简议中央空调节能的必要性及其策略

卡栋梁

（宁夏工业设计院有限责任公司）

摘 要：中央空调系统在现代建筑中起着重要作用.尤其在现代智能建筑中，中央空调系统是建筑不可少的组成部分。因此研究中央空调系统能耗的具有重要意义。本文阐述了中央空调节能的必要性，对中央空调节能运行管理存在的主要问题以及中央空调节能的策略进行了论述分析。

关键词：中央空调；节能；必要性；問题；策略

节能以及环保是实现可持续发展的关键所在，中央空调是能耗大户，合理的设计、精心施工以及科学的管理对于中央空调系统节能都是至关重要的。对空调系统能耗的研究要实现的目标是，创造良好室内小环境的前提下利用能源，达到对外部大环境的最小破坏.以实现可持续发展的长远目标。当前很多建筑物均设计和安装了中央空调系统，而且此部分空调系统是整个建筑能耗大户，因此高效利用中央空调系统，采取有效的节能措施，是国家低碳节能战略的有效策略。

一、中央空调节能的必要性

中央空调节能的必要性表现为：（1）建筑节能法规要求空调系统降低能耗。当季节变化、昼夜温差变化、温室效应和空调实际使用工况发生变化时，中央空调系统在传统的运行模式下，能源浪费很大。就我国情况而言，现代建筑中采用中央空调的民用、公用及商用建筑，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右，商场和综合大楼等的能耗甚至可能高达60%以上。我国属能源消耗大国，能源有限，利用率不高且依赖性强。近年来能源短缺的现实迫使国家把公共建筑节能提升到战略高度，相应制定了节约能源法，对公共建筑能耗国家发布实施国家节能标准。（2）办公楼宇发展对空调系统节能提出了更高的要求。当前办公楼从发展初期的以产权式商铺为主要销售模式逐渐被经营持有型物业所取代，从投资者的经济效益来说，过去一段时间由于利润的实现，办公楼多以出售为主，受短期利益的驱动，往往只追求建设阶段的低成本和销售时的高收益，对后期实际使用阶段的效果和运营成本很少考虑，后期往往中央空调系统效率低、能耗大。而目前越来越多的项目——主要为商业办公地产，以持有物业持续经营为主要赢利模式，这势必使投资者及发展商从一开始就关注能耗问题。

二、中央空调节能运行管理存在的主要问题

中央空调节能运行管理存在的问题主要有：（1）设计过程重投资成本核算，轻能耗指标计算的问题。缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。在系统方案设计中，初投资与运行费用通常是矛盾的两个方面。一般节能、运行费用低的系统方案其初投资比较大。用户或投资者由于对中央空调系统的性能指标，尤其是初投资和运行费用的综合经济性指标缺乏专业认识，容易忽略综合投资收益计算。这导致工程建设方对采用高成本的节能方案没有积极性，往往就采用成本小、初投资低的设计方案，以较低的竞争价格赢取工程项目。这使很多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。（2）管理人员和节能监控的问题。现阶段空调运行管理人员多半还是由非专业人员组成，由于专业知识的限制，无法承担中央空调节能运行和管理的任务。同时，投资方与建设方目标不同，实际使用中，不同方案之间的经济性比较一般只是理论分析比较，无法也不会进行实物、实验比较，无法做到很好的监控。

三、中央空调节能的策略

1、室内设计参数的合理选择。中央空调系统设计参数的取值不仅直接影响中央空调系统的造价，也影响着中央空调系统的运行效率和运行能耗。在满足要求的前提下，适当降低设计标准；在舒适度相同的情况下，参考最新标准，根据实际情况，在允许范围内调整室内温湿度的取值等方法都可以减少空调系统能耗。

2、科学合理地设计机房位置。在公共建筑中，空调的设备的机房最多，有制冷机房、热交换机房、空调机房、排风机房等。国外建筑物的机房位置一般分布则是冷热源集中布置，即冷冻机房和热交换间大都设在地下室，而空调机房都分散专用，靠近被调的房间。空调机房适当分散之后，随之而来的是风道短，段面小，空间省投资少。在风量相等的情况下，风道短风机的压头就可以选得低，功率也相应较小，运行能耗就越省。

3、中央空调系统的运行节能。（1）科学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。（2）合理调节新风量。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。（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、不断降低中央空调水系统的隐性能耗。中央空调中的冷却水、冷冻水两大水系统的节能，即如何降低水系统的隐性能耗。这两大水系统水的耗失量是相当大的，水的大量耗失，并且会增大水资源的压力，同时增加冷水机组、水泵和冷却塔的电能消耗，即隐性能耗。（1）冷冻水系统的节能。冷冻水在空调系统中主要起着中间载冷作用在隐性能耗方面主要表现在，管路保温的冷量损失及冷冻水流失方面，其中后者往往被忽视，冷冻水流失绝大部分是因为排污阀，旁通阀失效或关不死所致。（2）冷却水系统的节能。冷却水系统中水的流失主要在如下三个方面：（a）蒸发耗水。冷却塔内热水通过蒸发释放潜热而达到自身的冷却，在设计工况下，冷却塔内空气呈等温加湿变化，而空气吸收了冷却水的蒸发水分，从而冷却水水温降低。然而当冷却负荷减少而风量不变时，水分蒸发吸收的热量一部分来自空气，使空气的干球温度较之进口温度值下降。从系统的角度来讲，通过风机大量送风能降低冷却塔出水温度，有利于提高机组的性能，却增加了冷却塔的风机和水泵的电能消耗，机组冷凝温度的降低并不总是导致机组性能的提高，实际上机组的耗电指标随着冷凝压力的进一步降低有升高的趋势， 因而大风量导致的出水温度降低，并不能达到节能的目的。（b）控制飞水，节约水耗。空气将水（滴）带出冷却塔，造成水耗称为冷却水飞水，这是冷却水系统的另一种隐性能耗，其产生的原因主要在于循环水量过大。因此，在满足冷却水机组负荷的情况下，应适当调整循环水流量，调整播水器角度，清扫散水槽，适当调整风机叶片的角度是可以将飞水降至最低程度的。（c）排污换水消耗。尽管排污换水消耗是不可避免的，但是保持水系统清洁却可以减小换水的频率。

结束语

城市化建设进程的加快，对于能源需求日趋增多，为了经济的可持续发展，必须加强节能措施。据相关统计，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右，因此对中央空调实施节能措施具有重要的现实意义。

参考文献：

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[3]赵靓.浅析中央空调系统的节能措施[J].科技视界，2016

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