民用建筑中央空调系统节能方法研究

民用建筑中央空调系统节能方法研究

孙新军

身份证号码：36042319890609xxxx

摘要：近年来，随着经济的飞速发展，能源被大量消耗，全球范围面临着能源日益枯竭的问题。我国能耗中约50%来源于建筑能耗，而建筑能耗中约50%是由暖通空调系统消耗的。人民的生活水平日益提高，空调的使用范围在不断扩大，对空调系统的要求也在不断提高。为了节省能源，就必须要加快推进各方面的节能工作，作为占建筑能耗较大比重的中央空调系统的节能也越来越受到专业人士的重视。

关键词：民用建筑；中央空调系统；节能；方法研究

引言：我国地域辽阔，气候多样，南方夏季炎热，且大部分地区炎热时间持续较长，夏季基本需要使用空调系统制冷来降低室内温度。空调使用时间较长，有些地方一年内空调制冷时间在10个月以上。在大型公共建筑中，基本都是使用中央空调系统制冷。且人们对室内环境的要求越来越高，这就对空调系统有了更高的要求。因此，在日常生活中，人们更应该注意空调系统的节能。在满足人们对环境舒适度要求的前提下，尽可能的减少中央空调系统的能耗。

一、中央空调系统高能耗的原因

造成中央空调系统的能耗较高，主要是因为下列问题：

1.1设计问题

中央空调系统的能耗与设计有很大的关系，这里说的设计问题不仅仅是指中央空调系统的设计问题，还有建筑本生的设计问题。

（1）建筑设计问题

很多建筑师在设计建筑时，没有很好的将建筑的自然通风与建筑结合起来，这样就不得不通过空调或机械通风来消除室内冷负荷，增加空调能耗。本来可以通过自然通风消除或降低室内冷负荷。

为了建筑的美观或实现某种建筑风格，现在很多建筑都大量使用玻璃幕墙，而玻璃幕墙的传热系数较大，这就导致了室内冷负荷的加大，增加空调能耗。

（2）中央空调系统设计问题

空调系统设计不合理，将使用时间或参数不同的房间放在同一个空调系统中。

由于现在的大型建筑较多，有些中央空调系统的系统较大，这就导致了输送能耗的增大。且系统较大，管道（风管、水管）较长，也增加了冷量损失。

由于设计师的习惯，为了保险起见，单位面积的冷负荷设计时取得较大，导致冷水机组选型也偏大，同时水泵等设备的选型也偏大，这就导致了设备的能耗较大。

1.2施工问题

施工中的问题主要是施工单位偷工减料，使用保温效果较差的保温材料，或保温材料的厚度达不到设计和规范要求。还有就是施工单位的技术或管理水平较差，管道接头没有接好，导致使用的时候管道漏水或漏风。

1.3运行管理问题

中央空调系统运行管理主要存在三个方面的问题：一是设备的智能化水平不高；二是运行管理人员的技术水平不高；三是设备维护保养不及时。

有很多上个世纪八九十年代的建筑中的中央空调系统，甚至是近几年投入使用的中央空调系统，系统的自动控制水平都不高，有的是根本就没有自控系统，有的是初期设置了自控系统，但是后来基本都瘫痪了，不能实现自动控制，还是通过人员来控制。

很多项目中央空调系统的管理人员的工作只是负责中央空调设备的启停，打扫机房的卫生，记录设备运行数据等，甚至有些中央空调制冷机房的设备运行记录都没有。大部分运行管理人员不了解冷水机组的性能，不知道怎么运行才能使冷水机组以及整个中央空调系统的运行效率最高。

很多中央空调系统的设备保养不及时、管道漏水、末端不及时清洗、冷水机组冷凝温差较大等。

1.4行为问题

能源与我们大家息息相关，节能减排不仅仅是某些人的事情，而是我们每个人的事情。我们每个人的使用习惯和行为等都可以实现节能。在日常生活中有些人夏季喜欢将室内温度设置的很低，根据相关研究，制冷时，室内温度每低1℃，增加能耗8%—10%；有些人开空调的时候喜欢开窗户，这样增加了新风负荷，使空调能耗增加；还有些人离开空调房间时常常忘记关闭空调；等等，这些习惯都会增加空调能耗。

二、中央空调系统节能方法

前文已提到中央空调系统能耗较高的原因，针对这些因素，可通过以下技术和方法提高中央空调的运行效率，实现中央空调系统的节能。

2.1合理的设计

（1）建筑设计的合理性

建筑设计师在设计时应充分考虑建筑的自然通风；尽量少使用幕墙，使用隔热效果好的玻璃；外围护结构使用热阻较大的材料。

（2）中央空调系统设计的合理性

在中央空调系统设计时，一定要进行房间逐时冷负荷的计算，根据综合逐时冷负荷的最大值选择冷源设备和输送设备，冷源应能灵活调节制冷量。选择的设备的能效比要符合节能产品的要求，严禁选择国家明令禁止使用的淘汰产品。

中央空调系统设计时，应将使用时间和参数相同的房间设计为同一个系统，系统不应设计的过大，这样可以将设备选择的小一点，运行调节更灵活。

2.2完善施工

首先工程项目应选择具有相应资质的施工单位，施工过程中加强对施工单位的管理。施工单位应派技术水平和经验丰富、责任心强的施工管理人员和工人到现场施工，应严格按照设计图纸和相关要求施工。

2.3加强运行管理

从成本来看，中央空调系统运营期（使用期）的成本远高于建设期的投资。使用期的成本除了维护费用外，就是能耗费用，其中能耗费用占大部分。所以加强运行管理对节省能耗有非常重要的意义。

在中央空调的使用过程中应加强运行管理。运行管理人员应有一定的技术水平，对中央空调系统尤其是制冷机房内的设备要很熟悉，管理人员要有较强的责任心。运行管理人员应能做到根据负荷变化及时开关冷水机组及相应的辅助设备。制定详细的巡检计划和维护保养计划，使各机器都能正常工作。还要定期对冷水机组的冷凝器、冷却塔填料、末端设备进行清洗。单位可定期组织培训，以提高运行管理人员的工作技能。在人员选择上应选择技术水品较高的运行管理人员，同时提高运行管理人员的待遇，以提高其对中央空调运行管理的兴趣。

2.4提高全民节能意识

节能是每一个人的事情，各单位或部门应加强节能宣传，每个人都应养成良好的使用空调的习惯。

2.5其他节能技术

前文提到水泵等设备在设计时是根据最大负荷选择的，而最大负荷通常只出现在夏季很短的时间，所以大部分时间，水泵的流量都有富余。水泵的功率和流量的三次方成正比。很多老的建筑，水泵是没有变频装置的。因此，对于水泵没有做变频的，可以通过水泵变频来节省水泵的运行能耗。

冷水机组也是根据最大冷负荷选择的，同样一年中最大冷负荷出现的时间很短，冷水机组大部分时间也是工作在较低负荷下。较老的建筑中，冷水机组的负荷调节能力都较差。对于这种情况，可对冷水机组做变频改造，通过变频实现冷水机组的节能。还可将原有的冷水机组更换为磁悬浮冷水机组。磁悬浮冷水机组的负荷调节能力较强，可实现负荷的无极调节，从而实现节能。磁悬浮冷水机组不需要润滑油，也可实现节能。另外磁悬浮冷水机组还有震动小、启动电流小等特点。

对于很多较老的建筑，以及一些新建的建筑，由于种种原因，中央空调系统制冷机房没有集中控制。对于这种情况，可以对中央空调系统进行集中控制。对制冷机房进行集中控制，可以根据负荷变化实现自动加减冷水机组及其附属设备，还可实现设备的远程控制。这样不仅给运行管理带来方便，还能实现节能。

目前有很多企业研制出对中央空调系统末端设备进行集中管控的设备和系统，对于末端较多的建筑，可对末端设备进行集中管控：远程设置末端设备的温度、开关机时间等。从而避免个别房间将温度设置的很低、人离开房间空调没关的现象，这样不仅方便管理，还能实现节能。

结语：综上，民用建筑中央空调系统在给人民的生活提供舒适的同时，也消耗了大量的能源。因此，为了更好的使用中央空调系统和节省能源，我们应该重视中央空调系统的节能。希望通过本文对民用建筑中央空调系统节能方法的研究，能够对中央空调系统的节能有所帮助。

参考文献：

[1]民用建筑供暖与空气调节设计规范.中华人民共和国国家标准.2012.01.21

[2]公共建筑节能设计标准.中华人民共和国国家标准.2005.04.04

[3]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2016.