劉光林

摘 要：當(dāng)前在一些商業(yè)場(chǎng)所及辦公場(chǎng)所中央空調(diào)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通過(guò)中央空調(diào)給人們打造一個(gè)舒適的環(huán)境溫度，以此來(lái)全面提高人們休憩的效果和工作質(zhì)量。但中央空調(diào)在使用過(guò)程中普遍存在耗能高的問(wèn)題，因此在當(dāng)前中央空調(diào)設(shè)計(jì)和維護(hù)工作中節(jié)能問(wèn)題十分關(guān)鍵。特別是隨著中央空調(diào)機(jī)需求量的不斷增加，更好對(duì)中央空調(diào)的能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)全面的節(jié)能。文章從中央空調(diào)設(shè)計(jì)入手，對(duì)中央空調(diào)的節(jié)能提出了具體的改進(jìn)意見(jiàn)，并進(jìn)一步闡述了中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能和維護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)；新能源；維護(hù)

中圖分類號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）01-0117-02

Abstract： At present， the application of central air conditioning in some commercial and office places is more and more extensive， where the central air conditioning is used to create a comfortable environment temperature， so as to improve the overall effect of people rest and work quality. However， the problem of high energy consumption exists in the process of central air conditioning， so it is very important to save energy in the design and maintenance of central air conditioning. Especially， with the increasing demand of central air conditioners， the energy system of central air conditioning is optimized to achieve comprehensive energy saving. Starting with the design of central air conditioning， this paper puts forward some concrete suggestions for improving the energy saving of central air conditioning system， and further expounds the energy saving and maintenance measures of central air conditioning system.

Keywords： central air conditioner； energy-saving design； energy-saving technology； new energy； maintenance

前言

在當(dāng)前一些商業(yè)建筑中多會(huì)設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)，中央空調(diào)機(jī)系統(tǒng)占整個(gè)建筑能耗的比重較大，已成為建筑體系中的能耗大戶。在當(dāng)前全面提倡節(jié)能減排的新形勢(shì)下，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造是非常重要的一項(xiàng)課題，具有極為深遠(yuǎn)的意義。在中央空調(diào)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，普遍采用負(fù)荷估算法，即按照最大負(fù)荷需求來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)，系統(tǒng)流量不具有調(diào)節(jié)性，這是造成中央空調(diào)機(jī)系統(tǒng)高能源的關(guān)鍵所在。因此需要加快對(duì)中央空調(diào)的節(jié)能改造，對(duì)其能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，避免不必要的能源浪費(fèi)，全面提升中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的效益。

1 中央空調(diào)設(shè)計(jì)

1.1 風(fēng)機(jī)水泵變頻節(jié)能設(shè)計(jì)

在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)水泵變頻節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的冷凍循環(huán)水系統(tǒng)控制方案，并冷凍進(jìn)出水溫差控制在4.5℃～5℃之間，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍進(jìn)出水溫度、溫差和壓力等參數(shù)的有效控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。同時(shí)還要制定冷卻水系統(tǒng)的控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行中各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行有效控制，使冷卻水進(jìn)出水溫度控制在4.5℃～5℃。另外，還要對(duì)冷卻塔散熱系統(tǒng)進(jìn)行具體的改造，當(dāng)主機(jī)冷卻水進(jìn)入到冷卻塔后，依托于冷卻塔風(fēng)機(jī)來(lái)及時(shí)將冷卻水熱量散發(fā)到大氣中，實(shí)現(xiàn)降低冷卻水溫度的目的。然后進(jìn)入到空調(diào)主機(jī)冷凝器中對(duì)熱量進(jìn)行吸收。冷卻塔內(nèi)的環(huán)境溫度和濕度可以由冷卻塔環(huán)境傳感器進(jìn)行檢測(cè)，利用冷卻塔控制柜中的PLC來(lái)計(jì)算出具體的溫差，并將其與設(shè)定值進(jìn)行比較，自動(dòng)對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率進(jìn)行調(diào)整，確保冷卻水出水溫度與設(shè)定值范圍相符。通常情況下冷卻塔出水溫度設(shè)定值為28℃。

1.2 水泵的選擇與水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在變流量空調(diào)水系統(tǒng)中，其具體的調(diào)節(jié)方法主要分為四種，包括節(jié)流調(diào)節(jié)、變通調(diào)節(jié)、二次泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)、一次泵變流速調(diào)節(jié)。在節(jié)流調(diào)節(jié)中，主要是將控制閥門(mén)安裝在供水總管上，以此來(lái)控制系統(tǒng)能量。在變通調(diào)節(jié)方法，則是將旁通設(shè)置在供水管上，通過(guò)供水和回水之間的壓差來(lái)完成具體的調(diào)節(jié)任務(wù)。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需要與實(shí)際情況有效結(jié)合，以此來(lái)選擇最具適合的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)水泵的優(yōu)選，確保水系統(tǒng)能夠達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。

1.3 電路的設(shè)計(jì)

當(dāng)前中央空調(diào)的水泵控制柜，其主要是由停止、手動(dòng)和自動(dòng)按鈕等組成。電氣化水泵自動(dòng)控制柜可以自動(dòng)化收集環(huán)境溫度、水流量、其他設(shè)備信號(hào)傳輸，具有非常顯著的節(jié)能效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，可以通過(guò)對(duì)中央空調(diào)中的變頻和工頻系統(tǒng)進(jìn)行互鎖改造，以此來(lái)提升電氣自動(dòng)化水平，達(dá)到更好的節(jié)能目標(biāo)。

1.4 設(shè)備控制設(shè)計(jì)

當(dāng)前大多數(shù)中央空調(diào)節(jié)能控制采用的都是PID控制，這是一種傳統(tǒng)的節(jié)能控制方法，具有快速響應(yīng)及方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但由于空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)具有較強(qiáng)的不確定性，這就導(dǎo)致PID控制方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效控制。因此可以對(duì)其進(jìn)行具體的改造，將PID控制與PLC、變頻器有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)水泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的模糊PID控制，有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)PID控制方法中的不足之處。endprint

1.5 新風(fēng)比可調(diào)

在普遍使用空調(diào)的季節(jié)，可以通過(guò)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)裝置來(lái)對(duì)室內(nèi)二氧化碳濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)室內(nèi)人員密度減小時(shí)，監(jiān)測(cè)到的二氧化碳濃度下降，這時(shí)可以對(duì)空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)整，減少送入室內(nèi)的新風(fēng)量，同時(shí)排風(fēng)機(jī)也變頻運(yùn)行也會(huì)隨之減小排風(fēng)量，以此來(lái)降低空調(diào)末端的運(yùn)行能耗。在具體過(guò)渡季節(jié)，可以充分地利用室外新風(fēng)，有效地縮短制冷機(jī)開(kāi)啟的時(shí)間。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以按照空調(diào)送風(fēng)量的80%～100%來(lái)設(shè)計(jì)空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)井面積。

1.6 溫濕度控制節(jié)能

在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，夏季室內(nèi)空氣濕度提高到70%左右，而且根據(jù)具體的數(shù)據(jù)計(jì)算得出，當(dāng)夏季室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)溫度上升上度，則空調(diào)初始投資額和運(yùn)營(yíng)成本都會(huì)下降約6～8個(gè)百分點(diǎn)，而且熱負(fù)荷也會(huì)減少，具有非常可觀的節(jié)能效果。

1.7 空調(diào)系統(tǒng)，熱冷能回收

（1）排氣熱回收?？梢岳?為回收裝置，多以熱交換器、旋轉(zhuǎn)總熱交換機(jī)器、板式熱交換器、熱介質(zhì)換熱器及熱管換熱器等來(lái)對(duì)排氣能量進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)排氣熱循環(huán)利用，同時(shí)對(duì)于預(yù)冷和預(yù)熱時(shí)使用的新鮮空氣，排氣熱回收可以有效地減少新鮮空間的負(fù)荷。（2）制冷機(jī)組的冷凝熱回收。在這種回收中采用的熱回收設(shè)備可以采用不同系統(tǒng)的有效結(jié)合。例如對(duì)于生活熱消耗系統(tǒng)與冷媒壓縮后第一次進(jìn)入熱交換器，由于在熱交換器另一邊冷卻制劑具有較高的溫度，因此要求通過(guò)合理化設(shè)計(jì)，提供一定熱量使其在水箱中進(jìn)行保溫，從而更好地滿足人們生活中的正常需求。（3）促進(jìn)可再生能源和低品位能源利用。當(dāng)前中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且不可再生能源的消耗也在不斷增加，這對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)載，因此當(dāng)前需要重視可再生能源的使用，充分地利用太陽(yáng)能和地源熱泵來(lái)作為空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

2 對(duì)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)意見(jiàn)

2.1 國(guó)家或企業(yè)加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的支持

為了能夠全面提高中央空調(diào)的節(jié)能水平，需要制定較為完善的中央空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步建立健全相關(guān)的法律法規(guī)，并為中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)的加大支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)中央空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，可以出臺(tái)相關(guān)政策，對(duì)研發(fā)出優(yōu)秀研究成果的企業(yè)給予政策上的優(yōu)惠，并提倡安裝具有節(jié)能環(huán)保技術(shù)的中央空調(diào)。

2.2 加強(qiáng)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和使用

當(dāng)前由于不可再生能源消耗量不斷增加，因此需要重視可再生清潔能源的應(yīng)用?？梢酝ㄟ^(guò)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等進(jìn)行發(fā)電，以此來(lái)帶動(dòng)中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，達(dá)到良好的節(jié)能和環(huán)保效果。

2.3 學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)

在中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，還要重視引進(jìn)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和優(yōu)秀成果，并以此為基礎(chǔ)來(lái)開(kāi)發(fā)出與我國(guó)實(shí)際情況相適合的新型空調(diào)節(jié)能設(shè)備和材料，全面提高能源的使用效率。同時(shí)還要重視新能源的利用和開(kāi)發(fā)，充分地運(yùn)行熱泵技術(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)和風(fēng)能，從而推動(dòng)我國(guó)中央空調(diào)節(jié)能工作步入一個(gè)新的臺(tái)階。

3 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行與維護(hù)措施

3.1 加強(qiáng)設(shè)備養(yǎng)護(hù)，減少油污灰塵污染

在系統(tǒng)日常運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備、管道和閥門(mén)的表面應(yīng)保持整潔且無(wú)明顯銹蝕。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)蒸發(fā)器管壁上的油污增加0.1毫米時(shí)，就相當(dāng)于管壁增加了32毫米，這會(huì)使換熱環(huán)境嚴(yán)重惡化，從而使得蒸發(fā)溫度升高，使產(chǎn)冷量降低。冷疑器的污垢增加同樣會(huì)影響熱交換，每增加0.1mm，都會(huì)損失30%的熱交換效率，相應(yīng)會(huì)增加6%的耗電量，為了減少能耗需及時(shí)清除油污。另外，要防止壓縮機(jī)油路堵塞，堵塞會(huì)使得壓縮機(jī)油溫升高，使排氣溫度和冷凝壓力提高，從而增加能耗和降低產(chǎn)冷量。另外空調(diào)系統(tǒng)要注意防污染，如果新風(fēng)中有污染，污染物就會(huì)附著在新風(fēng)過(guò)濾芯上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沉積將導(dǎo)致通風(fēng)不暢，使熱交換效率降低，同時(shí)還會(huì)反過(guò)來(lái)影響新風(fēng)量輸送減少，空氣質(zhì)量受到影響，所以為了讓機(jī)組處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，要及時(shí)清理新風(fēng)過(guò)濾器必要時(shí)更換新風(fēng)過(guò)濾芯，從而減少能耗。特別對(duì)于周邊環(huán)境不好的空調(diào)系統(tǒng)工程，更要注意減少來(lái)自灰塵顆粒的污染。

3.2 預(yù)防和解決水系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕問(wèn)題

中央空調(diào)機(jī)水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于水質(zhì)的問(wèn)題極易出現(xiàn)水垢及腐蝕的問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)所形成的青苔還會(huì)嚴(yán)重影響制冷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致空調(diào)能耗增加，加速冷卻系統(tǒng)的腐蝕。一旦系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，則會(huì)導(dǎo)致停工現(xiàn)象，或是需要對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行更換，這必然會(huì)造二次投資費(fèi)用增加。在具體維護(hù)工作中，為了能夠有效地預(yù)防和解決水系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕問(wèn)題，可以利用化學(xué)清洗和溢流排污的方法。另外，還要做好提前預(yù)防工作，通過(guò)定期的維護(hù)，有效的控制結(jié)垢的厚度，保持水系統(tǒng)具有較好的換熱效率，避免電耗費(fèi)用增加。

4 結(jié)束語(yǔ)

在社會(huì)不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，人們?cè)絹?lái)越對(duì)自己生存和發(fā)展的地球給予了更多的關(guān)注，環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，國(guó)家也意識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要意義。這些問(wèn)題都與能源的消耗具有直接的關(guān)系，因此我國(guó)提出了節(jié)能減排的倡議。中央空調(diào)系統(tǒng)作為建筑體系中的能耗大戶，其具有較大的節(jié)能潛力，因此需要加快對(duì)中央空調(diào)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中充分地運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，有效地降低中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)能源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，更好地推動(dòng)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。

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