大型建筑中央空调系统的节能探索

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　　摘 要：随着经济的不断发展，能源成為最为现实的问题，只有全面解决节能问题，才能推动城市快速发展。文章主要谈到了用电较大的中央空调系统节能措施与方法。
　　关键词：中央空调；节能；大型建筑
　　中图分类号：TU831 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）19-0131-02
　　Abstract： With the continuous development of economy， energy has become the most realistic problem. Only by comprehensively solving the problem of energy saving can we promote the rapid development of the city. This paper mainly discusses the energy-saving measures and methods for the central air-conditioning system with large power consumption.
　　Keywords： central air conditioning； energy saving； large buildings
　　城镇化发展、人口的增多，对能源供应提出了更大的挑战，特别是在用电量较大的区域，能源问题成为全社会的关注焦点。城镇中大型建筑越来越多，大型建筑消耗电量巨大，只有全面解决好节能问题，才能有效提高能源利用率，确保城镇健康快速发展。大型建筑中的空调系统用电量大，解决好节能减排问题十分关键。大型建筑内的空调设备设计非常重要，要保证容量的基础上，提出节能措施，这样才能保证节能质量与效果。中央空调需要不断的运行，全面满足不同用户的需要，一般来讲，中央空调都是按最大负荷设计的，其承载能力较大，但在实际使用过程中，往往并不能达到最大设计量，而是多数时间都在低负荷运行，如果用户过少，往往还会造成在设计负荷10%以下运行的状态，但不论多少用户使用，只要有一个需要的，就要整体运行，这也就导致了电量的最大消耗。就是说，空调如果长期在低负荷下运行，但却要承担高负荷的配套，不但中央空调运行效率下降，而且对资源也是极大的浪费。
　　为了达到节能效果，当前，中央空调系统一般都已经按照温度控制冷冻水系统流量自动进行调节，确保温度达到合理状态，这种设计已经充分考虑到了节能的问题，但是节能却不是其主要目标，真正决定建筑物内温度的则是中央空调系统所传递的冷热量累加。理论上看，中央空调系统由制冷机产生冷量，通过末端设备得到冷量，由此发挥其空调的作用，这种流程一般存在延迟，有些特殊类的建筑物，冷负荷变化大，传统控制模型节能效果不好，整体耗能大，只有全面创新思路，才能设计出良好的节能措施与方法，全面实现节能目标。
　　1 中央空调冷热源节能措施
　　建筑都装有空调系统，在建筑当中，耗能最大的就是空调系统，整体消耗的电量较多，而空调冷热源机组能耗又占整个空调大部，节能第一步，就是要解决好机组的问题。目前市场中的空调多种多样，机组、设备品种非常齐全繁多，比如电制冷机组、溴化锂吸收式机组及蓄冷设备等机组，不同的机组有不同的功能，各具特色、各有优势。不论是哪一种类型的机组，均需要受能源、环境、工程状况、时间及要求等多因素制约，只有根据建筑形式与需求，才能客观的做出正确选择，中央空调常见冷热源配置为：水冷冷水机组+锅炉、热泵型机组、嗅化锉吸收式机组、蓄冷空调。
　　1.1 水冷冷水机组+锅炉
　　这种配置是当前最多见的一种形式，主要是在水冷机组制冷时对电能产生大量的消耗。设计工况能效比（制冷量/耗电量）很高，也就是说，建立这种机组配置，必须要保证有水冷冷水机组冷却水整体系统，确保水冷效果，达到空调制冷的目的，冷水系统要有冷却塔和水泵等基础性设备，当机组运行时，会消耗一定比例的水，这种配置多是用在水源充足的地区，能够消耗较少的电能，达到整体节能效果。
　　1.2 热泵型机组
　　这种配置具备一定的节能效果，使用过程中可大大降低能耗，主要在风冷热泵冷热水机组中用的较多，确保中央空调正常使用。机组能够制冷，也可以供热，对于北方地区尤其合适，一年四季都可以使用。夏季制冷的时候，主要使用的是风冷冷却制冷系统的冷凝器，不需要使用水冷机组水系统进行冷却，对于缺水地区较合适，能够达到节能效果。
　　1.3 溴化锂吸收式机组
　　这种机组主要有两种，一种是外燃式、一种是直燃式，两种机组适合的区域不同，根据实际情况可以自由选择，外燃式机组制冷动力主要是靠热能，一般会在废热或余热较多的地区使用，整体效果非常好。有废余热的区域使用这种方式，能够有效利用废热、余热，同时，也解决了制冷问题，达到节能效果；缺电而无废热或余热的地区，使用直燃式机组效果较好。
　　1.4 蓄冷空调系统
　　电力是当前用量最大的能源，随着经济不断发展，电力在地区供应出现了紧张状况，特别是进入夏季，一些地区的电力供需矛盾更加突出，空调用电负荷呈爆发增长，如果遇到用电的高峰，则矛盾更加突出，只有全面解决这一问题，才能解决矛盾，达到节能目标。蓄冷空调能够在电网负荷低的夜间，采用水蓄冷或相变材料蓄冷，低谷期存电能，而在高峰时期则释放使用，也就是说，电力负荷较高的白天，能够通过释放，把储存的冷量输送出来，全面满足建筑空调需求。
　　2 中央空调机组和末端设备节能措施
　　随着技术的不断成熟，国产风机盘管与国外同类产品质量相差不大，但是，从节能上看，还与国外先进水平存在巨大的差距，国产设备整体耗电量大、盘管重、噪声大，存在一定的缺点。要从问题入手，全面优化设计，才能够达到节能效果，设计时可以选用重量轻、单位风机功率供冷（热）量大的机组。通常空调机组应选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组，这样，才能在使用中有效节能，保证质量。 　　3 中央空调水系统节能措施
　　空调水系统是重要的系统，其输配用电量较大，特别进入冬季供暖期，能达到整个建筑动力20%到25%，夏季供冷期间约占12%到24%，全面研究解决好空调水系统，也能够达到节能的良好效果。空调水系统设备较多，主要通过水泵解决水的问题，输送环节复杂，过程中能耗较大，往往在传热过程中，还会产生大量的冷量损失，只有克服流动阻力，才能避免冷量损失，保证空调效果。
　　3.1 减少阀门滤器阻力
　　水系统是重要的部分，各种阀门较多，合理控制好阀门是重点，管路阻力主要是通过阀门控制的，阀门是水系统最主要的部件，通过阀门控制，能够使阻力增大或者变小，水泵扬程和电耗与阀门大小有直接关联，但是在实际使用过程中，阀门调节阻力并不能达到节能效果。
　　3.2 设定合适的水流量
　　空调水系统需要有水的调节，水流量是与水泵电耗成正比，流量越大，则消耗的电量越大。空调系统中水流量主要由空调冷热负荷和空调供回水温差决定，也就是说，供回水温差越大，则空调水流量就会变得越小，此时水泵电耗就变小，所以，设定合适的水流量能够达到节能目的。
　　3.3 提高水泵效率
　　水泵效率是原动机轴功率被流体利用的最大化程度。水泵效率在使用过程中，会随时变化，根据水泵工作状态点位置的不同，能够由0到最大效率，这种变化存在于运行的各个环节中。如果空调输出功率相同，则需要看水泵效率，利用率低则水泵能耗会增大，只有全面选择好空调系统合适的水泵，使水泵在最佳效率状态点上，则会起到节能的良好效果。要想达到节能效果，则需要全面掌握现有空调水系统情况，从节能角度看，还存在大流量，小温差现象。那么，只有全面提高设计能力，优化设计思路，才能更加有效地起到节能效果，一般要求中供、回水温差取5℃，但是达到节能目的，则需要采取加大供回水温差的相关措施，彻底把供回水温差加大到8℃，这样就可以在保证换热量不变的情况下减小水流量，水泵要求也不高能够起到节能效果。优化设计主要有两种方法，一是低温供水，把较高温度的水温降低，确保供水温度在合理状态。二是高温回水，主要是保证供水温度7℃时，回水温度有一定的提升，保持在15℃～17℃为最好。通过大温差设计，起到良好的节能效果，保证循环水量不变的情况下，也有效减轻了水泵扬程及耗电量，这样做对蒸发器要求提高了，需要更换或者进行改造，确保高温回水不出现蒸发问题，保证温度。
　　4 管理节能措施
　　通过一定的管理能够达到节能效果，比如说，夏季早晨室外气温不高，此时就可以充分发挥空调新风机及消防排烟系统抽、送风，保证空气供给。这样，空调开机前，就能够对室温有一定的降低，进一步减少主机负荷，保证空气质量的同时，达到节能目的。要随时做好检测，随时掌握各用冷场合的基本情况，通过开、停风柜、风机盘管等设备，使系统热负荷全面减轻，在保证了空调功能的基础上，降低机组耗电量。要以室外宴席為标准，全面控制好用冷场合情况，根据用冷状态，增开或关停冷水机组，合理调节好温度。只有全面提高管理能力，落实责任，才能够更好地减少电能消耗，达到节能效果。对于国外进口中央空调设备，其全自动程度较高，管理人员容易放松，认为自动化程度高是电脑控制的，就不需要人来控制，这是错误的想法，只有通过科学的管理，才能保证达到节能目标。
　　5 结束语
　　节能和环保是当前最主要的问题，也是保证经济社会连续发展的需要，空调领域是用电大户，也是电能消耗最多的设备，全面开展空调的节能工作，对节能环保意义重大，只有全面提高空调系统设计能力，不断强化管理水平，合理用好空调，才能够在低负荷运转下，达到高效节能运行的总体目标，不断推动经济建设健康发展。
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