摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，能源問題已成為當(dāng)今世界的一大難題。目前我國許多城市都出現(xiàn)了不同程度的電力缺口。筆者根據(jù)自身多年的設(shè)計、施工經(jīng)驗，簡要分析中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方法。

　　關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計,運行管理,節(jié)能方法,核心論文發(fā)表

　　中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能與否主要取決于以下三個方面：1.空調(diào)設(shè)備的節(jié)能性能;2.空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計;3.空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行。空調(diào)設(shè)備的性能取決于設(shè)備的本身，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備其節(jié)能性能是有差別的，本文不作該部分的分析。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能的優(yōu)劣取決于空調(diào)工程設(shè)計人員的設(shè)計水平，而空調(diào)系統(tǒng)投入運行后的運行管理水平的高低也對空調(diào)節(jié)能性能有一定的影響。重視空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與運行管理可最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。筆者現(xiàn)就這兩方面談?wù)勛约旱臏\見。

　　1、節(jié)能空調(diào)工程設(shè)計中的關(guān)鍵點

　　1.1 負荷計算要準(zhǔn)

　　空調(diào)負荷主要包括：由于室內(nèi)外溫差通過圍護結(jié)構(gòu)傳熱引起的負荷，日射得熱引起的負荷，室內(nèi)設(shè)備及人員散熱引起的負荷，新風(fēng)引起的負荷，物料散熱量及散濕過程的潛熱量等。

　　在目前的空調(diào)工程設(shè)計中，冷負荷設(shè)計值過大的問題非常普遍。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，許多空調(diào)建筑即使在最熱的季節(jié)，仍有1/3 的冷水機組是不運行的，有的甚至高達1/2。設(shè)計冷負荷是選擇設(shè)備的主要依據(jù)，所以正確地計算建筑冷負荷對整個系統(tǒng)的設(shè)計十分重要。然而，目前國內(nèi)的空調(diào)設(shè)計造成大量的設(shè)備閑置，對此設(shè)計冷負荷取值過大是其中主要原因。

　　1.2 設(shè)備選型要準(zhǔn)

　　冷水機組是整個空調(diào)系統(tǒng)的核心部分，也是最耗能的部分。因此合理選擇制冷機的類型、臺數(shù)及制冷量顯得尤為重要。

　　不同類型的制冷主機有不同的性能曲線，有不同的高效區(qū)。設(shè)計人員在選擇主機時應(yīng)根據(jù)建筑物的具體特點去選擇，盡可能使項目在實際運行時大部分時間都落在主機性能曲線中的高效區(qū)。

　　在中央空調(diào)系統(tǒng)中，擔(dān)負著輸送媒介的動力部分--水泵的能耗也占據(jù)相當(dāng)大的比重，因此其節(jié)能潛力也較大。

　　目前，有些工程冬、夏季使用同一循環(huán)水泵，但是空調(diào)系統(tǒng)的水流量隨空調(diào)負荷的增大而增大，隨供、回水溫差的增大而減小。我國夏熱冬冷地區(qū)，一般夏季空調(diào)冷負荷大于冬季熱負荷，而夏季空調(diào)供、回水溫差為5℃，冬季空調(diào)供、回水溫差為10℃ (除直燃式機組、熱泵機組外)，因此夏季空調(diào)水流量比冬季大得多(至少大 1 倍 )。所以水系統(tǒng)的布置、系統(tǒng)運行工況、管路和設(shè)備的選用應(yīng)從節(jié)能、安全性和維護管理等方面綜合平衡后進行合理的考慮和安排。

　　在空調(diào)工程水系統(tǒng)設(shè)計中，首先優(yōu)選同程式系統(tǒng)，它不僅確保設(shè)計質(zhì)量和方便管理，而且對于今后由于大樓局部使用功能發(fā)生變化為空調(diào)系統(tǒng)改造帶來很大的方便;關(guān)于異程式水系統(tǒng)，在空調(diào)工程設(shè)計中應(yīng)采取謹(jǐn)慎的態(tài)度，首先該系統(tǒng)必須是小系統(tǒng)或者是局部異程系統(tǒng)，其次還需要對系統(tǒng)作仔細的水力計算，對一些支管上還需增加一些平衡閥來調(diào)節(jié)壓差，以實現(xiàn)水力平衡。在冷凍水、冷卻水系統(tǒng)中，不論大小系統(tǒng)應(yīng)盡量優(yōu)先考慮機、泵一對一系統(tǒng)，它不僅有利于冷水機組的穩(wěn)定運行，而且對系統(tǒng)的管理、節(jié)能、自控都會帶來很大的好處。我們知道，在空調(diào)設(shè)備運行中，水泵的能耗一般均占系統(tǒng)總能耗的15%-20%，如果在系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時停掉一臺冷水機組，同時其相應(yīng)的水泵也停掉一臺，其節(jié)能效益是非常可觀的。對于泵與冷凝器不對應(yīng)的來說，應(yīng)該在每臺冷凝器及冷卻塔的供水管上裝電動蝶閥并與其冷水機組聯(lián)鎖控制，否則這種系統(tǒng)不宜采用。

　　1.3合理控制以及利用室外風(fēng)量

　　在有人員長期滯留的空調(diào)房間里，由于人們呼出二氧化碳氣體量的不斷增加，這將會逐漸破壞室內(nèi)空氣的正常比例，從而對人體呼吸道健康產(chǎn)生不良影響。所以，從滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生條件出發(fā)，必須保證為每個人提供一定量的室外新風(fēng)。將新風(fēng)從室外狀態(tài)處理到送風(fēng)狀態(tài)下就需要一定的冷量或者熱量，而這部分能量就被稱做新風(fēng)冷( 熱) 負荷。在整個空調(diào)系統(tǒng)的總冷( 熱) 負荷中，新風(fēng)冷( 熱) 負荷占有的比例很大，比如在我國主要空調(diào)使用地區(qū)的大型商場中，隨著客流密度的變化，新風(fēng)冷負荷于總冷負荷中所占有比例可以高達21%到42%。所以，在盡量滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生條件的前提下，減少新風(fēng)冷( 熱) 負荷是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要舉措之一。

　　在滿足衛(wèi)生條件的前提下，減少新風(fēng)量或者依據(jù)實際需要采取變風(fēng)量系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。有排風(fēng)系統(tǒng)的條件下，可以利用室內(nèi)能量對新風(fēng)進行預(yù)熱或者預(yù)冷處理，這都能夠有效地減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

　　1.4 空氣處理及氣流組織要合理

　　首先，要選定合理的空氣處理方法，防止空調(diào)房間在供冷時過冷、過濕，在供暖時過熱、過干燥。在規(guī)劃系統(tǒng)時應(yīng)將空調(diào)房間合理分區(qū)，在不得已必須合并在一個分區(qū)的情況下，必須設(shè)有隨負荷變動的自動裝置。并且要防止再熱損失，設(shè)計和運行中應(yīng)防止冷卻后再加熱、加熱后再冷卻、除溫后再加濕、加濕后再除溫等重復(fù)的、互相抵消的空氣處理手段，為避免發(fā)生這種情況，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮部分負荷特性，選用合適的設(shè)計風(fēng)量。在運行中，調(diào)整室內(nèi)溫、濕度波動的設(shè)定范圍，改變空調(diào)房間的送風(fēng)量。

　　其次，要提高輸能效率，利用變流量技術(shù)降低運行能耗，采用輸送效率高的載能介質(zhì)，選定合適的送風(fēng)溫度等，可考慮氣流場、溫度場、濕度場分布等，選定合適的水溫度差可考慮供冷時制冷設(shè)備的效率等。水泵和風(fēng)機要求的功耗與管路系統(tǒng)中流速的平方成正比關(guān)系，因此，要取得節(jié)能的運行效果，在設(shè)計和運行時不要采用高流速。節(jié)技術(shù)在各種改變風(fēng)機(或水泵)流量的調(diào)節(jié)方式中，采用電機變速調(diào)節(jié)方式，設(shè)計時盡可能采用變風(fēng)量設(shè)計或變頻調(diào)節(jié)，使用時可視房間負荷變化切換風(fēng)機風(fēng)量，運行期可獲得節(jié)能效果。

　　2、空調(diào)系統(tǒng)運行過程中的節(jié)能因素

　　在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)備選型中均以最大負荷作為設(shè)計工況，而實際運行中空調(diào)負荷則隨多種因素而變化，最小時甚至還不到設(shè)計負荷的10 %，正由于實際運行狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)有偏離，因此，空調(diào)系統(tǒng)在投入運行后的運行管理對系統(tǒng)的節(jié)能也起著不可忽視的作用。

　　運行過程中的節(jié)能主要可從以下幾個方面入手：

　　2.1. 制冷主機的節(jié)能運行

　　在空調(diào)系統(tǒng)中,主機能耗占總能耗60%以上, 因此主機的節(jié)能運行是整個系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中,主機都要按最大負荷進行設(shè)計,而空調(diào)系統(tǒng)對每個具體工況而言,都有一條最佳的特性曲線,滿足這條曲線工作,主機效率最高,能耗最小，控制主機盡量滿足其特性曲線,則可以達到節(jié)能的目的。

　　2.2. 水泵的節(jié)能運行

　　由于水泵在設(shè)備選型時大都留有余量,因此水泵的出水側(cè)閥門都不會全開,有的僅能開到1/2這就造成了閥門的節(jié)流損失,同時由于閥門限制水量,使主機的制冷效果不理想,往往造成單機供冷不夠,雙機或多機時卻在部分負荷下工作造成大量的電能浪費。在此，變頻調(diào)速技術(shù)能使閥門全開,其節(jié)流效果良好。設(shè)計負荷運行時間約占總運行時間的(6--- 8)%，水泵的能耗很大，約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的(15--- 20) % 。為此，采用變頻變流量系統(tǒng)，使輸送能耗隨流量的增減而增減，具有顯著的節(jié)能效益。但須注意的是，設(shè)計變流量水系統(tǒng)時，必須注意到各末端裝置的流量變化與負荷的改變并不是線性關(guān)系，所以應(yīng)考慮系統(tǒng)的動態(tài)平衡和穩(wěn)定的問題，才能達到節(jié)能的最佳效果。

　　2.3. 冷卻塔的節(jié)能運行

　　冷卻塔冷卻能力的影響因素有循環(huán)水量，水溫，誘導(dǎo)風(fēng)量，當(dāng)?shù)乜諝飧蓾袂驕囟群涂諝庵谢覊m濃度等,在這些因素中,除空氣中灰塵濃度無法控制(要靠管理人員勤于清洗)外,其它因素可以通過一些控制手段來改變冷卻塔的工作狀態(tài),找出適合這些因素變化的最佳工作狀況,從而達到節(jié)能目的。

　　2.4. 降低水系統(tǒng)的隱性能耗

　　在空調(diào)系統(tǒng)中,冷卻水，冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能,即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗,往往被人們所忽視。實際上,這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當(dāng)大的,水的大量耗失,一者增大水資源的壓力,二者也增加冷水機組，水泵和冷卻塔的電能消耗,即隱性能耗。

　　3、結(jié)語

　　空調(diào)運行節(jié)能是整個空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的非常重要的環(huán)節(jié)，只有掌握好空調(diào)節(jié)能的有關(guān)知識，不斷研究和開發(fā)利用節(jié)能技術(shù)，才能最大限度地節(jié)省資源，降低運行能耗。