大型建筑中央空调系统节能改造探析

徐开辉

摘 要：随着社会的发展以及空调技术的发展，中央空调系统在大型建筑中应用得越来越广泛，加强大型建筑中央空调技术的节能改造，一方面可以有效降低能耗，促进绿色建筑的发展，另一方面，也使得空调系统更加的智能化，并且有利于中央空调系统的普及和利用。文章结合目前大型建筑中央空调系统的使用状况，分析了如何提高系统的能源利用率，提高其节能效果。

关键词：大型建筑；中央空调；节能改造；措施分析

1 大型建筑中央空调系统概述及其应用现状

1.1 概述

随着社会经济的发展以及城镇化进程的加快，能源消耗成为制约发展的主要因素之一。节能、节电成为人们日益关注的焦点问题。在城市建筑电力消耗中，中央空调的能源消耗占据了很大一部分，大约占到建筑总能耗的40%～60%左右。特别是对于大型的建筑用电，我国用户普遍存在能源利用率不高、节能观念低下的特点。要想从整体上提高中央空调的节能水平，必须从系统技术层面和用电管理层面两方面入手。

1.2 我国能源现状与建筑能耗

在我国目前的能源消耗结构中，主要以煤炭资源为主，火力发电占据了绝大部分。我国的能源利用率比较低，和主要发达国家相比，大概低10个百分点。能源问题始终是制约我国经济发展和社会进步的重要问题，随着社会的快速发展，能源消耗的增大，面临的能源问题会越来越严峻。只有提高能源利用率，提高耗能产品的科技含量，降低能源消耗，才能实现我国社会的可持续快速发展。

城市建筑能耗是城市能耗的重要内容之一，而其中近一半的能耗是用在维持建筑室内温度平衡。并且随着我国城镇化建设的加快，这一方面的能耗会越来越大，给我国能源利用造成了较大的负担。

1.3 大型建筑中央空调系统能源消耗存在的主要问题

（1）建筑结构的问题。室内热环境会受到建筑结构的直接影响，例如建筑的采光状况、通风条件以及建筑空间的分布等。如果建筑结构不合理，则会导致室内温度容易受外界气温的影响，无法保持良好的稳定性能。建筑物在施工建筑时，所采用的隔热层材料不合格，无法达到应有的隔热效果。建筑外窗的采光条件，也会影响到室内热环境的稳定。建筑空间大小的分布，会严重影响到空调的调节效果。

（2）空调系统结构的问题。首先，如果对空调冷水机组、空调风机以及水泵等设备不能够很好的进行维护，救护导致设备热循环下降，能耗增高。其次，冷水机的长时间运行导致设备老化，设备损耗加快，从而导致能效降低。最后，空调系统的安装位置不合理，使得空调系统的调节效果不理想，增长了空调运行时间。

（3）使用人员观念和习惯问题。使用人员没有良好的节能观念，在离开办公室时往往忘记关闭空调，也使得空调的能耗增强。我国大型建筑很多是用于办公的场所，如果人员的节能观念比较低下，在没必要使的空调时间段内依旧使用，不仅会严重影响到空调的使用寿命，也造成大量能源的浪费。空调的使用操作不规范，会造成空调故障率的提升，无效功率的增加，能耗的增强。

2 大型建筑中央空调系统节能改造措施分析

2.1 合理设置空调运行参数

不同的建筑结构和环境所需要的空调运行参数不同，应该结合不同的室内空气环境设定空调运行参数，将其设置在合理的范围内，提高其运行效率。不能盲目追求高标准的运行，合理降低标准，从而降低运行能源的消耗，提高能源利用率，减少电能的浪费。首先，有效控制运行时间，在满足住户需求的情况下，尽量减小使用时间，缩短能耗的实践。其次是合理调节运行强度，保障有效调节室温的同时，使空调运行强度不能过强，有效的减少电能的消耗。最后，尽量减少空调使用次数，在能够通过室内通风或者增加光照等方式来调节室内环境时，降低空调的使用次数，从而减少空调能源消耗。

2.2 冷热源节能运行间歇运行的冷源设备

在选择运行时间时，适合在供冷前半个小时到两个小时内开启，在供冷结束前的半小时到一个小时内结束。在多台冷热源设备并联运行的时候，要根据实际情况，选择合适的控制策略，从而合理有效的控制每台冷热源的负载率。如果不适用制冷机，应将冷冻水和冷却水管道阀门关闭，防止出现短路旁通现象。冷热源在使用过程中，应该根据室外温度变化以及建筑情况，实时的调节供水温度，采用变水温调节方式进行调节。制冷机在额定温度下运行时，蒸发器蒸发温度和冷冻水出水温度以及冷凝器冷凝温度的温差范围小于1.5℃，如果超出这个范围，需要及时对蒸发器和冷凝器进行清洗。合理设定冷却塔回水温度，并且要综合考虑冷机和风机的耗电情况。如果多台冷却塔并行使用，使得各个冷却塔的水量均匀分布，冷却塔的风机要采用统一变频的方式进行控制，使得冷却塔风机尽量低频率运行，在保障风机工作效率的情况下，降低其能耗水平。在进行冷却塔风机启停控制的时候，要关闭不适用的冷却塔水阀，防止冷却塔中的水旁通，提高风机工作效率。

2.3 空调水系统节能运行

为了进一步提高空调水系统的运行效率，应该保持冷冻水和冷却水循环泵开启的数量和需要开启的冷机数量相同。按照实际需求，在冷机开启的时候，只对相应的冷冻水泵和冷却水泵进行开启操作，防止其他不投入使用的水泵被开启，有效解决能源消耗。冷却水泵和冷冻水泵的运行效率要保持在一定的范围内，应不低于60%，如果水泵的运行效率过低，需要及时的检查原因，从新调整期运行参数或者是进行更换。冷冻水供回水的温度差应该控制在4℃以上，如果冷冻水泵和冷却水泵可以进行变频调节，要对其转速进行实时控制，使得冷却水和冷冻水的回水温度差不低于4.5℃。如果采用的是二级水泵系统，二次侧的冷冻水回水温差应该大于4℃。如果是在冬季进行取暖，热水共回水温差应该大于8℃。

2.4 空调风系统节能控制和运行

在空调系统使用的时候，特别是对于间歇性运行空调系统而言，应该在使用30分钟内开启空气处理机组进行预冷或者预热，而且在这一阶段内，需要将新风风阀关闭。同时应该在停止使用前15～30分钟之内关闭空气处理机组。对于年使用时间大于1200小时、风机运行功率大于5kW的空调系统而言，应该采用变频控制的方式来控制空调的空气处理机组，从而根据室内温度来调节风机的运转速度和工作频率。在进行变频控制的时候，空调系统的最小风量应该满足气流组织的要求，并且也要满足风机机组正常运行的要求。为了室内环境的平衡，应该合理的控制新风机组和排放机组的运行状况。也要将外窗关闭，防止无组织新风的进入，而且也要有效避免楼梯和电梯等空间的空气气流。如果空调系统和一些需要大排风量的空间链接，应该设置自动闭门器等装置，使相连空间被截断，防止无效空气流动的出现。当室外温度适宜的时候，比如在春秋季节，室外温度比较适中，应该利用新风降温，尽量减少机械降温的运行时间，降低机械降温所消耗的能量。对于局部热源的热量而言，应该利用局部配热系统进行局部降温，防止其进入空调区域，增加空调负荷。应该保持排风热回收装置的正常运行，在空调系统运行的时候，要开启热回收装置，而且要使新风和排风通风阀处于正确位置上。

2.5 其他辅助型改造措施

降低大型建筑中央空调系统的能耗水平，达到节能的目的，不仅需要对空调系统的内在结构进行优化和改造，而且要求建筑的整体结构以及人员的使用习惯和意识观念相配合。首先，优化建筑外窗结构，提高建筑通风环境以及日照条件。其次，提高使用人员节能意识，在使用时，要管好外窗，防止无效的空气流动以及室内热量损失。最后，加强管理机制，形成有效的空调管理机制，提高空调运行效率，定时对空调系统进行检修和维护，防止空调故障而造成的能源消耗增大。

3 结束语

应该结合不同的区域环境、建筑物结构、通风条件，科学合理的利用中央空调系统，全方位多小度的提高系统工作效率，降低空调系统能耗，达到节能的目的。并加强管理以及技术更新，提高空调系统的内部稳定性和高效性，要制定适合区域发展的节能标准，从各个角度加强大型建筑中央空调系统的节能改造。

参考文献

[1]李海博.中央空调系统节能分析[J].门窗，2014（09）：159+161.