【摘 要】大型中央空調(diào)系統(tǒng)由于其能耗較高一直備受人們關(guān)注，引起了政府部門和節(jié)能工作者的高度關(guān)注。本文以中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)為中心，探討了節(jié)能設(shè)計(jì)的途徑和方法，并對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，包括冷凍系統(tǒng)節(jié)能、送風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能、新風(fēng)冷源的利用、排風(fēng)冷源的利用、冷凍水側(cè)和冷卻水側(cè)等。

【關(guān)鍵詞】公共建筑；中央空調(diào)；耗電量；節(jié)能

前言：

公共建筑的總用電量已經(jīng)超過全國(guó)城鎮(zhèn)總用電量的兩成，單位面積耗能量是普通住宅耗能量的10-15倍。消耗能量在總耗能量中約占百分之五十。因此，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，對(duì)我國(guó)節(jié)能事業(yè)的順利開展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的途徑和方法

1.1使用可再生能源作為中央空調(diào)的能源動(dòng)力。在進(jìn)行中央空調(diào)節(jié)能改造的過程中，可以充分的利用好中央空調(diào)系統(tǒng)周邊的資源環(huán)境，并利用好周邊的資源環(huán)境進(jìn)行對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的能源供應(yīng)。與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，太陽能技術(shù)、地?zé)崮芗夹g(shù)、風(fēng)能技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)可以初步取代一些不可再生能源的作用。尤其是太陽能技術(shù)，已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用于城市能源供應(yīng)之中。除此之外，針對(duì)一些集中用電很多的建筑群中，可以應(yīng)用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，充分的考慮到建筑物內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)能力，促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效率的提升。

1.2改善建筑物保溫效果。目前，很多的建筑物的保溫層難以有效的發(fā)揮對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的室內(nèi)溫度的維持效果，在這樣的背景下，就很難對(duì)已經(jīng)取得的溫度效果進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保持，最終造成大量的能源浪費(fèi)。針對(duì)這樣的情況，在進(jìn)行中央空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，還需要充分的重視到對(duì)建筑物的保溫效果的提升，減少建筑物內(nèi)部的能量損失，為促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果提升發(fā)揮作用。具體的來說，可以對(duì)建筑物的門窗所占據(jù)的面積比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在建筑物墻面上加蓋保溫層，有效的改善建筑物保溫效果，進(jìn)而促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效率的提升。

1.3加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理。在進(jìn)行中央空調(diào)節(jié)能改造的過程中，在中央空調(diào)系統(tǒng)的管理過程中還需要加強(qiáng)安全質(zhì)量的管理監(jiān)督，特別是對(duì)復(fù)雜的中央空調(diào)系統(tǒng)之中的閥門部分進(jìn)行定期檢查，防止出現(xiàn)安全事故。與此同時(shí)，通過對(duì)閥門部分的安全檢查，也能夠有效的避免閥門漏氣所帶來的不必要的能量消耗，進(jìn)而提升中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。

2中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)分析

2.1冷水機(jī)組的節(jié)能

空調(diào)實(shí)際制冷效果取決于主機(jī)制冷系數(shù)，而制冷系數(shù)的大小直接取決于被冷卻物和冷卻物的溫度。冷水機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中，冷凍水溫度越低，冷卻水溫度越高就會(huì)使得制冷系數(shù)升高。制冷系數(shù)越低導(dǎo)致消耗的能量也就越多，耗電量也隨之大大增加。冷凍水供水溫度每提高1攝氏度，就會(huì)導(dǎo)致冷水機(jī)組制冷效率提高3%左右。冷卻水的溫度越高，同等效率下冷機(jī)的耗能量就越低。在不同的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度下運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)可確知回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的性能。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)定冷凍水和冷卻水的適宜溫度。在不同的空調(diào)容量下，確保每臺(tái)空調(diào)的主機(jī)能夠在最大效率下運(yùn)行，得出每臺(tái)空調(diào)的耗能量。

2.2送風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能

送風(fēng)系統(tǒng)是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，其耗電量也非常驚人的，占空調(diào)總耗電量的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過40%，是中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)研究中必須高度重視的問題。風(fēng)機(jī)包括空調(diào)風(fēng)機(jī)和其他送風(fēng)、排風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)體積是壓差與體積流量的乘積，風(fēng)機(jī)功率與風(fēng)量體積成正比，而送風(fēng)體積流量遠(yuǎn)大于送水體積流量，因此，送風(fēng)系統(tǒng)的損耗量要小于送水系統(tǒng)，在節(jié)能上更具優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要選擇正確的風(fēng)壓與風(fēng)量。同一風(fēng)管中，風(fēng)機(jī)所需的功率與送風(fēng)量的三次方成正比，因此送風(fēng)量的降低可大大減少風(fēng)機(jī)的耗能量。適當(dāng)減小風(fēng)管的尺寸，降低管路長(zhǎng)度都是減少送風(fēng)量的措施，可以達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3換氣節(jié)能

新風(fēng)是確保室內(nèi)空氣質(zhì)量的必要因素，合理控制和使用新風(fēng)是空調(diào)系統(tǒng)的主要節(jié)能措施。在過渡季節(jié)中，有些房間仍需要供冷，此時(shí)室外溫度較低，可以采用室內(nèi)新風(fēng)降低室內(nèi)溫度，同時(shí)也能改善空氣質(zhì)量。在室外溫度三十二攝氏度、濕度百分之七十的條件下，熱焓值為20.6kcal/kg，室內(nèi)外空氣的焓差較大。將該焓值充分利用起來可以節(jié)約新風(fēng)負(fù)荷，可在很大程度上的降低能耗。因此，在引入新鮮空氣與排氣時(shí)，可以引入全熱交換器，使兩股氣流形成熱（或焓）交換。焓值20.6kcal/kg的新風(fēng)在百分之七十的交換效率下，進(jìn)入室內(nèi)焓值可降為15.3kcal/kg，大約可以節(jié)約百分之七十的能量消耗。

2.4冷凍水側(cè)的節(jié)能

變流量系統(tǒng)（VWV）利用一個(gè)共同管接口，將熱源與負(fù)載側(cè)的送水系統(tǒng)分開控制，空調(diào)主機(jī)房?jī)?nèi)的水循環(huán)系統(tǒng)為主回路（primaryloop），二次回路（secondaryloop）是負(fù)載側(cè)方面。水循環(huán)系統(tǒng)的主機(jī)數(shù)量取決于負(fù)載，負(fù)載較大時(shí)可適當(dāng)增加主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)量。每個(gè)主機(jī)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的泵負(fù)責(zé)定量送水工作，循環(huán)水的總量為開啟主機(jī)水量的總和。運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)的數(shù)量決定了送水量的大小，主機(jī)側(cè)的送水距離又短，因而主回路耗能較小。而二次回路的送水距離較長(zhǎng)，耗能較大。變流量系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)需求負(fù)載來改變送水量，達(dá)到節(jié)能的目的。采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)送水量也可以節(jié)約流體。

2.5提升冷卻水塔的運(yùn)轉(zhuǎn)效率

冷卻水塔的運(yùn)轉(zhuǎn)過程是中央空調(diào)系統(tǒng)的重要過程，提升冷卻水塔的運(yùn)轉(zhuǎn)效率可減少能源消耗。保證冷卻水塔高效率運(yùn)轉(zhuǎn)可從以下幾方面著手：冷卻水塔周圍要保證空氣暢通，使空氣能夠自由進(jìn)入冷卻水塔，而塔內(nèi)的濕熱空氣也能夠快速排出。在設(shè)計(jì)冷卻水塔時(shí)要保證周圍留有一定的空間，這樣就避免了濕熱空氣形成回流被抽回進(jìn)風(fēng)口而使塔內(nèi)空氣短路。多組冷卻水塔一起運(yùn)轉(zhuǎn)，備用冷卻水塔也一起運(yùn)行可以大大提高塔的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，采用變頻器來控制冷卻水塔運(yùn)行風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。冷卻水溫度越低，冷凍水主機(jī)的耗能量也就越小，每降低1℃可減小耗電量1.5%～2.0%。因此，盡可能降低冷卻水的入口溫度可以降低冷凍水主機(jī)的耗電量。不均勻的水流或氣流會(huì)降低冷卻水塔的效率，會(huì)導(dǎo)致耗能增大。因此要經(jīng)常檢查灑水管的灑水是否均勻。

2.6冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)就是在用電低峰時(shí)段制冰儲(chǔ)蓄，在用電高峰時(shí)段利用冰塊釋放冷能，減少空調(diào)的部分負(fù)擔(dān)。冰蓄冷系統(tǒng)又可分為全量冰蓄冷和分量冰蓄冷，全量冰蓄冷就是在尖峰時(shí)段全部用冰供應(yīng)，而分量冰蓄冷則是在冰蓄冷量供應(yīng)的同時(shí)采用空調(diào)主機(jī)供冷。冰蓄冷系統(tǒng)能不僅能減小尖峰時(shí)段發(fā)電廠的供電壓力，平衡供電負(fù)荷，提高發(fā)電效率，對(duì)于用戶而言，也可以減少空調(diào)機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用和部分電費(fèi)。電力公司在高峰時(shí)段和低峰時(shí)段的收費(fèi)一般會(huì)有不同。設(shè)計(jì)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)時(shí)可同時(shí)設(shè)計(jì)低溫送水及低溫送風(fēng)系統(tǒng)，減少送水、送風(fēng)量，節(jié)約能源。

2.7變頻技術(shù)的使用

室外溫度和濕度因?yàn)楣?jié)氣變化，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的冷熱負(fù)荷全年發(fā)生了很大的變化?？照{(diào)一年的冷熱負(fù)荷平均值只有最大負(fù)荷的50%。由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流電的頻率成正比，水泵的流量因電機(jī)轉(zhuǎn)速而發(fā)生變化。若采用變頻技術(shù)調(diào)速改變送水量，則可使水泵的能源消耗是定水量系統(tǒng)熱水泵能耗的12.5%，節(jié)能效果顯著。

2.8復(fù)合能源的使用

可以根據(jù)市場(chǎng)的供應(yīng)情況選擇適當(dāng)?shù)目照{(diào)能源，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行中，往往采用多種能源結(jié)合使用的方式，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。如電力和燃?xì)庵评?，既可以避免電力供?yīng)上的晝夜差值也可以避免燃?xì)夤?yīng)上的季節(jié)差值。電力和蒸汽、電力和煤氣等復(fù)合能源空調(diào)系統(tǒng)的能源形式都具有可行性，在設(shè)計(jì)時(shí)可參考運(yùn)用。

3結(jié)束語

綜上所述，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能要從幾個(gè)方面實(shí)施：節(jié)能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、節(jié)能的施工質(zhì)量、采用節(jié)能的空調(diào)設(shè)備、節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)管理、節(jié)能的保養(yǎng)維護(hù)等。不合理的設(shè)計(jì)和安裝是中央空調(diào)高能耗的主要原因，需要相關(guān)專業(yè)人才的進(jìn)行分析和研究。

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