摘要：針對空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響因素和高層商業(yè)建筑的特點(diǎn)，以高層商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能改造為例，從減少冷熱負(fù)荷、提高冷熱源效率、利用自然冷源、減少水泵電耗、減少風(fēng)機(jī)電耗、改進(jìn)氣流組織、改善控制方面分析了商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能的具體技術(shù)措施和實(shí)施辦法。

關(guān)鍵詞： 節(jié)能技術(shù)；設(shè)備節(jié)能；能源利用

1 建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行技術(shù)

1.1 蓄能空調(diào)技術(shù)

1.1.1 蓄冷空調(diào)技術(shù)

常規(guī)的蓄冷技術(shù)包括冰蓄冷空調(diào)和水蓄冷空調(diào)。通過降低介質(zhì)溫度或凝固介質(zhì)，將冷能以顯熱和潛熱的形式儲存在介質(zhì)中。必要時，被儲存的冷能可以通過升高介質(zhì)溫度，或熔化介質(zhì)再次被利用。蓄冷系統(tǒng)的主要設(shè)備有冷水主機(jī)、蓄冷裝置、板式換熱器、自動控制系統(tǒng)以及泵閥等。系統(tǒng)的流程主要是針對冷水主機(jī)和蓄冷裝置的相互關(guān)系，有串連和并聯(lián)之分，串連又有主機(jī)上游和主機(jī)下游兩種方式。其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于冷水主機(jī)容量的選定。

1.1.2 蓄熱技術(shù)

關(guān)于蓄熱技術(shù)，目前我國主要使用電鍋爐蓄熱式系統(tǒng)且以水作為蓄熱介質(zhì)。所謂電力蓄熱系統(tǒng)，就是以電鍋爐為熱源，利用低谷廉價電力，對水加熱，并將其儲存在蓄熱水箱中，在電網(wǎng)高峰時段關(guān)閉電鍋爐，由儲存在蓄熱水箱中的熱水供熱，其優(yōu)點(diǎn)是不排出有害氣體，無污染，無噪聲，比煤鍋爐、油鍋爐的熱效率高，又能充分利用低谷電，運(yùn)行費(fèi)用低。

1.2 熱回收技術(shù)

1.2.1 排風(fēng)余熱回收

一般的空調(diào)系統(tǒng)都要設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)來稀釋室內(nèi)的有害物，以保證室內(nèi)空氣品質(zhì)；為了保證室內(nèi)的風(fēng)量平衡，使新風(fēng)順利進(jìn)入室內(nèi)，同時還要設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)。對于人員集中的建筑如商場、辦公樓的會議室等，新風(fēng)量較大，使得空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)負(fù)荷也隨之增大，同時排風(fēng)將空調(diào)房間內(nèi)的空氣排出室外，也是一種能量的浪費(fèi)。因此充分利用排風(fēng)的能量，對其進(jìn)行回收，從而對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱，減小新風(fēng)負(fù)荷是暖通空調(diào)節(jié)能的重要途徑。

1.2.2 制冷機(jī)組的冷凝熱回收

制冷機(jī)組冷凝熱回收的換熱設(shè)備目前逐漸引起人們的重視。這一類的熱回收設(shè)備可以與不同的系統(tǒng)結(jié)合起來使用。如果與生活用熱水系統(tǒng)相結(jié)合，使壓縮之后的制冷劑首先進(jìn)入板式熱交換器，生活用熱水通過熱交換器的另一側(cè)，由于被壓縮后的制冷劑溫度較高，只要設(shè)計(jì)合理，它能夠提供的熱量完全可以將熱水加熱到洗澡用的溫度，可以儲存在保溫水箱中，滿足人們的需要。當(dāng)制冷機(jī)組的冷凝器所產(chǎn)生的熱量不能夠?qū)崴訜岬叫枰臏囟葧r，亦可在系統(tǒng)中添加水源熱泵作為輔助熱源以滿足用戶需要。在夏季制冷供熱水時，因?yàn)槔淠鱾?cè)回收冷凝熱的同時，蒸發(fā)器側(cè)仍在供冷，因此可以說。這種供熱水方案運(yùn)行費(fèi)用幾乎為零，具有明顯的經(jīng)濟(jì)。冬季制熱供熱水時，雖然暫時不能供暖，要等蓄熱水箱達(dá)到溫度要求后，才能恢復(fù)供暖，但通過程序控制，制熱水時間大多可以避開供暖時間，這樣可減少對供暖的影響。過渡季節(jié)供熱水時，只需單獨(dú)一臺制熱水機(jī)組，其他機(jī)組和相關(guān)的水泵都停止運(yùn)行，不存在匹配難的問題。這樣四季都能吸收包括高溫顯熱、液化潛熱和過冷熱量的全部冷凝熱量，熱回收效果很明顯。

1.3 變頻技術(shù)

不同類型的冷水機(jī)組都有較完善的自動控制調(diào)節(jié)裝置，能隨負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，保持高效率運(yùn)行。空調(diào)機(jī)組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻控制，可以使該部分設(shè)備的能耗減少30%以上。

1.4 減少冷熱負(fù)荷技術(shù)

冷熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等規(guī)格型號的選擇都是以冷熱負(fù)荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負(fù)荷，不僅可以減小制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等的型號，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，而且這些設(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(yùn)行耗電量減少，運(yùn)行費(fèi)用降低。所以減少冷熱負(fù)荷是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。減少冷熱負(fù)荷有以下一些具體措施：

改善建筑的保溫隔熱性能。房間內(nèi)冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負(fù)荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個方面著手，確定合適的窗墻面積比例，不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。合理設(shè)計(jì)窗戶遮陽。充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。

2 空調(diào)系統(tǒng)能源利用的節(jié)能技術(shù)

2.1 自然冷源免費(fèi)供冷技術(shù)

2.1.1 冷卻塔供冷

在夏季以外的過渡季節(jié)或冬季、在有些建筑物中仍存在冷負(fù)荷；如大中型建筑物中的辦公樓、商場，因照明、室內(nèi)大功率設(shè)備散熱以及室內(nèi)人員的散熱（濕）產(chǎn)生的熱量可抵消圍護(hù)物的熱耗，所以有些建筑的內(nèi)區(qū)需要長年供冷，才能滿足空調(diào)要求。較常用的方式是在冷卻塔供冷時，使用板式換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的換熱，這樣可以避免較“臟”的冷卻水直接進(jìn)入末端設(shè)備，保證了冷凍水系統(tǒng)的清潔和正常運(yùn)行。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組的能耗占有極高的比例。用冷卻塔供冷技術(shù)可少開或不開冷水機(jī)組，可減少冷凍機(jī)運(yùn)行時間，大大減少了供冷費(fèi)用，其節(jié)能效果是顯著的；還防止了當(dāng)冷凍機(jī)長期在遠(yuǎn)離設(shè)備設(shè)計(jì)工況的情況下工作時，因冷卻水溫度過低無法啟動的情況。冷卻塔供冷技術(shù)在我國北方較寒冷地區(qū)應(yīng)用較多。

2.1.2 新風(fēng)免費(fèi)供冷

在有些建筑的空調(diào)系統(tǒng)中，需要大量引入新風(fēng)以滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。根據(jù)其新風(fēng)引入方式，還可以通過在過渡季節(jié)和冬季直接引入室外的溫濕度相對較低的新風(fēng)來帶走房間內(nèi)所產(chǎn)生的各項(xiàng)熱濕負(fù)荷，無需使用集中制冷系統(tǒng)，達(dá)到“免費(fèi)”供冷的節(jié)能效果。在夏季時，利用夜間相對低溫的新風(fēng)，可以在非營運(yùn)時間預(yù)先冷卻室內(nèi)空氣。帶走部分室內(nèi)熱量，減少白天工作時間的室內(nèi)冷負(fù)荷。實(shí)現(xiàn)間歇性的免費(fèi)預(yù)冷。

2.2 水源熱泵和地源熱泵技術(shù)

2.2.1 水源熱泵

水源熱泵是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者人工再生水源（工業(yè)廢水、廢氣等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用熱泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移.將蓄能水體分別在冬、夏季作為供暖的熱源和空調(diào)的冷源，即在冬季，把水體中的熱量“取”出來。提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到水體中去。同一系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三大功能：冬季供暖、夏季制冷和提供日常生活用熱水。地球表面或淺層水源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，一般為10～25℃，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，無燃燒，無任何固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)污染物排放，是“綠色”供暖的環(huán)境系統(tǒng)工程。水源熱泵的污染物排放與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。

2.2.2 地源熱泵

地源熱泵是一種利用地下淺層土壤的熱資源，通過輸入少量的高位能源（如電能）將低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能中調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來供給室內(nèi)采暖。夏季把地能作為空調(diào)的冷源，即把室內(nèi)的熱能取出來釋放到低于環(huán)境溫度的地源中。在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)保節(jié)能，利用可再土能源，可持續(xù)發(fā)展，一機(jī)多用，節(jié)省建筑空間，無需冷卻塔和室外風(fēng)冷部分，對建筑外觀影響小，運(yùn)行費(fèi)用低，投資回報快，全年運(yùn)行，節(jié)約電能。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，新技術(shù)、新工藝在暖通節(jié)能中的應(yīng)用層出不窮，暖通空調(diào)系統(tǒng)建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)是節(jié)約能源、改善生活和工作條件、減輕環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。相信在不久的將來，暖通空調(diào)系統(tǒng)建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)必將獲得更加快速的發(fā)展。