型的“環(huán)境友好”型產(chǎn)品。

（3）冬季供熱節(jié)電，冬季采用風(fēng)冷冷熱水機組供熱比用電直接供熱省電2/3左右。

（4）該機組集制冷、制熱功能干一體，既可在夏季供冷實現(xiàn)室內(nèi)降溫，又可在冬季供熱，實現(xiàn)采曖，一機多用。

風(fēng)冷模塊機組采用模塊組合方式，主機可以由多臺模塊機任意組合成一個大型機組，并設(shè)定一臺主模塊機控制機組，模塊機組能自動根據(jù)室內(nèi)空調(diào)冷凍水溫度全自動啟動或關(guān)閉，電腦全自動調(diào)節(jié)輸出冷量。風(fēng)冷模塊機組雖然可以由多個模塊組合而成，但是其能效比只有3.0左右，這樣在大部分上班時間（滿負(fù)荷）運行的情況下，未必達到節(jié)能效果。整個建筑所需冷量大約4440kW，所需電量：4440kW·h÷3.0=1480kW·h，此耗電量暫時未考慮水泵耗電量，如果加上水泵耗電量，則整體耗電量將增加更多。如果為了用戶加班而采用該系統(tǒng)，則水泵也得采用變頻方式，整體工程造價高，而且節(jié)能效果不明顯。總之，風(fēng)冷熱泵機組通常適用于既無供熱鍋爐、又無供熱熱網(wǎng)或其它穩(wěn)定可靠熱源卻又要求全年進行空氣調(diào)節(jié)的暖通空調(diào)工程。

2、方案二：水冷螺桿機組

水冷螺桿機組是行業(yè)目前公認(rèn)的能效比較高，可以達到4.8以上，在使用時間比較集中的情況下，節(jié)能效果非常明顯。但是這款空調(diào)需要建很大的制冷機房，需要增加土建費用及管理成本，再加上該辦公樓出租，在分層獨立控制方面比較麻煩，在晚上用戶加班時系統(tǒng)低負(fù)荷運行，壓縮機能效很低（四級調(diào)節(jié)，最低25％）節(jié)能效果不明顯?？紤]到該項目實際情況，采用水冷螺桿機組顯然不合適。

3、方案三：地源、水源熱泵機組

這是制冷空調(diào)行業(yè)的熱門，也是能源形式利用的一場大變革。人們已經(jīng)學(xué)會利用空氣熱源，太陽能熱源，這些都是可再生的，取之不盡、用之不竭的環(huán)保熱源，還有一個更大的熱源，這就是地?zé)崮茉础?/p>

地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地?zé)崮?，包括地下水、土壤或地表水等）既可供熱又可制冷的高效?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地?zé)崮芊謩e在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的熱匯，即在冬季，把地?zé)崮苤械臒崃俊叭　背鰜恚岣邷囟群蠊┙o室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地下。通常地源熱泵消耗1kW能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90％以上的電能或70％～90％的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐供熱節(jié)省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省約1/2的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達3.5～4.4，與傳統(tǒng)空氣源熱泵相比，要高出40％左右，其運行費用為普通中央空調(diào)的50％～60％。

三、結(jié)束語

中央空調(diào)系統(tǒng)是大型公共建筑中能耗最大的系統(tǒng)，也是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的基準(zhǔn)能耗及能效水平是節(jié)能的基本前提。合理的、操作性及適用性強的節(jié)能評價體系至關(guān)重要，然而由于中央空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性，其評價體系也不盡相同，隨著中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的進一步開展，評價標(biāo)準(zhǔn)也需更加完善，以進一步降低中央空調(diào)系統(tǒng)能耗、減少能源浪費。

參考文獻：

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