建筑空调工程的节能减排技术措施

陈志伟

(四川省建筑设计研究院，四川 成都 610000)

1 引言

近年来，随着城市建设规模的不断扩大和城市建设的加速，城市现代化的发展进程也逐渐提速。在现代城市建筑中，空调的应用不断扩大，在空调系统实际运行过程中，其能量消耗很大，影响着整个建筑的节能减排效果。与此同时，在当前设计空调节能和减排的城市建筑过程中，由于对工程项目的能源状况认识不足、管理环节薄弱和设计方案的不合理等因素，空调的节能和减排的设计均受到不同程度的影响。

2 目前建筑空调项目的不足之处

(1)建筑维护结构传热系数大，无外窗不能满足自然通风等因素，造成空调主机增大，运行时间加长。

(2)空调系统设计不合理：①设计阶段没有详细进行冷、热负荷计算，通过估算的负荷普遍偏大，空调设备选型增大，不仅造成系统初投资增加，而且空调系统在低负荷、低效率下运行，运行费用增加；②冷、热源选择不合理，需根据建筑的使用功能、负荷特点、当地既有能源等因素选用合理的冷、热源方案；为节省初投资，选用低效率空调设备；③空调机房位置不合理，远离空调使用区域，增加输配系统能耗；④监测、控制与计量系统不完善，不能监测建筑工程适时负荷调整空调运行措施，使空调系统处于低效率，小温差运行。

(3)空调系统施工完成后，施工单位未对系统进行认真的调试，主要包括空调风系统及水系统水力未调节平衡，自控系统未调试完成。因此不能保证空调系统运行中达到设计参数。

(4)空调系统缺乏后期维保。暖通系统运行中需安排具有丰富维修经验和理论知识的专业人员进行定时维修、保养。应根据建筑实际所需负荷调整空调系统的运行措施，保证系统处于高效率运行，实现暖通系统的节能减排。而在实际的项目管理中，大多数企业没有配备专业人员进行系统维护，导致系统的负荷状态和系统设备的运行状态无法得到监督。

3 优化设计方案，促进空调节能减排

3.1 建筑与建筑热工设计的节能措施

建筑节能设计应以被动节能为主，主动节能为辅的设计原则。据当地的气候条件，在保证室内环境参数条件下，改善围护结构保温隔热性能，提高建筑设备及系统的能源利用效率，利用可再生能源，降低建筑空调系统的能耗；建筑平面布置时应有利于自然通风和冬季日照。冷热源机房尽量靠近冷热负荷中心位置，减少能源供应输送距离。减小屋面、外墙及外窗等维护结构的传热系数。采用可开启的外窗进行自然通风。建筑外门设置门斗、双层外门或增加保温隔热措施等措施以减少冷风渗透，减少建筑的能耗。建筑中庭采用自然通风来降温。

3.2 供暖通风与空气调节的节能措施

(1)空调冷热负荷是确定空调方案的首要基础资料，通风空调设计中首先需详细计算建筑最大负荷，同时需了解全年空调负荷动态分布情况。

(2)冷源及热源的确定应根据建筑规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环保政策的相关规定，经技术经济综合分析后，合理确定通风、供暖及空调冷、热源系统。常见的冷热源系统主要有：①电制冷冷水机组+锅炉(市政热网)方式。该系统较为常规，初投资省、效率高、系统成熟等优点，适用范围广；②有可供利用的废热或工业余热作为热源，利用高温废热时选用吸收式冷水机组；③利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源，常见系统包括利用地表水或地下水地源热泵系统及空气源热泵系统；④在高温干燥地区可采用间接蒸发冷却冷水机组作为空调系统的冷源；⑤天然气供应充足的地区，冷、热、电联产系统的能源综合利用效率高且经济合理时，可采用分布式燃气冷热电三联供系统；⑥内区常年需要供冷的建筑，外区需供冷、供热的建筑，可采用水环热泵空调系统供冷、供热；⑦峰谷电价差较大的地区，可采用蓄能系统供冷、供热。

冷热源设备需选用高效率设备，其主要评价指标为：冷水机组的性能系数(COP)、机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)、锅炉的热效率等参数需满足相应的国家规范要求。不得选用已经淘汰的设备。

3.3 通风空调系统的输配系统的节能措施

(1)根据集中供暖系统电输热比(EHR-h)、空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比[ECCH)R-a]、风道系统单位风量耗功率(W s)、空调系统的电冷源综合制冷性能系数(SCOP)指标要求选用循环水泵、风机。可通过风机、循环水泵变频、提高供回水温差及送风温差等措施减少水泵及风机的流量，降低系统阻力，以降低水泵和风机的运行功率。

(2)通过详细的水力计算，合理确定系统的布置。以保证各支路水力平衡，根据水力平衡要求可设置相应的水力平衡装置，如果各支路阻力相差加大时，可采用二级泵系统，根据每个支路的阻力情况配置相应的扬程二级变频泵。

(3)空调新风负荷占房间总负荷比例较高，有的房间甚至高达40%以上。在人员密度相对较大且变化较大的房间(会议室、多功能厅等)，宜设置室内CO2浓度检测控制系统进行新风量控制。

(4)对于进深较大的房间(大于6 m以上)，内区需常年供冷，可将房间的内区、外区分别划分独立的空调系统，内区空调系统常年供冷，外区空调系统冬季供暖，夏季供冷。

(5)设有集中排风的空调系统通过空气-空气能量回收装置回收排风系统的能量。

(6)全空气系统设计中需满足采用全新风运行的条件。集中新风机组可满足过渡季节加大新风量运行的条件。

(7)管道和设备应加强保温保冷的绝热措施，避免产生冷、热桥的措施，以减少能源的损失。

4 监测、控制与计量

为降低运行能耗，通风空调系统应进行必要的监测及控制，一般采用直接数字控制系统。

(1)为加强建筑用能的量化管理，减少水系统的“跑冒滴漏”现象。锅炉房、换热机房和制冷机房应进行能量计量，能量计量应包括下列内容：燃料的消耗量；制冷机的耗电量；集中供热系统的供热量；补水量。采用区域性冷源和热源时，在每栋公共建筑的冷源和热源入口处，设置能量计量装置。

(2)为便于运行管理，制冷机房、锅炉房和换热机房设置供热量自动控制装置及机房群控系统。根据室外温度调整机组的运行台数及供回水温度。

(4)供暖空调系统设置室温调控装置，实现房间按需供热、行为节能的要求。

(5)全空气空调系统设置自动控制系统，满足过渡季节采用全新风运行；集中新风机组过渡季节加大新风量运行，风机变频等措施。

5 结论

空调系统的节能减排设计方案能够降低建筑整体的能源消耗，这是与国民经济和人民生活及可持续发展息息相关的。完善的空调节能方案可实现能耗降低，以及实现空调系统的节能减排目标，为符合国家政策、满足项目需求奠定基础。