基于中央空调系统节能的措施分析

基于中央空调系统节能的措施分析

邝焕明

广州科宇能源科技有限公司510935

摘要：环保节能是国内外的共同方向,如何在建筑工程达成暖通空调系统的节能是当下建筑界追求的目标,减少暖通空调系统能耗意义重大，从设计与系统运行本身充分考虑各式节能措施，有效地达到节能环保的目的。

关键词：中央空调系统节能措施

前言

中央空调系统能调节室内的温度和湿度，提高室内舒适度和环保水平，是目前国内外普遍采用的技术。由于中央空调系统的设计、施工和安装工作在我国开展较晚，企业缺乏中央空调系统相关的理论和经验，这导致中央空调系统在各个阶段存在着许多问题，其中之一就是中央空调系统耗能过大，这不但导致用户经济上的损失，也对节能降耗的社会共识形成影响。为了实现中央空调系统节能的目标，应该对中央空调系统设计和运行实际工作经验进行总结，找出中央空调系统节能调控的关键节点，做好中央空调系统的各项基础工作。

1中央空调系统的工作流程

中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和冷却水塔组成。

制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到冷却水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。二个系统组成如下:

（1）冷冻水循环系统

由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻主机流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，通过各房间的盘管，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。同时，房间内的热量被冷冻水吸收，使冷冻水的温度升高。温度升高了的循环水经冷冻主机后又成为冷冻水，如此循环不断。

（2）冷却水循环系统

由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻主机在进行热交换、使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降温了的冷却水，送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。

可以看出，中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这中间，冷冻水循环系统和冷却水循环系统是能量的主要传递者。因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制便是中央空调控制系统的重要组成部分。

2中央空调系统的节能措施

2.1利用建筑构造实现节能

(1)合理设计窗的构造。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比,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。

(2)提高门窗气密性。房间换气次数由0.8h降到0.5h,建筑物的耗冷可降低8%左右,因此设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段。

(3)使用环保、节能型建筑材料。使用环保、节能型建筑材料,可有效减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷,从而各主要设备的容量,达到显著的节能效果。当然,这可能会在一定程度上增大初期投资,这可通过合理的技术经济比较后确定。

2.2制冷主机的节能运行

在空调系统中,主机能耗占总能耗60%以上,因此主机的节能运行是整个系统节能的重要环节。在空调系统设计中,主机都要按最大负荷进行设计,而空调系统对每个具体工况而言,都有一条最佳的特性曲线,满足这条曲线工作,主机效率最高,能耗最小,控制主机尽量满足其特性曲线,则可以达到节能的目的,常见的节能控制方法有:

(1)启停最佳控制。空调装置消耗的电能等于装置运行的时间和装置的容量的乘积,如果运行时间减少,消耗的电能就会按比例下降,对大楼不同场所的空调负荷进行详细的调查分析,寻找最佳启停控制方式。

(2)参数选择。在中央空调设计时合理设定室内设计计算温度和湿度避免夏季采用过低温度和冬季采用过高温度,设计中避免送风温度过低,因为当送风温度由18℃降到14℃时,在同样的房间温度下(26℃,相对湿度50%),处理新风的能耗会增加25%。

2.3水泵的节能运行

一般空调水系统的输配用电,在冬季供暖期间约占整个建筑动力的20%到25%,夏季供冷期间约占12%到24%。所以空调水系统的节能空间是比较大的。减少水泵能耗除了做好水管的保温外还要从以下着手:

(1)尽量减少阀门、滤器的阻力。阀门是调节管路阻力特性的主要部件,由于阀门阻力会增加水泵的扬程和电耗,应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

(2)提高水泵效率。水泵效率是指原动机轴功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从零到最大效率变化。在输出功率相同的条件下,如果水泵的效率降低,水泵的能耗也会增大。因此,空调系统设计时要选用合适的水泵,使其工作在高效率状态点。

2.4冷却塔的节能运行

冷却塔的能耗在空调系统中所占的比例虽然并不大,但由于其使用频率高,累计能耗还是十分大的。冷却塔的设计也是按全年最不利工况进行设计的,如何改善其工作状况,实现节能的目的,同样具有重要的意义。

2.5加强中央空调的管理

加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员操作证制度。加强日常和定期的对设备和系统的维护。这就要求管理人员要加强空调制冷理论和实际操作经验的学习和提高,以保证机组的正常运行和设备的使用效率,才能在节能中有所作为。

3空调系统的运行节能

（1）新风量的调节。新风负荷一般要占整个空调负荷的20％～40％，甚至更大。在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。

（2）合理确定开停机及新风供应时间。对于空调，应根据围护结构热工性能、气候变化、房间使用功能进行预测控制，确定最适合的启动和停机时间，在保证舒适的条件下节约空调能耗。如果设备容量已经确定，则应按其额定出力考虑预冷或预热时间，可以提高冷、热源的运行效率，又可以缩短预冷或预热的时间。

（3）过渡季节取用室外空气作为自然冷源。在空调运行时间内保证卫生条件的基础上，只有在夏季室外空气热焓大于室内空气热焓时，或冬季室外空气热焓小于室内空气热焓时，适当减少新风量有节能意义。当供冷期间出现室外热焓小于室内空气热焓时（过渡季节），应该采用全新风运行，这不仅可缩短制冷机的运行时间，减少新风耗能量，同时可以改善室内环境的空气质量。

（4）自动控制系统。自动控制系统可以对空调系统进行集中管理和最佳控制。包括冷热源的能量控制，空调系统的焓值控制、新风来控制、设备的启、停时间和运行方式控制、温湿度设定控制、送风温度控制等。可通过预测室内、室外空气状态参数：温度、湿度、热焓、CO2浓度等，以维持室内舒适环境为约束条件，把最小能耗作为评价函数，来判断和确定所需提供的冷热量和空调机、风机、水泵的运行台数，和运行时间及空调系统各环节的运行方式，以达到最佳节能运行效果。

4结语

中央空调系统节能的潜力巨大，动态变流量空调节能控制系统和冰蓄冷空调工程与大温差送风、送水技术的应用给空调水系统、风系统的控制带来一场革命，同时，给空调系统节能带来前所未有的效果，具有广阔的应用前景，值得大力推广。

参考文献

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[2]周四俚．中央空调冷水机组运行管理中的节能[J]．制冷，2012，（78）：81．

[3]刘晶．浅议中央空调运行管理节能问题[J]．才智，2014，（20）：67．