卡棟梁

（寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）

摘 要：中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中起著重要作用.尤其在現(xiàn)代智能建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)是建筑不可少的組成部分。因此研究中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的具有重要意義。本文闡述了中央空調(diào)節(jié)能的必要性，對(duì)中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行管理存在的主要問(wèn)題以及中央空調(diào)節(jié)能的策略進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能；必要性；問(wèn)題；策略

節(jié)能以及環(huán)保是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，中央空調(diào)是能耗大戶，合理的設(shè)計(jì)、精心施工以及科學(xué)的管理對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能都是至關(guān)重要的。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗的研究要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是，創(chuàng)造良好室內(nèi)小環(huán)境的前提下利用能源，達(dá)到對(duì)外部大環(huán)境的最小破壞.以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。當(dāng)前很多建筑物均設(shè)計(jì)和安裝了中央空調(diào)系統(tǒng)，而且此部分空調(diào)系統(tǒng)是整個(gè)建筑能耗大戶，因此高效利用中央空調(diào)系統(tǒng)，采取有效的節(jié)能措施，是國(guó)家低碳節(jié)能戰(zhàn)略的有效策略。

一、中央空調(diào)節(jié)能的必要性

中央空調(diào)節(jié)能的必要性表現(xiàn)為：（1）建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗。當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實(shí)際使用工況發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運(yùn)行模式下，能源浪費(fèi)很大。就我國(guó)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(gè)建筑總能耗的50%左右，商場(chǎng)和綜合大樓等的能耗甚至可能高達(dá)60%以上。我國(guó)屬能源消耗大國(guó)，能源有限，利用率不高且依賴性強(qiáng)。近年來(lái)能源短缺的現(xiàn)實(shí)迫使國(guó)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(duì)公共建筑能耗國(guó)家發(fā)布實(shí)施國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。（2）辦公樓宇發(fā)展對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求。當(dāng)前辦公樓從發(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(yíng)持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，過(guò)去一段時(shí)間由于利潤(rùn)的實(shí)現(xiàn)，辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動(dòng)，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時(shí)的高收益，對(duì)后期實(shí)際使用階段的效果和運(yùn)營(yíng)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(lái)越多的項(xiàng)目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營(yíng)為主要贏利模式，這勢(shì)必使投資者及發(fā)展商從一開(kāi)始就關(guān)注能耗問(wèn)題。

二、中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行管理存在的主要問(wèn)題

中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行管理存在的問(wèn)題主要有：（1）設(shè)計(jì)過(guò)程重投資成本核算，輕能耗指標(biāo)計(jì)算的問(wèn)題。缺乏節(jié)能引導(dǎo)中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，初投資與運(yùn)行費(fèi)用通常是矛盾的兩個(gè)方面。一般節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低的系統(tǒng)方案其初投資比較大。用戶或投資者由于對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，尤其是初投資和運(yùn)行費(fèi)用的綜合經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)缺乏專業(yè)認(rèn)識(shí)，容易忽略綜合投資收益計(jì)算。這導(dǎo)致工程建設(shè)方對(duì)采用高成本的節(jié)能方案沒(méi)有積極性，往往就采用成本小、初投資低的設(shè)計(jì)方案，以較低的競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格贏取工程項(xiàng)目。這使很多初投資低但能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高的中央空調(diào)系統(tǒng)大行其道。（2）管理人員和節(jié)能監(jiān)控的問(wèn)題。現(xiàn)階段空調(diào)運(yùn)行管理人員多半還是由非專業(yè)人員組成，由于專業(yè)知識(shí)的限制，無(wú)法承擔(dān)中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行和管理的任務(wù)。同時(shí)，投資方與建設(shè)方目標(biāo)不同，實(shí)際使用中，不同方案之間的經(jīng)濟(jì)性比較一般只是理論分析比較，無(wú)法也不會(huì)進(jìn)行實(shí)物、實(shí)驗(yàn)比較，無(wú)法做到很好的監(jiān)控。

三、中央空調(diào)節(jié)能的策略

1、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇。中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的取值不僅直接影響中央空調(diào)系統(tǒng)的造價(jià)，也影響著中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行能耗。在滿足要求的前提下，適當(dāng)降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；在舒適度相同的情況下，參考最新標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)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。

2、科學(xué)合理地設(shè)計(jì)機(jī)房位置。在公共建筑中，空調(diào)的設(shè)備的機(jī)房最多，有制冷機(jī)房、熱交換機(jī)房、空調(diào)機(jī)房、排風(fēng)機(jī)房等。國(guó)外建筑物的機(jī)房位置一般分布則是冷熱源集中布置，即冷凍機(jī)房和熱交換間大都設(shè)在地下室，而空調(diào)機(jī)房都分散專用，靠近被調(diào)的房間?？照{(diào)機(jī)房適當(dāng)分散之后，隨之而來(lái)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(jī)的壓頭就可以選得低，功率也相應(yīng)較小，運(yùn)行能耗就越省。

3、中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能。（1）科學(xué)確定開(kāi)停機(jī)及新風(fēng)供應(yīng)時(shí)間。對(duì)于空調(diào)，應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、氣候變化、房間使用功能進(jìn)行預(yù)測(cè)控制，確定最適合的啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)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(shí)間，可以提高冷、熱源的運(yùn)行效率，又可以縮短預(yù)冷或預(yù)熱的時(shí)間。（2）合理調(diào)節(jié)新風(fēng)量。新風(fēng)負(fù)荷一般要占整個(gè)空調(diào)負(fù)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，有顯著的節(jié)能效果。（3）過(guò)渡季節(jié)取用室外空氣作為自然冷源。在空調(diào)運(yùn)行時(shí)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(shí)，或冬季室外空氣熱焓小于室內(nèi)空氣熱焓時(shí)，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(shí)（過(guò)渡季節(jié)），應(yīng)該采用全新風(fēng)運(yùn)行，這不僅可縮短制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，減少新風(fēng)耗能量，同時(shí)可以改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)可以對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和最佳控制。包括冷熱源的能量控制，空調(diào)系統(tǒng)的焓值控制、新風(fēng)來(lái)控制、設(shè)備的啟、停時(shí)間和運(yùn)行方式控制、溫濕度設(shè)定控制、送風(fēng)溫度控制等。可通過(guò)預(yù)測(cè)室內(nèi)、室外空氣狀態(tài)參數(shù)：溫度、濕度、熱焓、CO2濃度等，以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件，把最小能耗作為評(píng)價(jià)函數(shù)，來(lái)判斷和確定所需提供的冷熱量和空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，和運(yùn)行時(shí)間及空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行方式，以達(dá)到最佳節(jié)能運(yùn)行效果。

4、不斷降低中央空調(diào)水系統(tǒng)的隱性能耗。中央空調(diào)中的冷卻水、冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能，即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗。這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當(dāng)大的，水的大量耗失，并且會(huì)增大水資源的壓力，同時(shí)增加冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔的電能消耗，即隱性能耗。（1）冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能。冷凍水在空調(diào)系統(tǒng)中主要起著中間載冷作用在隱性能耗方面主要表現(xiàn)在，管路保溫的冷量損失及冷凍水流失方面，其中后者往往被忽視，冷凍水流失絕大部分是因?yàn)榕盼坶y，旁通閥失效或關(guān)不死所致。（2）冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能。冷卻水系統(tǒng)中水的流失主要在如下三個(gè)方面：（a）蒸發(fā)耗水。冷卻塔內(nèi)熱水通過(guò)蒸發(fā)釋放潛熱而達(dá)到自身的冷卻，在設(shè)計(jì)工況下，冷卻塔內(nèi)空氣呈等溫加濕變化，而空氣吸收了冷卻水的蒸發(fā)水分，從而冷卻水水溫降低。然而當(dāng)冷卻負(fù)荷減少而風(fēng)量不變時(shí)，水分蒸發(fā)吸收的熱量一部分來(lái)自空氣，使空氣的干球溫度較之進(jìn)口溫度值下降。從系統(tǒng)的角度來(lái)講，通過(guò)風(fēng)機(jī)大量送風(fēng)能降低冷卻塔出水溫度，有利于提高機(jī)組的性能，卻增加了冷卻塔的風(fēng)機(jī)和水泵的電能消耗，機(jī)組冷凝溫度的降低并不總是導(dǎo)致機(jī)組性能的提高，實(shí)際上機(jī)組的耗電指標(biāo)隨著冷凝壓力的進(jìn)一步降低有升高的趨勢(shì)， 因而大風(fēng)量導(dǎo)致的出水溫度降低，并不能達(dá)到節(jié)能的目的。（b）控制飛水，節(jié)約水耗。空氣將水（滴）帶出冷卻塔，造成水耗稱為冷卻水飛水，這是冷卻水系統(tǒng)的另一種隱性能耗，其產(chǎn)生的原因主要在于循環(huán)水量過(guò)大。因此，在滿足冷卻水機(jī)組負(fù)荷的情況下，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整循環(huán)水流量，調(diào)整播水器角度，清掃散水槽，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片的角度是可以將飛水降至最低程度的。（c）排污換水消耗。盡管排污換水消耗是不可避免的，但是保持水系統(tǒng)清潔卻可以減小換水的頻率。

結(jié)束語(yǔ)

城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，對(duì)于能源需求日趨增多，為了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)節(jié)能措施。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑總能耗的50%左右，因此對(duì)中央空調(diào)實(shí)施節(jié)能措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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