空调节能及系统优化

空调节能及系统优化

吴静龙

吴静龙

TCL空调器(中山)有限公司528427

摘要：空调是当代人们生活中不可缺少的一部分，空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。空调系统能耗占整个建筑能耗的70%左右，直接关系到建筑节能目标的实现。本文对空调系统节能及其系统优化进行了分析，并提出了具体的方案，以期建立持续增效的健康节能理念，促进建筑空调系统节能的不断优化和提升。

关键词：节能减排；空调系统；节能设计；动力能耗

目前，空调能耗作为建筑能耗的大户，对整个建筑节能非常关键，成为我国能源问题的主要原因。因此，在空调的使用过程中，对于空调系统节能优化方面，需要采取措施，才能达到节能优化的目的，本文对此进行如下分析。

一、空调系统简介

1、空调能耗

空调能耗指的是建筑物内空调系统中所采用的一切设备日常运转所消耗的能量。对于一般的空调系统而言，空调能耗主要分为两类：一类是为了消除建筑物内热、湿负荷而提供给空气处理设备冷量和热量的冷、热源能耗，如电制冷设备运行所消耗的电能和锅炉所消耗的煤、油、燃气或电等：另一类是流体输送设备运行时所消耗的电能，如风机和水泵为克服流体阻力而消耗的电能等，称动力能耗。它直接受流体的流量和压力损失大小的影响，其影响因素包括系统形式、温差、流速和设备效率，风、水管道长度等。

2、空调系统

空调系统是一个非常复杂的系统，它包括冷冻水系统、冷却水系统和制冷剂系统。系统的能耗也由多个子系统的多种设备的能耗共同组成，整个系统的优化运行除了要考虑单个系统的优化之外，还要考虑整个系统与子系统间的协调匹配工作关系。

3、空调系统节能现状

3.1空调系统设计经验不足，设计空调系统不合理

在设计空调系统时一些设计人员为了方便省事比，并没有对空调系统的运行方式和工作原理进行深人探究，大多都汉汉对空调系统的运行和工作原理有了表层肤浅的了解后就开始进行空调系统的设计另外，在设计过程中由于经验不足，设计人员经常出现套用现有设计经验的情况，更有一些设计人员在技术水平还未达到标准的情况下，就盲目的引用新技术，并没有将空调系统设计的含理性考虑其中，反而最终造成空调系统达不到节能要求。

3.2空调系统控制问题

空调系统在控制方面也存在一定的缺陷，使得空调的节能优化存在问题。随着计算机和自动化技术的应用，空调系统在一定程度上实现了自动化控制。现在多数的空调器主机和部分末端装置都是装有自动控制装置的，在一定程度上实现了空调系统的自动化控制，但是从整个空调系统来说，还没有形成一个完全的集中控制，总体来说，现在空调系统的自动控制水平还处在一个比较低的阶段，影响着空调其他功能的使用。这种不完全自动控制的空调系统，在面临外界环境变化时，尤其是环境中湿度和房间负荷变化较大时，控制系统在调节空调功能时会导致能源的浪费。

3.3系统优化

在系统优化方面，早期暖通空调系统中的控制主要满足负荷需要，这就势必造成能源浪费。

二、空调系统的节能优化

1、变风量节能

变风量空调(VAV)控制系统可以根据各个房间温度要求的不同进行独立温度控制，通过改变送风量的办法，来满足不同房间(或区域)对负荷变化的需要。同时，采用变风量系统可以使空调系统输送的风量在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移，解决一天中同一时间各朝向向房间的负荷并不都处于最大值的问题，从而减少系统的总设计风量。这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。有资料显示，采用变风量系统可节省能源达到30％，并可同时提高环境的舒适性。

2、变水量冷水机组节能

在整个空调系统的耗能中，冷水机组的耗能量是最大的，约占空调总能耗的60％以上。因此，优化冷水机组的运行具有重要的研究意义和应用价值。在现有的建筑暖通空调系统中，普遍采用的是多台冷水机组并联运行，好处在于提高了系统灵活性，同时可以减少系统启动电流及部分负荷能耗。20世纪80年代末，J．E．Braun就指出，多台冷水机组并联运行，每台运行机组的冷冻水出水温度相同，即相同机组系统中，每台运行机组提供相同的制冷量，这种控制方式是接近最优的。

3、变频节能

在空调的自动控制系统中，随着电力技术及自动化技术的发展，变频器在空调控制系统中的应用逐渐广泛。变频器在空调控制系统中的应用使得不同类型的机组都能够完成一定的自我控制调节功能，并且能够根据周围环境的变化自动调节空调系统的运行工况，使得整个空调系统都处于高效率的运行过程中，达到了节能优化目的。变频中央空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器，可随时调节空调压缩机的运转速度，从而做到合理使用能源。由于它的压缩机不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能30%以上的效果。

4、循环水泵节能

在DDC网络控制下，将传统二次泵系统改进为全变速一次／加压泵系统，取消一、二次环路间的旁通管，水泵的节能效果更加明显。针对常规空调变流量一次／———次泵分布式冷水系统存在的小温差和低效率(特别是部分负荷工况下)的问题，在设计方案时最好采用全变速一次／加压泵分布式冷水系统，这样系统的运行最节能。

5、合理设计围护结构的构造

建筑物内的冷热量可以通过房间的墙壁、门窗等传递出处，因此建筑物围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。特别是窗的构造，应能起控制日光照射的作用并要限制窗户墙体的面积；对于窗户面积比较大的建筑物应考虑采用吸热玻璃、热反射玻璃或遮阳措施如遮阳板、屋檐、挑檐、窗帘等阻止热量的吸收。在室外温度较低的时候可以直接利用自然空气作为能源，所以窗的构造应能开启或在其上设置可以开启的自然通风口。

结语：

综上所述，随着人们认识水平的提高、新能源和新技术的成熟与应用，以及相关政策与配套体系的健全，空调节能工作必将向更高的目标前进。

参考文献

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