關(guān)于中央空調(diào)設(shè)計與節(jié)能維護問題分析

劉光林

摘 要：當前在一些商業(yè)場所及辦公場所中央空調(diào)的應(yīng)用越來越廣泛，通過中央空調(diào)給人們打造一個舒適的環(huán)境溫度，以此來全面提高人們休憩的效果和工作質(zhì)量。但中央空調(diào)在使用過程中普遍存在耗能高的問題，因此在當前中央空調(diào)設(shè)計和維護工作中節(jié)能問題十分關(guān)鍵。特別是隨著中央空調(diào)機需求量的不斷增加，更好對中央空調(diào)的能源系統(tǒng)進行優(yōu)化，實現(xiàn)全面的節(jié)能。文章從中央空調(diào)設(shè)計入手，對中央空調(diào)的節(jié)能提出了具體的改進意見，并進一步闡述了中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能和維護措施。

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

中圖分類號：TU831.3 文獻標志碼：A 文章編號：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

在當前一些商業(yè)建筑中多會設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)，中央空調(diào)機系統(tǒng)占整個建筑能耗的比重較大，已成為建筑體系中的能耗大戶。在當前全面提倡節(jié)能減排的新形勢下，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造是非常重要的一項課題，具有極為深遠的意義。在中央空調(diào)傳統(tǒng)設(shè)計工作中，普遍采用負荷估算法，即按照最大負荷需求來開展設(shè)計，系統(tǒng)流量不具有調(diào)節(jié)性，這是造成中央空調(diào)機系統(tǒng)高能源的關(guān)鍵所在。因此需要加快對中央空調(diào)的節(jié)能改造，對其能源系統(tǒng)的設(shè)計進行優(yōu)化，避免不必要的能源浪費，全面提升中央空調(diào)系統(tǒng)運行的效益。

1 中央空調(diào)設(shè)計

1.1 風機水泵變頻節(jié)能設(shè)計

在中央空調(diào)風機水泵變頻節(jié)能設(shè)計過程中，通過設(shè)計科學(xué)合理的冷凍循環(huán)水系統(tǒng)控制方案，并冷凍進出水溫差控制在4.5℃～5℃之間，通過實現(xiàn)對冷凍進出水溫度、溫差和壓力等參數(shù)的有效控制，從而實現(xiàn)節(jié)能的目標。同時還要制定冷卻水系統(tǒng)的控制方案，實現(xiàn)對冷卻水系統(tǒng)運行中各項參數(shù)進行有效控制，使冷卻水進出水溫度控制在4.5℃～5℃。另外，還要對冷卻塔散熱系統(tǒng)進行具體的改造，當主機冷卻水進入到冷卻塔后，依托于冷卻塔風機來及時將冷卻水熱量散發(fā)到大氣中，實現(xiàn)降低冷卻水溫度的目的。然后進入到空調(diào)主機冷凝器中對熱量進行吸收。冷卻塔內(nèi)的環(huán)境溫度和濕度可以由冷卻塔環(huán)境傳感器進行檢測，利用冷卻塔控制柜中的PLC來計算出具體的溫差，并將其與設(shè)定值進行比較，自動對冷卻塔風機的運行頻率進行調(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

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，主要是將控制閥門安裝在供水總管上，以此來控制系統(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，通過供水和回水之間的壓差來完成具體的調(diào)節(jié)任務(wù)。因此在實際設(shè)計工作中，需要與實際情況有效結(jié)合，以此來選擇最具適合的設(shè)計方案，實現(xiàn)水泵的優(yōu)選，確保水系統(tǒng)能夠達到最佳運行狀態(tài)。

1.3 電路的設(shè)計

當前中央空調(diào)的水泵控制柜，其主要是由停止、手動和自動按鈕等組成。電氣化水泵自動控制柜可以自動化收集環(huán)境溫度、水流量、其他設(shè)備信號傳輸，具有非常顯著的節(jié)能效果。在實際設(shè)計工作中，可以通過對中央空調(diào)中的變頻和工頻系統(tǒng)進行互鎖改造，以此來提升電氣自動化水平，達到更好的節(jié)能目標。

1.4 設(shè)備控制設(shè)計

當前大多數(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)及方法簡單的優(yōu)點，但由于空調(diào)運行過程中參數(shù)具有較強的不確定性，這就導(dǎo)致PID控制方法無法實現(xiàn)有效控制。因此可以對其進行具體的改造，將PID控制與PLC、變頻器有效結(jié)合，實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)水泵和風機系統(tǒng)的模糊PID控制，有效地彌補傳統(tǒng)PID控制方法中的不足之處。endprint

1.5 新風比可調(diào)

在普遍使用空調(diào)的季節(jié)，可以通過室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測裝置來對室內(nèi)二氧化碳濃度進行監(jiān)測，當室內(nèi)人員密度減小時，監(jiān)測到的二氧化碳濃度下降，這時可以對空調(diào)機組的新風閥門進行調(diào)整，減少送入室內(nèi)的新風量，同時排風機也變頻運行也會隨之減小排風量，以此來降低空調(diào)末端的運行能耗。在具體過渡季節(jié)，可以充分地利用室外新風，有效地縮短制冷機開啟的時間。在實際設(shè)計過程中，可以按照空調(diào)送風量的80%～100%來設(shè)計空調(diào)機組的新風井面積。

1.6 溫濕度控制節(jié)能

在具體設(shè)計過程中，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)計算得出，當夏季室內(nèi)空氣設(shè)計溫度上升上度，則空調(diào)初始投資額和運營成本都會下降約6～8個百分點，而且熱負荷也會減少，具有非?？捎^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)總熱交換機器、板式熱交換器、熱介質(zhì)換熱器及熱管換熱器等來對排氣能量進行回收，實現(xiàn)排氣熱循環(huán)利用，同時對于預(yù)冷和預(yù)熱時使用的新鮮空氣，排氣熱回收可以有效地減少新鮮空間的負荷。（2）制冷機組的冷凝熱回收。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。例如對于生活熱消耗系統(tǒng)與冷媒壓縮后第一次進入熱交換器，由于在熱交換器另一邊冷卻制劑具有較高的溫度，因此要求通過合理化設(shè)計，提供一定熱量使其在水箱中進行保溫，從而更好地滿足人們生活中的正常需求。（3）促進可再生能源和低品位能源利用。當前中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，而且不可再生能源的消耗也在不斷增加，這對生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的負載，因此當前需要重視可再生能源的使用，充分地利用太陽能和地源熱泵來作為空調(diào)機系統(tǒng)的能源供應(yīng)，實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

2 對中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的改進意見

2.1 國家或企業(yè)加強對中央空調(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)能標準，進一步建立健全相關(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，鼓勵企業(yè)對中央空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的不斷改進和完善，可以出臺相關(guān)政策，對研發(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 加強對新能源的開發(fā)和使用

當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^利用太陽能、風能等進行發(fā)電，以此來帶動中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，達到良好的節(jié)能和環(huán)保效果。

2.3 學(xué)習引進國外先進的節(jié)能技術(shù)

在中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)研發(fā)過程中，還要重視引進和借鑒國外先進的節(jié)能技術(shù)和優(yōu)秀成果，并以此為基礎(chǔ)來開發(fā)出與我國實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。同時還要重視新能源的利用和開發(fā)，充分地運行熱泵技術(shù)、太陽能技術(shù)和風能，從而推動我國中央空調(diào)節(jié)能工作步入一個新的臺階。

3 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行與維護措施

3.1 加強設(shè)備養(yǎng)護，減少油污灰塵污染

在系統(tǒng)日常運行過程中，設(shè)備、管道和閥門的表面應(yīng)保持整潔且無明顯銹蝕。實驗表明，當蒸發(fā)器管壁上的油污增加0.1毫米時，就相當于管壁增加了32毫米，這會使換熱環(huán)境嚴重惡化，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影響熱交換，每增加0.1mm，都會損失30%的熱交換效率，相應(yīng)會增加6%的耗電量，為了減少能耗需及時清除油污。另外，要防止壓縮機油路堵塞，堵塞會使得壓縮機油溫升高，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，如果新風中有污染，污染物就會附著在新風過濾芯上，經(jīng)過長時間沉積將導(dǎo)致通風不暢，使熱交換效率降低，同時還會反過來影響新風量輸送減少，空氣質(zhì)量受到影響，所以為了讓機組處于最佳的運行狀態(tài)，要及時清理新風過濾器必要時更換新風過濾芯，從而減少能耗。特別對于周邊環(huán)境不好的空調(diào)系統(tǒng)工程，更要注意減少來自灰塵顆粒的污染。

3.2 預(yù)防和解決水系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕問題

中央空調(diào)機水系統(tǒng)運行過程中，由于水質(zhì)的問題極易出現(xiàn)水垢及腐蝕的問題發(fā)生，同時所形成的青苔還會嚴重影響制冷系統(tǒng)運行的穩(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)腐蝕嚴重，則會導(dǎo)致停工現(xiàn)象，或是需要對相應(yīng)設(shè)備進行更換，這必然會造二次投資費用增加。在具體維護工作中，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，通過定期的維護，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，避免電耗費用增加。

4 結(jié)束語

在社會不斷進步和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，人們越來越對自己生存和發(fā)展的地球給予了更多的關(guān)注，環(huán)境保護意識不斷增強，國家也意識到可持續(xù)發(fā)展的重要意義。這些問題都與能源的消耗具有直接的關(guān)系，因此我國提出了節(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，因此需要加快對中央空調(diào)機系統(tǒng)進行節(jié)能改造，在具體設(shè)計過程中充分地運用節(jié)能技術(shù)，有效地降低中央空調(diào)系統(tǒng)對能源的消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，更好地推動我國的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]李曉宇.中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2013（11）.

[2]黃海.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能的設(shè)計方案[J].廣播電視信息，2015（2）.

[3]劉佳暢.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案[J].黑龍江科技信息，2007（11）.

[4]蔡少銘.淺談中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（15）：232.endprint