中央空调系统方案的设计与节能分析

中央空调系统方案的设计与节能分析

王魁

安徽广播电视台 安徽合肥 230071

摘要：建筑行业的能源消耗长年来高居不下，其中中央空调所消耗的能源比例较高，也就成为了节能减排当中的关键。作为设计人员而言，一方面需要对空调结构的设计保证合理性，同时更需要提高清洁能源的利用率，从而推动建筑行业的可持续发展。本文基于中央空调的节能设计进行分析，并总结了一些节能要点。

关键词：中央空调；设计；节能；方案

1 中央空调系统概述

当今社会能源问题已经成为各国最棘手的问题之一，我国的许多城市已经出现了电力紧张等能源问题，建筑能耗在总能耗中占有很大的比例，而空调能耗又是建筑能耗中的大户。中央空调系统作为一种重要的建筑系统不仅实现了有效和全面的温湿度控制和调节，还实现了人们工作生活环境更加舒适。目前我国的建筑中的40%-50%的能源消耗都是由中央空调系统造成的，所以在提倡绿色低碳的今天，实现了对中央空调系统的能源节约，也就实现了对社会经济效益的提升。建筑中的中央空调系统的最主要的作用在于实现对建筑内的空气的处理和净化，并且使空气的湿度和温度都达到相关的标准，满足生产和人们的舒适度的需求。在系统运行的过程中，必须要根据不同的气候和天气情况，能够实现对空气的温度、湿度、流动速度以及清洁度等各个方面指标的调节。在这些功能的实现的过程中，就必须要做到对空气的加热和冷却或者过滤，因此，在系统的构成中需要实现对设计管线及设备的功能的有效调节和控制。

（1）中央空调系统的组成。目前，中央空调系统主要由以下几个部件组成：冷冻机组、冷却水循环系统、冷却塔、冷却风机等。

（2）中央空调系统节能设计要点。为了降低中央空调系统的能耗，可在如下几个环节进行提升，如减少冷却液在输送过程中的热损失、提高冷冻机组制冷功效、提高冷却塔冷却效果等方面进行设计改良。

2 中央空调系统设计方案节能改进策略

（1）降低冷却液在输送过程中的热损耗。鉴于建筑层高和室内空间面积的不断增大，中央空调系统中冷却液循环管网系统的长度和密度也随之增大，如不采取适当的保温措施势必会在制冷液运输的过程中造成大量的热量流失。目前，中央空调系统普遍采用了聚氨酯泡沫塑料保温、高级橡塑保温、酚醛泡沫塑料保温等材料进行管材的保温，但上述材料大多是在工厂内预制成型并在中央空调安装现场进行拼接，而在拼接的过程中上述保温材料容易出现破损和裂缝，部分保温材料由于与管材未紧密贴合，从而减低了其原有的保温效果。为此，利用聚氨酯发泡材料进行现场喷涂施工，可彻底扭转因上述保温材料施工不当而造成的保温效果减低现象。由于该项技术是直接在所需保温的管线上喷涂胶质状的聚氨酯发泡剂，待聚氨酯发泡与空气进行接触后发生氧化效果，材料迅速从流质状的胶体向密布微空气泡的固体转变，故其具有施工速度快、保温效果好等优势，尤其是适合在管线布设空间较为狭小的区域内发挥管材保温施工作用。

（2）选择合适冷热源设备。中央空调系统作用的发挥要依靠具体的冷热机组设备使用来实现，也就说在对中央空调系统的管理过程中，要重视对各种设备的选择和维护，不仅要选择节能的设备，还要注重对设备的日常管理和维护。 

2.1水系统形式的选择。目前，我国大多数的中央空调系统中的水运行系统都是依靠多泵方式来运行的，也就是说通过这种多泵方式可以有效的管理冷却水运行和冷冻水运行，根据不同的感应器的指令，实现对设备的运行状况的调整，以此来控制对水系统的管理。随着现代的水泵技术的发展，现代水泵已经实现了变频技术的使用和改造，也可以采用智能化措施来控制冷冻水泵、冷却水泵。在节电改造水泵、风机时，应该采用多泵代替少泵运行、多级泵代替单级泵运行等多种方案，由传统的定流量系统转变为变流量系统来进一步提高节能效果。

2.2选择中央空调的配套设备。实现当环境温度、空调末端负荷发生变化时，空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应，最大限度地节省了冷冻水的输送能耗。冷却水流量和温度根据空调主机冷媒流量变化来控制，从而最大限度地降低了冷却水泵和冷却塔风机的能量消耗。使中央空调系统运行在最佳效率状态，达到节能目的。中央空调的末端设备指风机盘管、新风机组、空调组空等。应该详细计算水系统的各环路阻力损失，各设备容量应该按照具体实际情况和冷负荷结合来选择。注重选取空气输送系数大、漏风量少、空调风机风压与风量匹配合理、单位功率量大、重量轻的机组，同时，再配置相应管径的管道阀门。与此同时，热回收变风量系统的调节技术应该结合建筑物的实际状况选用。 

2.3采用设备智能自动控制技术。在热交换器、低压蒸气盘管、冷却塔、空气处理机、锅炉、冷水机等水系统配置一些较为常用的优质中央空调零部件。同时对中央空调系统末端的风机盘管、变风量风机、回风机、新风机等采用楼宇设备自控系统来进行“精细化”控制和状态监视，注意每个回路控制算法及参数的优化调节,使控制系统有良好的性能，从而有效地实现节能减排的目的，节能率可达 10%～15%左右。

2.4利用“冰蓄能”技术节能。对于大型餐馆、百货大楼、大型体育馆等特殊场合的中央空调系统而言，它们往往需要在最短的时间内能够给室内提供大量冷负荷，那么可以利用“冰蓄能”技术节能。冰蓄冷系统是利用夜间电价低谷时、制冰系统将冰蓄满，白天电价高峰时段融冰供冷。通过控制融冰水泵频率即可控制住融冰量，通过电动阀门开关可以实现提高运行时间、自动切换各工况状态而降低制冷机的制冷能力和平均负荷新需电量，既可节省能量，又可节约用电费用。 

结束语

随着近些年来建筑物数量的不断增加，在以后的建筑节能管理系统中，中央空调系统的节能技术使用必将越来越广泛，这就对空调系统设计人员提出了更高的要求，不但要考虑到居住的舒适度，还要不断地应用节能设计理念。

参考文献

[1]刘超.节能理念在空调系统设计的应用[J].居舍,2019(12):108.

[2]范小刚.环保理念在空调系统节能设计的应用[J].山东工业技术,2019(26):414-415.

[3]姜利斌.绿色理念在空调系统设计中的应用[J].科技经济导刊,2019(17):370-372.