空调系统的运行及节能情况不理想的部分原因再认识

张学峰

摘要：文章介绍了中央空调系统的空调机组、风机盘管加新风系统以及变风量空调系统的运行情况，分析了空调系统运行节能情况不理想的主要原因，并提出了解决问题的办法。

关键词：中央空调系统；空调运行；节能设计；全风系统；风机盘管；新风系统 文献标识码：A

中图分类号：TU831 文章编号：1009-2374（2015）11-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.047

业内很多人在讲：现在的楼宇自控系统（BA系统）的智能化情况很不理想，尤其是节能情况达不到预期的设计目标，这种情况是真实普遍存在的。BA系统所指的是对楼宇中的电力设备，如电梯、水泵、风机、空调等设备的运行工况进行科学及有效的控制，其中空调在这里是占有比较大的比重，尤其是在能耗方面。所以我们常说的BA系统的智能化和节能情况不理想，实际上指的就是中央空调及控制系统的智能化及节能情况不理想。对于现代建筑来讲，装备中央空调及控制系统最主要的目的有两个：一个目的是为楼宇内用户提供一个舒适的环境；另一个目的就是节能。

1 中央空调系统的运行情况

1.1 中央空调系统的常见运行方式

BA系统中的空调系统指的是中央空调系统，而与自身携带冷热源的独立空调系统无关。中央空调系统的冷热源是由外部的冷源设备和热源设备供给，冷源主要有为空调末端设备供给7℃左右冷冻水的冷水机组，热源则是热交换站或锅炉等。城市楼宇的中央空调系统最常见的运行方式就是：由空调机组供冷（热）的全风系统方式和风机盘管+新风系统的供冷（热）方式。

1.2 全风系统的实现方式

中央空调系统是集中式或半集中式空调系统，系统中的一台（组）空调机组为若干个空调房间同时供送冷风。通常由冷源（冷水机组）提供低温的冷冻水，冷冻水流进空调机组的冷水盘管，冷水盘管嵌入在金属表冷器中，在金属表冷器上有很多细密的孔洞，当来自新风口的新风和回风口的回风在混风室混风后，再穿过表冷器的细密孔洞，温度降低，由送风口送出温度和湿度适宜的冷空气。空调机组内的风机将冷空气通过送风管道送到各个空调房间内，每个空调房间的回风口再将回风汇聚到回风管道内送回到空调机组，继续降温处理，同时进行湿度处理，系统工作就是这样一个循环过程。

1.3 风机盘管加新风系统的实现方式

风机盘管加新风系统是实际工程中广泛使用的一种空调末端组织方式，该方式采用新风系统与风机盘管组合的形式，解决了仅使用风机盘管不能解决新风输运不足的缺点。经处理的新风通过新风管送到空调房间，室内的风通过回风口与送入的新风混合后再经过风机盘管处理，达到要求后再送入空调房间。

2 空调系统运行节能情况不理想的部分原因

空调及控制系统是BA系统的主要子系统，业内人士普遍反映：BA系统运行中的节能情况不理想，实际的运行性能指标与设计指标差距较大，换言之，BA系统不智能，实际上多指空调及控制系统运行节能情况不理想。

对于空调及控制系统运行节能情况不理想的原因主要有：

2.1 采购、运行、维护费用过高

由于在目前国内大环境的影响下采购环节存在许多潜规则以及业主方节能意识的薄弱等因素的影响，使得空调及控制系统在设备采购方面的费用占到购买、运行维护、保养、管理总费用的80%左右，甚至达到90%以上。而在国外，由于具有一整套成熟的采购、运行、维护等方案，购买空调及控制系统的费用仅占总费用的30%左右。

2.2 复合型专业技术人才匮乏

由于专业的细化和受教育的过程不同，使得复合型人才的数量难以满足目前用人单位的要求。体现在空调运行、维护等方面，自控工程师对空调系统的运行过程及工况方面的知识了解不是很透彻；暖通工程师对于本专业的知识掌握的比较全面并具有一定的实践经验，但对于电气、自控等专业的知识少之又少……这样就造成了在空调系统的安装、运行、维护等方面各专业的配合出现一定程度的不协调现象，使得空调系统的运行、节能等功能无法正常的发挥。

2.3 业主方物业管理部门人员缺乏相关知识

业主方物业管理部门的人员对于空调系统及其控制系统的相关知识和技能不尽如人意。

2.4 人才培养不到位

楼控系统、空调控制系统是弱电系统，需要具有较强专业驾驭能力的弱电工程师，弱电工程师培养难度大且时间长，不能满足楼控系统、空调控制系统的设计、施工、运行维护及保养的实际工程需求。

2.5 标准规范的制定、执行不到位

后期运行维护保养中的传感器、执行器的整定工作普遍没有做到位。

2.6 甲方单位节能意识不够

不愿为后期运行维护保养中的节能举措进行后续

投资。

3 变风量空调控制系统运行状况不佳及解决办法

业内人士知道中央空调系统中的变风量空调及控制系统的使用情况更不理想。图1给出了一个定送风温度控制的变风量空调系统，对于变风量空调机组来讲，设定一个送风温度，将设置在送风口的温度传感器采集的送风温度信号送给变风量空调机组的现场分站中DDC控制器，与存储在DDC中的送风温度设定值进行比较，应用控制程序中的PID算法，控制冷冻水盘管上的电动两通阀阀门开度，进行动态调节使送风温度取设定值

送出。

图1 定送风温度控制的变风量空调系统

上面的变风量空调系统不仅仅需要调节变频空调机组表冷器中冷冻水盘管中的流量，还要根据空调区域中所有变风量末端装置（VAVBox）的送风量总和来确定变频空调机组送风机的转速，使对应的总送风量与所有VAVBox送风量的总和对应。变风量空调系统的控制内容远不止于此，目前成熟的变风量空调系统的风量控制方法主要有定静压法、变定静压法、变静压法和总风量法等。因此，变风量空调系统的控制比定风量空调机组的控制要复杂得多。现实的情况是：常用的空调机组控制都有很多问题，如对于调节阀的选择是新风空调机组自动控制系统过程中面临的一个主要问题，在选择过程中要涉及理想特性、可调比、工作压力及温度、允许压差、阀门流通能力、阀权度等重要参数，因此对变风量空调系统的控制难度更大和问题更多。

变风量空调系统运行状况普遍不好的原因与空调及控制系统运行节能情况不理想的原因基本相同，但前者对进行设计、施工、调试、运行维护及保养的专业工程师及技术人员技术素养的要求更高。

4 结语

综上所述，空调系统运行节能情况不理想的原因是多方面的。要使空调系统的运行节能达到或接近设计要求水平，就要对以下一些方面进行大幅度地改进：（1）建立合理机制，完善采购、运行、维护程序及方案；（2）培养具有一定的专业、节能知识的复合型专业工程师以及不同的专业工程师在设计、施工、调试、运行维护和管理方面能够进行密切的合作和协同；（3）对甲方相关的管理及技术人员进行适当的培训，使其对于楼控、空调系统及控制系统的相关知识有一定程度的掌握；（4）对相关的管理及专业人员进行培训，尤其是注重优秀弱电工程师的培养；（5）制定和完善相关的标准、规范，使设计、施工、运行调试、工程验收、运行维护保养规范化；（6）提高甲方单位的节能意识等。

参考文献

[1] 张少军.建筑弱电系统与工程实践[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2] 张少军.变风量空调系统及控制技术[M].北京：中国电力出版社，2014.

[3] 张少军.智能建筑理论与工程实践[M].北京：中国化学工业出版社，2011.

[4] 霍小平.中央空调自控系统设计[M].北京：中国电力出版社，2004.

（责任编辑：黄银芳）