淺析中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

趙靚

【摘 要】在各類建筑物中，大量采用先進的中央空調(diào)系統(tǒng)已成為建筑技術的重要標志之一，是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎設施。本文闡述中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能現(xiàn)狀、設計和運行過程中的節(jié)能措施。

【關鍵詞】中央空調(diào)；節(jié)能

1 設計的節(jié)能措施

1.1 減少室內(nèi)的熱負荷措施

1.1.1 遮陽

減少室內(nèi)陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內(nèi)，可采用挑檐、遮陽板（蓬）、鍍膜玻璃等；減輕外墻、屋面吸收陽光輻射熱，可采用淺色外墻飾面，將絕熱層設在外墻外側和屋頂屋面，或架空屋面。

1.1.2 氣密

提高門窗氣密性，防止縫隙進風。現(xiàn)在建筑中普遍采用的塑鋼門窗不僅氣密性好，而且熱阻大，并可降低噪音，減少灰塵。另外采用門窗封條，提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由8降到5，建筑物耗冷可降低8%左右。因此設計中采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。如橡膠條、塑料條或橡塑結合的密封條。

1.1.3 絕熱

采用絕熱材料對墻、屋頂、門窗鄧進行絕熱，如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等，以減少圍護結構的傳熱系數(shù)。采用空心砌塊、二層窗等，利用空氣隔熱，也可起到絕熱作用。增設外墻及屋頂?shù)谋貙訉Χ⑾膬杉竟?jié)能有利。

1.1.4 控制窗墻比

窗墻比是窗洞口與墻的面積比值，增大這個比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%～45%。一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字：北向25%；東、西向30%；南向35%。減少窗、墻面積比，對減少夏季冷負荷有較好的效果。窗的設計和發(fā)展經(jīng)歷了單層窗時期、雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。目前最先進的節(jié)能窗是超級節(jié)能窗，雖然超級節(jié)能窗比普通窗的價格高20%～50%，但以節(jié)能計算，它的回收期只有2～4年。

1.1.5 照明

在我國，照明用電量已占總用量的10%以上，照明用電往往直接轉化為空調(diào)冷負荷。對于空調(diào)面積大、照明容量大的地方，應采用照明與空調(diào)的組合系統(tǒng)。注意采用節(jié)能燈，節(jié)能燈發(fā)光效率高，是白熾燈的5倍左右。即同樣亮度時，節(jié)能燈耗電只有白熾燈的1/5。

1.2 提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率

1.2.1 合理選擇制冷裝置（冷源）

配置多臺壓縮機的冷水機組具有明顯節(jié)能效果。因為這樣的機組在部分負荷時仍有較高的效率，而且，機組起動時可以實現(xiàn)順序起動各臺壓縮機，對電網(wǎng)的沖擊小，能量損失小。此外，可以任意改變各臺壓縮機的起動順序，使各臺壓縮機的磨損均衡，延長使用壽命。但臺數(shù)不宜過多，冷水機組臺數(shù)宜選用2～3臺，制冷量較大時亦不應超過4臺，單機制冷量的大小應合理搭配。

1.2.2 合理選擇主機容量

為了安全起見，絕大部分的冷水主機容量要比實際尖峰熱負載大20%以上。但是，實際尖峰熱負載在全年出現(xiàn)的頻率相當?shù)?，全年平均的熱負載大約是尖峰熱負載的60%～70%，使得全年平均的熱負載只有冷水主機容量的50%～60%。由此，造成冷水主機大部分時間都在低負載下運轉。冷水主機負載率在60%以下運轉效率不佳。因此主機容量不應選擇過大。

1.2.3 合理選擇制冷方式

有余熱（如蒸汽、熱水和窯爐排放熱等）可供利用的地方，應優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。

1.2.4 配置優(yōu)勢的節(jié)能設備

由于設計制造技術的提高，近年來新上市的冷水主機的耗電率比20年前所生產(chǎn)的冷水主機降低約35%左右。因此在適當時候將舊主機換成高效率的冷水機組是非?？尚械?。

2 運行中的節(jié)能措施

2.1 空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟運行和技術管理

1）定期檢查和改善圍護結構、設備、水和空氣輸送系統(tǒng)的保溫性能。

2）在滿足生產(chǎn)工藝和舒適性的條件下，合理降低建筑物空調(diào)的溫、濕度標準，適當增大送回風溫差和供回水溫差。

3）在保證最小新風量的前提下，合理控制和正確利用室外新風量。

4）定期檢查和維修水、空氣輸送系統(tǒng)，減少系統(tǒng)的泄漏。

5）定期維修、校核自動控制裝置及監(jiān)測計量儀表。

6）加強對空調(diào)水系統(tǒng)的水質(zhì)管理。

7）監(jiān)理運行管理、維護、檢修等規(guī)章制度。

8）建立運行日志和設備的技術檔案。

9）管理和操作人員要經(jīng)過培訓，考核合格后才能上崗。

10）主管部門定期派專人檢查有關規(guī)章制度的執(zhí)行情況。

2.2 控制合理的運行參數(shù)

2.2.1 室內(nèi)溫、濕度

從節(jié)能角度出發(fā)來確定室內(nèi)溫、濕度標準時節(jié)能的重要因素。在保證生產(chǎn)工藝與人體健康的條件下，夏季室溫每提高1℃，約可減少熱負荷11.2%。在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。

2.2.2 新風量

新風負荷占空調(diào)總負荷的20%～40%，對其標準值高低的取舍，與節(jié)能關系重大，不可忽視。引進新風主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風量的多少直接影響空調(diào)的負載，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的風機、冷水泵、壓縮機、冷卻水泵、冷卻塔風扇的耗電。一般設計是以人員最多及活動最激烈的情況來決定新風量。但實際使用時卻幾乎不需要使用這么大的新風量，從而造成在絕大部分的空調(diào)時段都在耗能的狀況下運轉。較有效的方法是以室內(nèi)空氣中二氧化碳含量來控制新風量。大型酒店、賓館的公共場所，商場、餐廳、多功能廳及大型會議廳等，需要送入的新風量較大。在整個系統(tǒng)的實際運行中室外空氣溫、濕度隨季節(jié)而變化。因此，及時調(diào)節(jié)好新風與回風的比例就可以節(jié)能。

2.2.3 冷凍水的供、回水溫差

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在夏季供冷期間約占整個建筑動力用電的12%～24%，因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。目前，大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在，設計中供、回水溫差 一般均取5℃。

2.2.4 冷卻水入口溫度

冷卻水入口溫度每降低1℃可節(jié)電1.5～2%。冷卻水入口溫度應在符合冷水主機特性及室外氣溫、濕球溫度的限制下盡可能地降低，以節(jié)約冷水機組的耗電。在較低的冷卻水溫時冷水主機耗電降低，但冷卻水塔耗電升高，兩者耗電之和存在一個最佳運轉效率點。冷卻水塔應與冷水主機的運轉一起考慮，才能使整個效率提高。要達到最佳化控制，冷卻水設定溫度應隨室外氣溫、濕球溫度而變。

2.2.5 冷卻水循環(huán)量

減少冷卻水循環(huán)量，可以降低冷卻水泵耗電量。若能配合冷水主機與冷卻水塔選擇較大溫差的設計時，水流量即可降低。從而減少冷卻水泵的初裝費用和運轉費用。

2.2.6 冷卻塔風機控制

在大多數(shù)的設計中，一臺冷水主機會搭配一臺冷卻水塔，且水塔的起停與冷水主機聯(lián)動。由于中、大系統(tǒng)冷水主機偏多，使得冷卻水塔臺數(shù)也多，不易管理及維護，且無法隨著空調(diào)負載及室外氣溫條件變動而調(diào)整風扇耗電量。當水處理量大于300m3/h以上時，方形冷卻塔可實現(xiàn)多風機控制。風機的數(shù)量可隨著處理水量的增大而增加。方形多風機冷卻塔，可隨著夏季室外濕球溫度的變化隨意增減風機數(shù)量，用于晝夜溫差較大的地區(qū)更有利于節(jié)能。

2.3 中央空調(diào)系統(tǒng)的維護與節(jié)能

2.3.1 空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)維護管理

每年運行前要對空調(diào)系統(tǒng)進行打壓試驗、沖洗檢查。系統(tǒng)的除污器要定期清理。風機盤管的滴水盤定期檢查清洗。

2.3.2 制冷機組開機前的維護管理

檢查冷凍水、冷卻水閥門開關是否正確。檢查主機、油系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)開關是否正確，液位是否正常。在檢查的同時記錄冷凍（冷卻）水的溫度和壓力差，主機油位，制冷劑的液位，機內(nèi)壓力、油溫。以上檢查結果記錄在案。

2.3.3 主機運轉時的維護管理

在運轉過程中定時檢查制冷系統(tǒng)有無泄漏現(xiàn)象。做好運轉記錄，每小時記錄一次。需要記錄的有油溫、油壓、油位，吸氣壓力、蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)溫度、排氣壓力、排氣溫度、制冷劑頁面變化，冷凍水進出水壓差、溫差、冷卻水壓差、溫差，電流、電壓。檢查有無異?，F(xiàn)象。

2.3.4 機組停機時的維護管理

關閉哪臺機組就把哪臺機組內(nèi)水泄掉，以防停機后的熱膨脹損壞設備。開機時打開相應冷凍冷卻水進出水閥，保證經(jīng)濟運行。機組運轉一個時期要對蒸發(fā)器、冷凝器、油冷卻器的水系統(tǒng)徹底清洗，否則會降低機組制冷量，增大運轉成本。主機各安全閥、儀表每年要校驗一次并記錄在案，確保機組安全運行。

2.3.5 空調(diào)停用后的系統(tǒng)保養(yǎng)

系統(tǒng)要進行反復沖洗。沖洗完后利用定壓設備使系統(tǒng)保持一定壓力，保證管道內(nèi)壁不生銹，避免系統(tǒng)在運轉時堵塞。所有明桿閥門全部用黃油保護閥桿。

2.4 節(jié)能計量監(jiān)測與管理

2.4.1 采用一定的計量方法加強中央空調(diào)管理

節(jié)能計量監(jiān)測是節(jié)能管理的基礎：在供冷、供熱水系統(tǒng)中，應設置溫度、壓力、水流量、冷熱量等監(jiān)測儀表。對用電量、燃料消耗量、用水量、蒸汽耗量，應分級、分類設置電度表。

2.4.2 加強對空調(diào)操作人員操作證制度

各項調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實施，都與操作人員的技術素質(zhì)直接相關；具備必要的制冷空調(diào)知識；要懂得根據(jù)室外的參數(shù)的變化進行調(diào)節(jié)；要懂得怎樣調(diào)節(jié)才會節(jié)能。

3 結論

本文探討中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能現(xiàn)狀、設計和運行過程中的節(jié)能技術措施，為現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境。

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[責任編輯：湯靜]