中央空调系统的节能措施探析

芮鑫

摘 要：近年来建筑行业取得了快速的发展，在建筑中中央空调系统应用也越来越广泛。中央空调系统作为建筑中的能耗大户，为了实现能源的节约，需要采取积极有效的措施来降低中央空调的能源消耗，实现能源的可持续利用。文中从中央空调系统的特点入手，分析了影响中央空调系统节能的关键环节，并进一步对中央空调系统的节能措施进行了具体的阐述。

关键词：中央空调系统；特点；节能措施；自动化；变频控制

中图分类号：TU201.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0145-02

Abstract： In recent years， the construction industry has made rapid development， and it has been widely used in the central air conditioning system. Central air-conditioning system as a large energy consumption building， in order to achieve energy conservation， so we need to take active and effective measures to reduce the energy consumption of central air conditioning， to achieve sustainable use of energy. Starting with the characteristics of central air conditioning system， this paper analyzes the key links that affect the energy saving of central air conditioning system， and further expounds the energy saving measures of central air conditioning system.

Keywords： central air conditioning system； characteristics； energy saving measures； automation； frequency conversion control

前言

随着社会和经济的快速发展，能源紧缺问题越来越突出，实现能源的节约和高效利用已成为当前急需解决的重要问题。由于中央空调系统运行过程中能源消耗量较大，因此当前建筑行业迫切需要实现中央空调系统的节能，即针对中央空调系统能耗的现状，采取有效的节能措施，以此来实现能源的高效利用，促进经济的可持续发展。

1 中央空调系统特点

1.1 干扰性

中央空调系统在长期的运行过程中，会受到来自于内部条件和外部条件所带来的干扰。内部环境多为投入运行量、机房设备的启停及工作人员变化等，外部条件则如太阳照射、温度、风雨、雷电等。这些因素的变化都会对中央空调系统的运行带来一定的干扰性。

1.2 调节对象

在相同的干扰作用下，不同被控对象被控量随着时间变化和过程也会存在差异，针对于此类干扰因素，需要利用空调自控系统对其加以排除，实现对空调房间空气品质、温度和湿度的有效控制。湿度和温度控制效果受到自控系统的影响，同时还会受到空调对象特性和空调系统的合理性等的影响。

1.3 温湿度的相关性

在对中央空调系统控制过程中，主要是针对房间内的温度和湿度的控制。在实际控制过程中，温度和湿度作为相同的调节对象，两个量能够同时被调节，并在调节过程中相互产生影响。即当室内温度升高时，空气中水蒸气的饱和分压力会产生改变，当含湿量不变的基础上，室内相对湿度会发生改变，即温度上升时相对湿度则会下降，反之则相对湿度会上升。即在具体调节操作过程中，当对某一参数进行调节时，另一参数也会发生改变。

1.4 多种运行方式的转换控制

中央空调系统在全天或是全年运行中，需要通过多种运行方式的转换和控制来实现空调系统在室内外的调节工作。即中央空调系统需要隨着室内外条件的改变而对运行方式进行转换调节，通过转换工况来确保其功能的实现。

1.5 整体控制性

空调自动控制系统，主要是针对于空调房的室内相对湿度和空气温度进行控制。中央空调控制系统中，经过工况转换和空气处理各个环节的密切联系，有效的保证了控制系统的统一性。同时按照相关的工作准则来对空气处理设备进行启停，通过联锁控制和调节各个参数来实现对室内温度和湿度的有效控制。

2 影响中央空调系统节能的关键环节

2.1 中央空调系统的设计不合理

在中央空调系统设计中，冷热负荷计算不准确是较为普遍的问题。中央空调系统中，冷热负荷作为最基础的数据，主机、锅炉、水泵、空调箱及风机盘管等的选择都需要以冷热负荷作为重要依据。但基于当前建筑形式的多样化特点，空调设计计算时缺乏必要的条件，因此通常设计时会采用概算指标进行估算，而且存在指标一再加大的问题，这样就极易出现冷热源主机长时间的处于低负荷和低效率的运行状况下，导致能耗增加。例如部分设计人员负荷计算较为准确，但选型时为确保空调安装使用后客户能够立即感受到效果，则会选择冷负荷偏大的主机，因此整个系统容量会增大，容量存在闲置浪费问题，不仅增加了工程投资，而且系统运行时能耗也会增加。

2.2 中央空调系统的运营管理不足

由于中央空调系统运营管理工作中会涉及到热力学和制冷理论等专业性的知识。但在实际工作中，这类专业人才缺乏，因此会对中央空调系统运营管理质量带来较大的影响。存在运营管理工作中缺乏全面统筹，只针对国家标准中冷水机组的能耗效率限定值及能源等级的规定，其他各部分的能耗指标存在标准不明的问题。这就导致实际中央空调系统运行过程中节能效果不明显。

3 中央空调系统的节能措施

3.1 优化设计，降低输送系统的能耗

中央空调系统运行过程中传输介质主要以空气和水为主，在具体传输过程中能耗主要以能量损耗和流动阻力损失为主。因此在中央空调系统运行过程中，需要做好具体的节能工作，采取科学合理的节能措施。在具体节能工作中，针对于中央空調系统的设计，需要根据全年负荷情况来选择冷热水机组，并对其进行合理搭配。同时依据系统阻力数据来选择配套的泵和风机的型号，确保后续中央空调系统运行过程中能够达到良好的节能效果。同时还要保证水管和风管的温度，这样空调系统运转过程中室外环境对其影响会有所降低。在设计工艺条件允许下还要尽可能的增大送风温差，这样有利于减少水路、风路系统的容量，泵和风机的能耗会降低，空调系统也能够保护室内具有较好的舒适性。在中央空调系统运行过程中，送风温度通常保持在6℃-10℃之间，通过运用大温差传输系统，送风温差控制在14℃-20℃之间，可以有效的减少管路断面，确保输送过程中能耗的下降。另外，还要综合考虑中央空调系统总能耗、质量和费用等方面因素，对送风温差的幅度进行有效控制，避免出现温差过大对中央空调系统的经济性带来不利影响。还可以参照建筑物空间和环境，运用具有更高输送效率的介质，也可能降低能量损耗，达到节能的效果。

3.2 合理控制室内温湿度，提高系统自动化水平

空调系统的节能与室内温湿度关系十分密切，具体可以通过借助于直接数字控制器来对水流和空气的流动进行控制，实现中央空调系统的自动运行，使室内环境处于适宜的温度和湿度范围内，将中央空调系统的能耗控制在合理水平，降低能耗和运行费用。在对于中央空调系统运行管理工作中，需要认真、高效的记录和监控室内温度，并将其作为空调系统运行的依据。在中央空调系统运行过程中，避免追求过冷或是过热的室温，从而导致中央空调系统运行能耗的增加。

3.3 推广使用变频控制，从源头控制能源消耗

在当前建筑中央空调系统使用方面，其使用时间多集中于固定的时间，这种情况下如果在非高峰期内中央空调系统还处于最大负荷状态下运行，必然会导致能源的浪费。这就要求在设计中央空调系统时，其驱动标准以最大冷负荷作为设计依据，并针对实时的温度参数，通过采用变频控制来保证中央空调系统达到节能运营的目标，这样可以有效的解决中央空调系统最大功率输出的能源耗费问题。即在中央空调系统设计过程中引入变频技术，确保所研发出来的风机水泵和冷水机组与中央空调系统达到较好的匹配度和契合度，在具体运行时通过对负荷进行调节，则可以对空调内部的水流量和风流量进行改变，实现功率输出的降低，确保在适宜温度和湿度的基础上，实现对能源消耗的有效控制，确保成本能够降至最低水平。

3.4 优先选用节能机组

在满足冷热负荷的前提下，优先选用能效比高的节能机组，可大幅减少机组能耗。例如阳城电厂一期汽机房18米制冷机组为活塞式制冷机组，型号为30HT-320，额定制冷量为1029.4kW，额定功率为242.2kW。后期通过技术改造，更换为型号为30XW1052的螺杆式制冷机组，额定制冷量为1052kW，额定功率为194kW，在最大制冷量有所增加的情况下，最大功率反而降低了48kW，相比原来的机组，效率提高约20%，节能效果明显。

3.5 加强能源重复利用，配备冷量、热量回收装置

在空调的循环系统中，空气的流动会造成大量的热量流失，室外空气的输入往往是以室内空气的排出为代价，这里所说的代价就是室内空气流出带出的热量，举例来说，如果此时室内空气是25℃，而室外空气温度为32℃，25℃的空气直接排入32℃的空气中，会造成冷量的损失。合理配备冷量回收装置，让室外新风和室内排风在装置内先进行热量的交换，室外新风与室内空气的温差缩小，可以大大降低空调机组的能源消耗。

3.6 保证空调系统内部的水质，提高热交换率

中央空调系统每年的使用时间较为集中，在闲置期间，由于系统内部的静止，内部难免会产生水垢，腐蚀，而且空气中的细菌、尘埃等也会腐蚀、堵塞管道，从而造成管道流动阻力加大等问题，大大的增加了电力能源的消耗，根据数据显示，冷凝器水垢每增加0.1毫米，热交换率就降低30%，耗电量则增加5%-8%。因此，定期对中央空调系统进行清理可以有效避免以上问题的发生，提高空调系统内部的热交换率。

4 结束语

为了更好的符合国家节能减排的倡导，在中央空调系统节能过程中，需要在设计和运行工作方面来实现节能的目的，通过分析中央空调系统节能的关键点，并积极采取各种有效的节能措施，并重视现代化技术的应用，以此来实现中央空调系统的节能，为我国经济的健康、持续发展奠定良好的基础。

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