高層建筑中央空調(diào)的節(jié)能技術(shù)

梁富君

西部建筑抗震勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西西安 710000

空調(diào)作為高層建筑中不可或缺的一種設(shè)備，能對建筑內(nèi)溫度跟濕度進(jìn)行有效控制，給居民提供舒適良好的生活環(huán)境，而空調(diào)運(yùn)行質(zhì)量還會直接影響到房屋建筑的整體質(zhì)量，也就要求建筑企業(yè)能夠加強(qiáng)對該方面的研究力度。近年來，我國高層建筑均開始進(jìn)行中央空調(diào)的安裝，但是普通空調(diào)在運(yùn)行過程中還會產(chǎn)生非常大的能源消耗，導(dǎo)致能源供應(yīng)壓力難以提升。因此，相關(guān)技術(shù)人員還需要加強(qiáng)對中央空調(diào)節(jié)能的研究力度，促進(jìn)建筑在使用過程中的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益得到有效的提升。

1 進(jìn)行中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

較于一般空調(diào)，中央空調(diào)有著更加節(jié)能的應(yīng)用優(yōu)勢。但是如果中央空調(diào)出現(xiàn)了裝機(jī)容量不合理問題時(shí)，不僅難以獲得良好的節(jié)能效果，還可能會造成資源大量浪費(fèi)。這是因?yàn)樵谘b機(jī)容量過大時(shí)，空調(diào)主機(jī)始終處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，制冷制熱效率比較低，從而產(chǎn)生比較大的空調(diào)使用能耗。我國現(xiàn)階段中央空調(diào)應(yīng)用過程中，還普遍存在裝機(jī)容量過大的問題。相關(guān)研究結(jié)果表明，我國北京、上海等一線城市中，有約60%以上的中央空調(diào)都存在裝機(jī)量偏大問題，空調(diào)主機(jī)也多是在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，所以會出現(xiàn)嚴(yán)重的能耗浪費(fèi)問題。

中央空調(diào)主要是由冷熱源和空氣調(diào)節(jié)兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的，能在液體氣化過程中吸收周圍熱量，來獲得良好的制冷效果。一般情況下中央空調(diào)多是處于制冷運(yùn)行狀態(tài)下，因此制冷結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行機(jī)理還會直接影響中央空調(diào)節(jié)能效果，這就需要做好制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化工作。目前，中央空調(diào)多是通過液體氣化制冷原理進(jìn)行制冷工作的，其熱量傳遞方法是蒸汽壓縮和吸收這兩種模式。在進(jìn)行制冷模式選擇過程中，還需要結(jié)合該高層建筑具體運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，合理選擇制冷模式，來減少中央空調(diào)的運(yùn)行能耗。

空調(diào)耗能在建筑耗能中占比非常大，而耗能過大也是制約我國空調(diào)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素，加強(qiáng)中央空調(diào)的節(jié)能工作，進(jìn)一步降低空調(diào)在使用過程中所產(chǎn)生的能耗量，能夠有效提升人們對于空調(diào)的使用效率，對空調(diào)行業(yè)的發(fā)展也能夠起到良好的促進(jìn)作用。此外，進(jìn)行空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在給予人們舒適的室內(nèi)環(huán)境的基礎(chǔ)上，有效降低建筑能耗，很好地緩解我國日益緊張的資源問題。

2 高層建筑的中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)簡析

2.1 變頻電機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)

在完整的中央空調(diào)系統(tǒng)中還包含風(fēng)機(jī)跟水泵等多種結(jié)構(gòu)，其種類和功能對于該中央空調(diào)的運(yùn)行能耗以及性能也有著影響。在進(jìn)行中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，需要對該高層建筑的實(shí)際情況進(jìn)行充分分析，然后根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行風(fēng)機(jī)跟水泵裝機(jī)容量的合理設(shè)計(jì)。此外，高層建筑中中央空調(diào)所能達(dá)到的溫度限制要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人們的實(shí)際需求，但是由于裝機(jī)容量偏大等因素，會導(dǎo)致中央空調(diào)處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，也就造成了嚴(yán)重的能耗損失。通過變頻電機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，還能對高層建筑中溫度情況進(jìn)行有效檢測，再結(jié)合系統(tǒng)預(yù)設(shè)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，自由調(diào)控建筑內(nèi)溫度，這樣能讓中央空調(diào)始終處于合適的運(yùn)行狀態(tài)，還可以避免一些不必要能源浪費(fèi)情況，并提升能源利用率。因此，各高層建筑工程在進(jìn)行中央空調(diào)安裝過程中，要積極應(yīng)用變頻電機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)，使空調(diào)主機(jī)始終處于理想運(yùn)行狀態(tài)，使高層建筑中居民生活舒適，且有效減少空調(diào)的運(yùn)行能耗。

2.2 調(diào)水系統(tǒng)中的變水量技術(shù)

中央空調(diào)中調(diào)水系統(tǒng)能對水流量、回水以及供水溫差等環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此保障中央空調(diào)正常運(yùn)行。調(diào)水系統(tǒng)裝置可以直接感應(yīng)到負(fù)荷變動情況，并在結(jié)合系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到空調(diào)良好的運(yùn)行狀態(tài)。但是在通過傳統(tǒng)的強(qiáng)制性手段進(jìn)行水溫改變時(shí)，水流量會出現(xiàn)不再變動情況，導(dǎo)致整個(gè)調(diào)水系統(tǒng)成為定流量系統(tǒng)，不僅無法進(jìn)行水流量以及水溫差的有效控制，也會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的能耗浪費(fèi)情況。在中央空調(diào)調(diào)水系統(tǒng)中通過應(yīng)用變水量技術(shù)，能進(jìn)一步提升水流量控制的合理性和有效性，并能在保障水流量調(diào)節(jié)效果基礎(chǔ)上，有效降低中央空調(diào)的運(yùn)行能耗，還能實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)整體運(yùn)行負(fù)荷的協(xié)調(diào)處理。變水量技術(shù)在中央空調(diào)節(jié)能處理中有著非常重要的作用，對于中央空調(diào)整體負(fù)荷穩(wěn)定性也有著一定的積極意義。

2.3 循環(huán)水泵變頻控制技術(shù)

目前，高層建筑的中央空調(diào)，還會在蒸發(fā)器出水和回水管道上安裝智能變頻器，對水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)。通過循環(huán)水泵變頻控制技術(shù)，能夠在結(jié)合中央空調(diào)中水泵轉(zhuǎn)速以及熱負(fù)荷變化情況調(diào)整水溫，提升該空調(diào)系統(tǒng)冷凍水溫差控制效果。變頻技術(shù)是我國空調(diào)行業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)﹄妷浩鸬搅己谜{(diào)節(jié)效果，并使供電系統(tǒng)使用壽命得到進(jìn)一步提升，來獲得節(jié)約能源的效果。因此，在中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行變頻控制技術(shù)的積極應(yīng)用跟不斷優(yōu)化，借此來讓中央空調(diào)主機(jī)始終處于合理的運(yùn)行狀態(tài)，對于我國資源節(jié)能型社會的建設(shè)也能夠產(chǎn)生積極意義。

3 中央空調(diào)的幾點(diǎn)節(jié)能措施

3.1 進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在高層建筑施工中，在保障工程施工質(zhì)量時(shí)，積極應(yīng)用礦渣棉、玻璃棉、加氣混凝土等多種節(jié)能環(huán)保材料，降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，借此獲得良好的建筑物隔熱效果。還需要結(jié)合空調(diào)排放位置采取適當(dāng)?shù)母魺嵫b飾設(shè)計(jì)，這樣也能促使冷負(fù)荷的散失得到降低，借此來獲得良好的能耗控制效果。只有對中央空調(diào)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行全面細(xì)致的考慮，在此基礎(chǔ)上合理選擇中央空調(diào)容量，才能夠讓空調(diào)的節(jié)能效果得到充分發(fā)揮。

在建筑物的具體施工過程中，需要在保障良好采光效果的基礎(chǔ)上，合理控制窗墻比，還可以通過在建筑屋頂設(shè)定“冷屋頂”的模式，使空調(diào)的節(jié)能效果得到進(jìn)一步的提升。冷屋頂主要指的是在屋頂上層涂上一層具有較高光照發(fā)射率的隔熱材料，來減少屋頂對于太陽熱量的吸收情況，促使空調(diào)運(yùn)行冷負(fù)荷得以降低，以獲得節(jié)能的效果。

3.2 采用冰蓄能模式

對于一些大型商場或者高層建筑，中央空調(diào)還需要在短時(shí)間內(nèi)提供大量冷負(fù)荷，這樣才能讓室內(nèi)溫度得到迅速調(diào)節(jié)。冰蓄能方式主要是在夜間用電低谷期，空調(diào)中冷蓄能系統(tǒng)通過制冰系統(tǒng)將冰蓄滿，白天通過融合水蓄能系統(tǒng)中冰塊模式獲得制冷效果。通過冰蓄能模式的應(yīng)用，空調(diào)制冷系統(tǒng)只需在正常狀態(tài)下50%的電能消耗，就可以達(dá)到制冷效果，還能促使該空調(diào)負(fù)荷所需電量得到有效降低。在高層建筑中央空調(diào)系統(tǒng)搭建過程中，積極應(yīng)用冰蓄能制冷方式，從而保障制冷效果，減少用電量以及能量。

3.3 運(yùn)用冷卻塔供冷模式

在冷卻塔供冷模式中，需要通過增設(shè)部分設(shè)備模式優(yōu)化處理空調(diào)水系統(tǒng)，然后在室內(nèi)溫度達(dá)到某個(gè)限值情況下即刻關(guān)閉制冷系統(tǒng)，再應(yīng)用冷卻水中循環(huán)冷卻水獲得供冷效果，從而充分滿足高層建筑在運(yùn)行過程中的冷負(fù)荷。在傳統(tǒng)制冷模式中，中央空調(diào)主機(jī)始終處于運(yùn)行狀態(tài)，容易造成能耗損失以及浪費(fèi)情況。通過在中央空調(diào)系統(tǒng)中增設(shè)冷卻塔供應(yīng)模式，能夠節(jié)省大量空調(diào)運(yùn)行耗能，來減少高層建筑運(yùn)行能耗。

作為一種新穎的空調(diào)節(jié)能技術(shù)，冷卻塔供冷系統(tǒng)有良好的節(jié)能效果、較高的經(jīng)濟(jì)性，在我國空調(diào)行業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用。在冷卻塔供冷系統(tǒng)中，水溫還與外界溫度以及高層建筑室內(nèi)冷負(fù)荷有緊密關(guān)聯(lián)性，冷卻水溫度還會受到這兩種因素影響，因此在應(yīng)用該空調(diào)節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要對當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)以及該高層建筑的使用情況進(jìn)行充分考慮，并合理選擇中央空調(diào)末端增設(shè)裝置，獲得最大化投資效益。

4 結(jié)語

近年來我國能源匱缺問題變得越來越嚴(yán)重，政府部門還出臺了一系列節(jié)能措施。中央空調(diào)系統(tǒng)作為我國民用建筑中常見設(shè)備，也是產(chǎn)生建筑耗能的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)建筑節(jié)能系統(tǒng)中也占有非常重要地位，這足以引起設(shè)計(jì)人員的重視。負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)人員應(yīng)從設(shè)計(jì)制高點(diǎn)出發(fā)，全面考慮各種因素，嚴(yán)格遵守節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，將節(jié)能思想貫穿到建筑領(lǐng)域各個(gè)方面。同時(shí)，要注重提高公民節(jié)能環(huán)保意識，積極開展節(jié)能新技術(shù)研究和推廣，加快社會可持續(xù)發(fā)展步伐。