孫 莉

（菏澤城建建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 菏澤 274000）

對(duì)于目前的大型公共建筑而言，中央空調(diào)系統(tǒng)屬于建筑技術(shù)的核心所在，同時(shí)也是不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

1 大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)概述及其應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 概述

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，使得能源消耗成為發(fā)展受到阻礙的首要因素。目前，人們一直在關(guān)注節(jié)能與節(jié)電。在城市建筑的電力消耗之中，中央空調(diào)能源消耗占據(jù)了較大的比例，達(dá)到總能耗的40%～60%。尤其是針對(duì)大型公共建筑，考慮到用戶(hù)本身存在的節(jié)能觀念低下、能源利用率不高等問(wèn)題，想要從整體上提升中央空調(diào)的節(jié)能水平，就需要考慮到有效的技術(shù)措施和管理措施的運(yùn)用[1]。

1.2 能源現(xiàn)狀與建筑能耗

在當(dāng)前主要的能源消耗結(jié)構(gòu)中，基于煤炭資源為主，火力發(fā)展占據(jù)了大部分。目前我國(guó)能源實(shí)際利用率較低，相比發(fā)達(dá)國(guó)家低了10個(gè)百分點(diǎn)。在我國(guó)，能源問(wèn)題一直影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步，想要推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，就會(huì)加大能源消耗，導(dǎo)致面臨的能源問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。只有真正提升能源的實(shí)際利用率，提升產(chǎn)品的科技含量，才能夠降低能源的實(shí)際消耗，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。城市建筑能耗作為當(dāng)前城市能耗的主要內(nèi)容，有一半的能源都是為了維持室內(nèi)的溫度平衡。再加上城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，能源消耗會(huì)越來(lái)越大，從而為能源利用帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)，這是當(dāng)前需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。

2 大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗存在的主要問(wèn)題

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，針對(duì)當(dāng)前的大型公共建筑，還需要考慮到其中央空調(diào)系統(tǒng)能源實(shí)際消耗的問(wèn)題。但是就現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)看，大型公共建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗還存在一定的問(wèn)題，其主要包含了空調(diào)系統(tǒng)本身以及建筑結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面的問(wèn)題，只有通過(guò)具體的分析探討之后，才能夠?qū)ζ溆幸粋€(gè)明確的認(rèn)識(shí)和了解。

2.1 空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題

（1）沒(méi)有做好空調(diào)冷水機(jī)組、水泵、空調(diào)風(fēng)機(jī)等對(duì)應(yīng)的設(shè)備維護(hù)，導(dǎo)致設(shè)備熱循環(huán)降低，增高能耗。（2）長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行冷水機(jī)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備老化，讓設(shè)備損耗進(jìn)一步加快，這樣就會(huì)降低其能效。（3）空調(diào)系統(tǒng)安裝位置不當(dāng)，也會(huì)影響空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效果，進(jìn)而增加空調(diào)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間[2]。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的問(wèn)題

室內(nèi)熱環(huán)境難免會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)的直接影響，如建筑的通風(fēng)條件、采光、建筑空間分布等。如果建筑結(jié)構(gòu)不夠合理，就會(huì)受到外界氣溫的影響，導(dǎo)致穩(wěn)定性難以保持；在建筑物的施工過(guò)程中，所使用的隔熱層材料不達(dá)標(biāo)，也無(wú)法發(fā)揮其隔熱效果；建筑外窗的采光條件，會(huì)對(duì)室內(nèi)的熱環(huán)境穩(wěn)定性帶來(lái)影響；建筑空間大小的分布，會(huì)對(duì)空調(diào)的調(diào)節(jié)效果產(chǎn)生直接的影響。

3 公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

為了更好地研究中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，選擇某多功能綜合服務(wù)的現(xiàn)代商貿(mào)綜合體，其建筑總高度為99.84m，占地面積為12488m2。本建筑一共32層，其地下2層和地面上的1～4層屬于公共建筑區(qū)域。其建筑模型立面圖如圖1所示。

圖1 立面圖

了解中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，才能夠?qū)υ摴步ㄖ醒肟照{(diào)系統(tǒng)的具體組成部件的實(shí)際工作原理加以分析，具體如圖2所示。

基于該公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的基本工作原理，在進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)能改造的策略制定時(shí)，需要重點(diǎn)考慮到下述幾個(gè)方面的內(nèi)容。

3.1 變頻控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，使得變頻技術(shù)在越來(lái)越多的行業(yè)中得到應(yīng)用。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)是絕對(duì)的主流。通過(guò)中央空調(diào)變頻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅有利于中央空調(diào)系統(tǒng)性能的提升，同時(shí)也可以滿(mǎn)足自我調(diào)節(jié)和對(duì)應(yīng)的節(jié)能處理，最終實(shí)現(xiàn)能耗的控制與降低。

基于中央空調(diào)系統(tǒng)建筑物熱負(fù)荷實(shí)際變化情況來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣就可以設(shè)計(jì)中央空調(diào)的流量和壓力。在空調(diào)系統(tǒng)水流量穩(wěn)定要求得以滿(mǎn)足的前提下，其實(shí)際的溫度差在7℃左右，并且水泵能耗也能夠降低20%～30%。通過(guò)中央空調(diào)變頻設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理，最終就可以滿(mǎn)足35%～50%的節(jié)能要求[3]。

圖2 中央空調(diào)系統(tǒng)工作原理

3.2 送風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在空調(diào)總裝機(jī)的功率中，其送風(fēng)機(jī)的樁基功率為25%。風(fēng)機(jī)功率和風(fēng)量體系成正比關(guān)系，送風(fēng)系統(tǒng)的體積流量要比送水系統(tǒng)高。所以，送風(fēng)系統(tǒng)的壓損就要比送水系統(tǒng)低。對(duì)于該次選擇的商貿(mào)中心，其送風(fēng)機(jī)樁基功率為375kW，在風(fēng)管相同的前提下，風(fēng)機(jī)功率和送風(fēng)量三次方成正比。不難看出，送風(fēng)量減少，就可以降低實(shí)際的風(fēng)機(jī)能耗。另外，若因設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致購(gòu)置風(fēng)機(jī)過(guò)大，這樣就會(huì)出現(xiàn)局部阻力損失增大的情況，進(jìn)而造成不必要的浪費(fèi)，這時(shí)需要做好擋板平衡風(fēng)壓的及時(shí)調(diào)整。

3.3 圍護(hù)和管道的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

中央空調(diào)在運(yùn)行之中，室內(nèi)與維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷是其主要的負(fù)荷所在。通過(guò)增加中央空調(diào)系統(tǒng)安裝的建筑物門(mén)窗的氣密性，可以有效降低建筑物能耗。在實(shí)際的運(yùn)行環(huán)節(jié)，對(duì)于運(yùn)行的設(shè)備與管道進(jìn)行合理的保護(hù)，也能夠達(dá)到優(yōu)良的節(jié)能作用。如果運(yùn)行的過(guò)程中沒(méi)有針對(duì)運(yùn)行管道和設(shè)備進(jìn)行保溫處理，就會(huì)導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)的冷量出現(xiàn)消耗，進(jìn)而提升冷水溫度，讓空氣直接進(jìn)入室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)的濕度出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。想要解決這一問(wèn)題，就需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，使之最終滿(mǎn)足節(jié)能效果的全面提升。

3.4 水系統(tǒng)智能化節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于中央空調(diào)系統(tǒng)使用設(shè)備較多，再加上功率較大，會(huì)有大量電能消耗的出現(xiàn)。對(duì)此，需要針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)水系統(tǒng)的冷凍水溫度，其確定是依靠蒸發(fā)器的設(shè)定值，并且按照其接收熱量，就可以確定回水實(shí)際溫度。在具體的控制中，回水和冷凍水的溫度差異一般在5℃內(nèi)。針對(duì)性地實(shí)施節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，就需要在系統(tǒng)蒸發(fā)器的回水管和出水管之中安裝溫度變送器，并且讓其能夠和溫度調(diào)節(jié)器、變頻器等設(shè)備形成閉合的控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要是利用冷凍水泵的運(yùn)行控制冷凍水的實(shí)際溫度，這樣就能夠讓其隨著系統(tǒng)熱負(fù)荷的實(shí)際變化從而出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的改變。如果第一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行無(wú)法滿(mǎn)足工作效率要求，就需要起動(dòng)第二臺(tái)機(jī)組，并且實(shí)現(xiàn)第一臺(tái)機(jī)組的合理調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，通過(guò)有效的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到智能化與節(jié)能的實(shí)際需求。針對(duì)冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化處理，其原理等同于冷凍水智能化節(jié)能設(shè)計(jì)，可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)情況的控制和調(diào)整，也能夠達(dá)到對(duì)應(yīng)的運(yùn)行效果要求，最終匹配節(jié)能需求[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，針對(duì)大型公共建筑而言，在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要結(jié)合不同區(qū)域環(huán)境、通風(fēng)條件、建筑物結(jié)構(gòu)，確保能夠全方位多角度地提升系統(tǒng)的工作效率，進(jìn)而降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，滿(mǎn)足節(jié)能的需求。并且通過(guò)合理的技術(shù)更新和管理措施，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定性和高效性，制定對(duì)應(yīng)的區(qū)域發(fā)展節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，以加強(qiáng)大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造。