关于中央空调设计与节能维护问题分析

刘光林

摘 要：当前在一些商业场所及办公场所中央空调的应用越来越广泛，通过中央空调给人们打造一个舒适的环境温度，以此来全面提高人们休憩的效果和工作质量。但中央空调在使用过程中普遍存在耗能高的问题，因此在当前中央空调设计和维护工作中节能问题十分关键。特别是随着中央空调机需求量的不断增加，更好对中央空调的能源系统进行优化，实现全面的节能。文章从中央空调设计入手，对中央空调的节能提出了具体的改进意见，并进一步阐述了中央空调系统的节能和维护措施。

关键词：中央空调；节能设计；节能技术；新能源；维护

中图分类号：TU831.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）01-0117-02

Abstract： At present， the application of central air conditioning in some commercial and office places is more and more extensive， where the central air conditioning is used to create a comfortable environment temperature， so as to improve the overall effect of people rest and work quality. However， the problem of high energy consumption exists in the process of central air conditioning， so it is very important to save energy in the design and maintenance of central air conditioning. Especially， with the increasing demand of central air conditioners， the energy system of central air conditioning is optimized to achieve comprehensive energy saving. Starting with the design of central air conditioning， this paper puts forward some concrete suggestions for improving the energy saving of central air conditioning system， and further expounds the energy saving and maintenance measures of central air conditioning system.

Keywords： central air conditioner； energy-saving design； energy-saving technology； new energy； maintenance

前言

在當前一些商业建筑中多会设置中央空调系统，中央空调机系统占整个建筑能耗的比重较大，已成为建筑体系中的能耗大户。在当前全面提倡节能减排的新形势下，中央空调系统的节能改造是非常重要的一项课题，具有极为深远的意义。在中央空调传统设计工作中，普遍采用负荷估算法，即按照最大负荷需求来开展设计，系统流量不具有调节性，这是造成中央空调机系统高能源的关键所在。因此需要加快对中央空调的节能改造，对其能源系统的设计进行优化，避免不必要的能源浪费，全面提升中央空调系统运行的效益。

1 中央空调设计

1.1 风机水泵变频节能设计

在中央空调风机水泵变频节能设计过程中，通过设计科学合理的冷冻循环水系统控制方案，并冷冻进出水温差控制在4.5℃～5℃之间，通过实现对冷冻进出水温度、温差和压力等参数的有效控制，从而实现节能的目标。同时还要制定冷却水系统的控制方案，实现对冷却水系统运行中各项参数进行有效控制，使冷却水进出水温度控制在4.5℃～5℃。另外，还要对冷却塔散热系统进行具体的改造，当主机冷却水进入到冷却塔后，依托于冷却塔风机来及时将冷却水热量散发到大气中，实现降低冷却水温度的目的。然后进入到空调主机冷凝器中对热量进行吸收。冷却塔内的环境温度和湿度可以由冷却塔环境传感器进行检测，利用冷却塔控制柜中的PLC来计算出具体的温差，并将其与设定值进行比较，自动对冷却塔风机的运行频率进行调整，确保冷却水出水温度与设定值范围相符。通常情况下冷却塔出水温度设定值为28℃。

1.2 水泵的选择与水系统的设计

在变流量空调水系统中，其具体的调节方法主要分为四种，包括节流调节、变通调节、二次泵系统调节、一次泵变流速调节。在节流调节中，主要是将控制阀门安装在供水总管上，以此来控制系统能量。在变通调节方法，则是将旁通设置在供水管上，通过供水和回水之间的压差来完成具体的调节任务。因此在实际设计工作中，需要与实际情况有效结合，以此来选择最具适合的设计方案，实现水泵的优选，确保水系统能够达到最佳运行状态。

1.3 电路的设计

当前中央空调的水泵控制柜，其主要是由停止、手动和自动按钮等组成。电气化水泵自动控制柜可以自动化收集环境温度、水流量、其他设备信号传输，具有非常显著的节能效果。在实际设计工作中，可以通过对中央空调中的变频和工频系统进行互锁改造，以此来提升电气自动化水平，达到更好的节能目标。

1.4 设备控制设计

当前大多数中央空调节能控制采用的都是PID控制，这是一种传统的节能控制方法，具有快速响应及方法简单的优点，但由于空调运行过程中参数具有较强的不确定性，这就导致PID控制方法无法实现有效控制。因此可以对其进行具体的改造，将PID控制与PLC、变频器有效结合，实现对空调系统水泵和风机系统的模糊PID控制，有效地弥补传统PID控制方法中的不足之处。endprint

1.5 新风比可调

在普遍使用空调的季节，可以通过室内二氧化碳浓度监测装置来对室内二氧化碳浓度进行监测，当室内人员密度减小时，监测到的二氧化碳浓度下降，这时可以对空调机组的新风阀门进行调整，减少送入室内的新风量，同时排风机也变频运行也会随之减小排风量，以此来降低空调末端的运行能耗。在具体过渡季节，可以充分地利用室外新风，有效地缩短制冷机开启的时间。在实际设计过程中，可以按照空调送风量的80%～100%来设计空调机组的新风井面积。

1.6 温湿度控制节能

在具体设计过程中，夏季室内空气湿度提高到70%左右，而且根据具体的数据计算得出，当夏季室内空气设计温度上升上度，则空调初始投资额和运营成本都会下降约6～8个百分点，而且热负荷也会减少，具有非常可观的节能效果。

1.7 空调系统，热冷能回收

（1）排气热回收。可以利有 为回收装置，多以热交换器、旋转总热交换机器、板式热交换器、热介质换热器及热管换热器等来对排气能量进行回收，实现排气热循环利用，同时对于预冷和预热时使用的新鲜空气，排气热回收可以有效地减少新鲜空间的负荷。（2）制冷机组的冷凝热回收。在这种回收中采用的热回收设备可以采用不同系统的有效结合。例如对于生活热消耗系统与冷媒压缩后第一次进入热交换器，由于在热交换器另一边冷却制剂具有较高的温度，因此要求通过合理化设计，提供一定热量使其在水箱中进行保温，从而更好地满足人們生活中的正常需求。（3）促进可再生能源和低品位能源利用。当前中央空调系统应用越来越广泛，而且不可再生能源的消耗也在不断增加，这对生态环境带来了严重的负载，因此当前需要重视可再生能源的使用，充分地利用太阳能和地源热泵来作为空调机系统的能源供应，实现良好的节能效果。

2 对中央空调节能技术的改进意见

2.1 国家或企业加强对中央空调节能技术的支持

为了能够全面提高中央空调的节能水平，需要制定较为完善的中央空调节能标准，进一步建立健全相关的法律法规，并为中央空调节能技术的研发的加大支持力度，鼓励企业对中央空调节能环保技术的不断改进和完善，可以出台相关政策，对研发出优秀研究成果的企业给予政策上的优惠，并提倡安装具有节能环保技术的中央空调。

2.2 加强对新能源的开发和使用

当前由于不可再生能源消耗量不断增加，因此需要重视可再生清洁能源的应用。可以通过利用太阳能、风能等进行发电，以此来带动中央空调系统的正常运行，达到良好的节能和环保效果。

2.3 学习引进国外先进的节能技术

在中央空调节能技术研发过程中，还要重视引进和借鉴国外先进的节能技术和优秀成果，并以此为基础来开发出与我国实际情况相适合的新型空调节能设备和材料，全面提高能源的使用效率。同时还要重视新能源的利用和开发，充分地运行热泵技术、太阳能技术和风能，从而推动我国中央空调节能工作步入一个新的台阶。

3 空调系统的节能运行与维护措施

3.1 加强设备养护，减少油污灰尘污染

在系统日常运行过程中，设备、管道和阀门的表面应保持整洁且无明显锈蚀。实验表明，当蒸发器管壁上的油污增加0.1毫米时，就相当于管壁增加了32毫米，这会使换热环境严重恶化，从而使得蒸发温度升高，使产冷量降低。冷疑器的污垢增加同样会影响热交换，每增加0.1mm，都会损失30%的热交换效率，相应会增加6%的耗电量，为了减少能耗需及时清除油污。另外，要防止压缩机油路堵塞，堵塞会使得压缩机油温升高，使排气温度和冷凝压力提高，从而增加能耗和降低产冷量。另外空调系统要注意防污染，如果新风中有污染，污染物就会附着在新风过滤芯上，经过长时间沉积将导致通风不畅，使热交换效率降低，同时还会反过来影响新风量输送减少，空气质量受到影响，所以为了让机组处于最佳的运行状态，要及时清理新风过滤器必要时更换新风过滤芯，从而减少能耗。特别对于周边环境不好的空调系统工程，更要注意减少来自灰尘颗粒的污染。

3.2 预防和解决水系统结垢腐蚀问题

中央空调机水系统运行过程中，由于水质的问题极易出现水垢及腐蚀的问题发生，同时所形成的青苔还会严重影响制冷系统运行的稳定性，导致空调能耗增加，加速冷却系统的腐蚀。一旦系统腐蚀严重，则会导致停工现象，或是需要对相应设备进行更换，这必然会造二次投资费用增加。在具体维护工作中，为了能够有效地预防和解决水系统结垢腐蚀问题，可以利用化学清洗和溢流排污的方法。另外，还要做好提前预防工作，通过定期的维护，有效的控制结垢的厚度，保持水系统具有较好的换热效率，避免电耗费用增加。

4 结束语

在社会不断进步和科学技术快速发展的新形势下，人们越来越对自己生存和发展的地球给予了更多的关注，环境保护意识不断增强，国家也意识到可持续发展的重要意义。这些问题都与能源的消耗具有直接的关系，因此我国提出了节能减排的倡议。中央空调系统作为建筑体系中的能耗大户，其具有较大的节能潜力，因此需要加快对中央空调机系统进行节能改造，在具体设计过程中充分地运用节能技术，有效地降低中央空调系统对能源的消耗，实现节能减排的目标，更好地推动我国的可持续发展。

参考文献：

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