中央空调系统节能分析

在各类建筑物中，大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一，是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。对这些设备的设计、安装和运行管理不仅直接关系到业主和用户的根本利益，而且也关系到对部环境的保护。例如，在智能建筑中，集中空调系统的监控点数量常常占全楼监控点总数的50%以上，其能耗常常占全楼总能耗量的5o%以上。由此可见，中央空调系统在现代建筑中是极其重要的.尤其在现代智能建筑中，中央空调系统是不可少的组成部分。因此.研究中央空调系统能耗的意义就尤其重要。对空调系统能耗的研究要实现的目标是，如何在创造良好室内小环境的前提下利用能源，达到对外部大环境的最小破坏。以实现可持续发展的长远目标。该研究是一个非常广泛的课题.涉及许多学科。本文从工程“寿命周期(circlelife)”的观点，从工程现状、工程设计，工程施工和运行管理等方面探讨了中央空调系统节能的措施和方法。

实际工程存在的问爱空调工程的实施是一个系统工程，它涉及到各个相关专业在设计和施工过程中的密切协调。而空调工程的实施更主要取决于是空调专业设计的正确性和合理性以及空调专业施工的规范化。但在较多实际工程中，空调工程的实施存在许多问题。关于空调专业本身的原因在此不作详细分析。

本文只对空调工程中自控系统存在的问题进行分析，原因是随着智能建筑的发展，空调自控系统是空调系统不可缺少的组成部分，且对空调系统的运行起着关键的作用。空调自控系统虽然增加了一次性投资，但可以在保持良好的室内环境的基础上节省运行费用。一个设计台理和运行管理良好的自控系统既可以大幅度地节省运行费用，使业主在较短的时间内收回自控系统的一次投资.也可以大幅度地降低对外部大环境的影响。但由于设计和运行管理上的原因，大多数自控系统运行状况不良，达不到设计的目标。北京市科协曾组织了从事自控、计算机、通讯、空调等方面的专家对智能建筑的国内外发展状况和技术内涵进过调查研究，以北京市为例，统计出用户对楼宇自控系统运行情况的评价是：满意的仅占30%，一般的占柏%，差的竟占到30%。造成这种状况的主要原因除物业管理水平低下外，自控设计与空调设计严重脱节。空调自控系统的工程实施目前大体上经过下列工程步骤：由设计院的暖通空调专业人员进行空调设计，并提出空调自控要求，然后提交给设计院自控专业人员进行空调自控设计，或由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工图设计，并由施工单位安装调试.最后再移交给物业管理部门进行运行管理。因此涉及到设计院、施工单位、自控设备厂商及起决定和控制作用的业主等。在这些环节本应形成密切配台，但实践证明：其中各个重要环节往往衔接不甚理想，遗留后患，给楼宇自动化系统的正常运行和节能效果带来严重的影响。

建立系统节能观念.选择合理的设计方案

实现空调节能的根本途径，就在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及空调设备的相互作用关系，选择满足建筑节能要求的方案，既电造出舒适、高效的室内环境，而同时又实现大幅度节能的目的。

空调室内温度的确定

经重庆、上海、广州等地区的实践证明，夏季室内温度低1℃或冬季高1℃，工程投资将增加6%能耗增加8%，并且加大室内外温差也不符台卫生学要求。舒适性空调夏季比较理想的室内温度是比室外环境温度低5—8℃为好。

围护结构

空调冷(热)负荷可分为围护结构冷(热)负荷和室内冷(热)负荷。下面从门窗的节能方面.进行阐述。控制窗墙比：通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%～45%，在保证室内采光良好的前提下，合理确定窗墙比十分重要。一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字：北向25%;东、西向30%;南向%。提高门窗气密性：房间换气次数由0.9次/h降到0.6次/h，建筑物的能耗可降低8%左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗，而加设密封条是提高门窗气密性的重要手段，密封条应采用弹性良好、镶接牢固严密、经久耐用的产品，根据门窗的具体情况，分别采用不同的密封条，如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条其形状可为条形或冲形。固定方法可用粘贴、挤紧或钉结。

空调冷热源

中央空调能耗一般包括三部分，即(1)空调冷热源;(2)空调机组末端设备;(3)水或空气输送系统。这三部分能耗中，玲热源能耗约占总能耗的50%左右。是空调节能的重要内容。如果均把各自消耗的能量折算成一次能源，则备类机组均可用单位时间内一次能源消耗能量所制取的玲量或热量进行比较。本文使用“一次能源效率OEER(W/W)来表示.从单位能耗角度考虑.夏季制冷：离心式、螺杆式冷水机组O旺R值最高。吸收式冷水机组OEER最小;冬季供热：螺杆式、活塞式热泵冷热水机组OEER最高电热水机组最低，即能耗最高。

空调水系统

一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期问约占整个建筑动力用电的2o%～25%，夏季供冷期间占12%～24%。因此水系统节能具有重要意义目前，空调水系统在设计上存在着一些问题：

(1)选择水泵是按设计值查找水泵样本铭牌参数确定，而不是按水泵的特性曲线选定水泵型号;

(2)未对每个水环路进行水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施，因此水力、热力失调现象严重;

(3)大流量、小温差现象普遍存在，设计中供、回水温差一般取5cC，但经实测，夏季冷冻水回水温差较好的为35，较差的只有1.5～2℃，造成实际水流比设计水量大1.5倍以上，使水泵电耗大大增加。因此，空调水系统节能应从如下方面着手考虑：

(1)设计人员应重视水系统设计，认真进行水系统各环路的计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡;

(2)认真校对和计算空调水系统相关系数，切实落实节能设计标准的要求值，积极推广变频诃速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施;

(3)制冷系统冷却水进水温度的高{氐对主机耗电量有着重要影响，一般推算，在水量一定情况下，进水温度高1℃，溴化锂冷水机组能耗高6%。

空调机组和末端设备

国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比较主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定注意选用重量轻、单位风机功率供拎(热)量太的机组。空调机组应该选用机组风机风量与风压匹配合理、漏风量少、空气输送系数太的机组。陈上述几点外，还应根据具体工程情况，积极推广水环路热泵，采用热回收、变风量、变水量系统等节能技术。

运行上的管理

做好设备及管道的保温，以减少能量的过多耗费空调设备和管道的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。如果保温效果不好或在维修后保温层修复不好，不但过多地消耗了冷量，也会由于所供冷水温度的过大温升致空调系统在对空气的处理过程中因无法保证其机器露点而使空调房间相对湿度超标。

定期对空调系统水质处理

水侧污垢、腐蚀及青苔对制冷系统影响极大，也是空调能耗高的重要原因太气中的尘埃、水分、细菌氧气及某些有害酸性气体不断地由冷却塔进入冷却水系统中，冷冻系统虽贝较为密闭，但水中溶解氧对冷冻管材也产生腐蚀作用，日积月累，空调设备将产生污垢、锈蚀、锈渣和微生物断繁殖所产生的生物污泥，使管道堵塞、制冷量下降、浪费电能。根据理论计算，冷疑器的污垢每增加0.1mm，热交换效率就降低30%，耗电量则增加5～8%。

集中空调实行计量收费

集中空调实行计量收费是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美已是一项成熟的技术。据国外调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率可达8%～15%。

操作培训

加强对空调操作人员工的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。各项调节和节能措施的实施，都与操作人员的技术素质直接相关。

合理的设计方案、精心的施工和科学的运行管理对中央空调节能都是至关重要的。业主宜在建设初期就进行管理人员的选择和培训.必要时可以聘请专家加强建设过程各个环节甚至全过程(从设计方案的确定到系统的运行)的监督管理，确保建成的中央空调系统起码能够正常运行，进而追求实现一定程度的节能，在此基础上再实现运行的全面优化，以便达到最大限度的节能效果。