浅谈中央空调系统节能方案

浅谈中央空调系统节能方案

刘雪梅

天津英利新能源有限公司天津市300000

摘要：中央空调系统是直接影响智能化楼宇室内环境好坏的关键性因素，但在能耗上却占据了建筑能耗的很大比重。据不完全统计，中央空调系统的能源消耗占到建筑能源总耗能的70%左右，占一些大城市的城市总用电量的25%左右。因此，空调系统节能技术的研发及应用将打破瓶颈，一举攻破这场能耗攻坚战。空调系统节能方法有很多，本文罗列了系统负荷设计、智能控制、热回收等几个可降低系统能耗的方法，可复制可推广，应用广泛，能起到良好的节能效果，提高运行效率、节省运行费用。

关键词：空调系统；建筑节能；空调节能；智能控制；热回收

一、项目背景

中央空调系统是直接影响智能化楼宇室内环境好坏的关键性因素，但在能耗上却占据了建筑能耗的很大比重。据不完全统计，中央空调系统的能源消耗占到建筑能源总耗能的70%左右，占一些大城市的城市总用电量的25%左右。因此，建筑节能首先是中央空调系统节能，空调系统新设备、新技术、新工艺的推行已迫在眉睫。本文简单介绍了几种可降低空调系统能耗的方法，但中央空调系统节能是一个综合性的工作，涉及诸多方面需要去探索。

二、节能设计方案

1、把握负荷逐时变化情况，提高设备选型精准性。

中央空调系统一般是按照当地的气象资料和建筑物的特点而设计的,负荷变化是受环境气温高低和室内负荷大小而变化，一般在选型时，为了保证系统供冷供热效果，都会按最大冷热负荷来设计。然而在实际运行时，全年最大功率运行的时间不到5%，导致中央空调系统大多数时间是在不饱和负荷的状态下运行，极少数时间能达到满负荷运行，这也就造成了负荷的浪费，增加了设备的功率，导致能源浪费。若在设计时不仅进行符合最大值分析，还考虑到全年的气温变化情况和建筑物保温、布局、材质等多方面因素，了解所有能影响负荷变化的外在因素，进而在保证室内温湿度的同时，还能避免制冷机组额定功率的浪费，以实现节能降耗的目的。

设备选型时遵循高效低耗原则，采用变频器来控制压缩机、水泵、电机等设备，不仅能消除电机启动对电网的冲击，避免电机故障，还可以大幅度延长电机及设备的寿命。

压缩机若选取直流变频技术，相比传统运行状态下，可以根据系统负荷变化进行自由调节，根据容量变化控制电机的运转速度，通过变频技术，实现设备功率的连续调节、增加功耗的精准度，意味着耗电即可降低。打个比方，中央空调外机满开，花费三份电能，可以转换六份冷量给六个房间。当只需要提供两个房间两份冷量的时候，压缩机的变频技术可以控制电机运转的速度，实现花费一份电能提供两份房间冷量，而不是继续花三份电能去提供两份冷量。

2、引入智能集成系统控制技术，精细化工程控制。

通过智能集成系统控制技术，使中央空调系统实现精细化过程控制，时时监控建筑能耗的实际运行情况，分析中央空调能耗占比，从中寻求降低能耗的方法。

如果建立空调智能自控系统，将为降低能耗的解决方案提供详实的数据支持，可清晰直观的观察空调在不同运行参数情况下的耗能，进而自行最优调节，实现节能目的，节省运行费用。

3、打破传统理念，选取国家鼓励新型冷热源。

在制冷机组的选用中，应降低传统能源使用，鼓励采用国家支持政策，积极发展地源热泵等新型冷热源，合理利用可再生能源。

地源热泵技术：地源热泵技术属可再生能源利用技术，已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为地源热泵的冷、热源。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。地源热泵主机可将空调、地暖、生活热水三合为一。也就是地源热泵的一机多用，为暖通系统提供整套方案。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

4、增加热回收设备，提高能耗利用率。

空调系统增加热回收设备，通过回收室内排风中的热量（冷量）和室外新风进行充分的热湿交换，最大程度的减少夏季或冬季室内的冷源和热源的损失，从而达到节能降耗的效果。热回收设备不仅减轻了空调机组的装机总容量，减少了空调系统的整体耗能，而且还能增加室内新风的流通，保持户内新鲜空气含量，免受不健康有害气体的侵扰。

5、摸索设备最佳运行参数，处于经济运行状态。

制冷系数（COP）取决于被冷却物的温度TO’和冷却剂温度TK’，TO’越高，TK’越低，制冷系数越高，所以空调系统制冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低，冷却水温度太高，否则制冷系数就会较低，产生单位冷量所需消耗的功多，消耗量高，增加设备的能耗。提高运行效率可采取以下措施：

①减低冷却水温度

由于冷却水温度越低，制冷机的制冷系数越高。以离心压缩机制冷机为例，制冷效率与冷却水温度变化关系为：冷却水的供水温度每上升1℃，制冷机的COP下降将近4%。

②提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高，制冷机的制冷效率越高。制冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系为：冷冻水供水温度没提高1℃，制冷机的制冷系数可提高3%，所以日常运行中不能盲目降低冷冻水温度。

6、加强系统运行管理，建立人员培训考核制度。

在空调运行状态下，要求将所达到的最佳节能参数进行总结并制定相关运行规程，更新相关岗位的作业指导书，定期组织操作人员培训，建立考核制度。并依据相关规程及参数加强执行监督，以数据为基础进行运行管理。

同时，依据相关研究经验，向其他岗位进行辐射传播，尽最大努力的利用理论数据支持所有的暖通相关系统运行的最佳状态，从而降低生产运行成本，达到节能降耗效果。

四、结束语

中央空调系统节能是一个综合性的工作，涉及系统设计、设备选配、节能设计、新风系统、运行管理等诸多方面，因此，在每个过程中都要广泛考虑节能、环保、经济、健康、舒适等优点，为国家的节能减排贡献微薄之力。

参考文献：

1、《建筑施工节能技术分析》作者：胡舜文来源：民营科技

2、《空调系统经济节能性分析》作者：王海霞来源：郑州大学硕士论文

3、《对中央空调系统节能方案的简述》作者：王清洁来源：建材与装饰(下旬刊)