中央空調系統的節能措施

賀利娜

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

戶式中央空調已經被中國空調行業中的大多數人士公認為未來住宅空調的主流產品。與普通空調器相比較，戶式中央空調具有舒適、美觀、節能等特點；不僅可以引入新風、改善空氣品質，消除"空調病"的煩惱，而且使居住室內空氣分布更加均勻、溫度波動小，舒適感好。

我國的節約能源法中指出，節能是指加強用能的管理，采取技術可行、經濟合理以及環境和社會可以承擔的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源。節能還包括再生能源和新能源的開發利用。

節能對于我國現代化建設來說，具有更重大的意義。目前，全國各地電力十分緊張，但所需能量也在迅速增長。因此，在空調設計中應注意改善圍護結構的熱工性能和熱設備的保溫性能；中央空調系統方案要節約能源，充分回收能量，并盡可能利用天然能源，同時采取自控節能等措施。

1 中央空調系統節能評價

通常供給中央空調系統的能量由熱源和冷源、經水系統傳遞給風系統，再由風系統將能量傳遞給被調節的房間，以達到所要求的室內溫、濕度參數。能量有效利用的評價指數可由單位能耗指數、空調耗能系數（CEC）來評定。

1.1 建筑物熱特性評價指數

建筑物圍護結構的保溫性能直接決定了空調房間的冷（熱）負荷，若要節約中央空調系統的能耗，就必須改善圍護結構的保溫性能?，F在許多國家提出了各種改善建筑保溫性能的措施，并規定了圍護結構最大傳熱系數。一些國家采用限制年負荷系數（PAL）

1.2 空調耗能系數（CEC）

由（2）可知，CEC即為全年系統冷、熱源耗能量與全年系統泵與風機耗能量之和，除以全年系統供熱負荷、供冷負荷、新風冷負荷、新風熱負荷之和。當采取節能措施，降低系統能耗時，CEC的值可判斷中央空調系統的節能性。對不同規模（大、中、?。⒉煌貐^（寒、溫、熱）的標準辦公樓所做的設計以及利用計算機模擬求得CEC數值表明：基準型中央空調系統的CEC約在1.6左右；節能型中央空調系統的CEC可接近1.1。

2 中央空調系統具體節能措施

中央空調系統的節能是一個系統工程，要求在能源利用的各個環節和系統從規劃到運轉的全過程中貫徹節能的觀點，才可能達到節能的效果，如果在某個環節上造成了能源的浪費，整個系統也不能說是節能的。

2.1 改善圍護結構的保溫性能

建筑物冬季的熱負荷和夏季的冷負荷有一部分來自建筑物的外圍護結構。從建筑體形來說，同樣面積的建筑物，接近立方體的外表面積最小，可以節能。

圍護結構保溫性能在建筑的節能中起著很重要的作用。一些研究表明，增大圍護結構的保溫性能，年空調冷負荷反而有所增加，其原因是在室外氣溫高的月份和時刻，保溫性能好，可以節省空調冷量，但在非最熱月或一天中的夜間，氣溫低時，不利于建筑散熱，反而增加了冷負荷。當然，圍護結構保溫性能好，空調的設計冷負荷會小些。

2.2 合理確定室內溫、濕度

假設空調室外計算參數為定值時，夏季空調室內空氣計算溫度和濕度越低，房間的計算冷負荷就越大，系統耗能也越大。通過研究證明，在不降低室內舒適度標準的前提下，合理組合室內空氣設計參數可以收到明顯的節能效果。

2.2.1 溫濕度變化對熱舒適度的影響

室內空氣溫度改變對室內熱舒適度的影響非常大，而相對濕度的變化對人的熱舒適感幾乎沒有影響。

2.2.2 室內設計溫度改變對空調能耗的影響

采用冷負荷系數法計算出在不同室內設計溫度tn下的設計空調冷負荷、濕負荷、制冷量以及以室內設計溫度25℃為基準的節能率。由結果的變化規律可以看出隨室內溫度的變化，節能率呈線性規律變化，室內設計溫度每提高1℃，中央空調系統將減少能耗約6%。

2.2.3 相對濕度的改變對空調能耗的影響

當相對濕度大于50%時，節能率隨相對濕度呈線性規律變化。由于夏季室內設計相對濕度一般不會低于50%，所以以50%為基準，相對濕度每增加5%，節能10%。

2.2.4 室內設計參數的優化組合

通過以上分析可以很清楚地看到：室內空氣溫度對人的熱舒適感影響很大，但對空調能耗的影響則比較小。而相對濕度對人的熱舒適感影響很小，但是對空調的能耗影響很大。

2.3 采用合理的中央空調系統及冷源方案

中央空調系統的能耗是由風系統和水系統的能耗組成的。在風系統中，風機的能耗占相當大的比例；而水系統中，節約水泵與冷水機組的能耗才是節能中最關鍵的部分。

2.4 減少輸送系統的能耗

中央空調系統中，空氣與水通常是冷量載體。輸送過程能耗包括：通過傳熱的冷量損失和輸送過程的流動阻力損失。對于輸送冷量的水系統或空氣的管路系統，克服流動阻力的能量又轉變為熱量導致冷量損失。

3 暖通空調系統的節能

首先，空調新風問題是影響空調是否節能的一個方面，新風量過多會增加其負荷，進而增加電耗，處理的新風量過少則會影響空調環境的質量，因此針對具體的空調環境做好送風溫度和新風比例的調整非常有利于節能。

其次，選擇合適的空調方式是空調節能的一個重要方面。進幾年來，變頻空調由其具有節能和提供舒適內環境的顯著特點，而得到飛速發展，到目前為止，變頻空調器占日本房間空調器市場銷售份額的80%以上。

再次，盡量對空調系統進行優化設計，在既要節能，又要保證室內空氣品質的前提下，風量可調的置換式送風系統、冷輻射吊頂系統、結合冰蓄冷的低溫送風系統、蒸發冷卻和去濕空調系統以及免費供冷系統等在國外綠包辦公建筑中已成為流行的空調方案。目前國內外不少公司、科研院所的研究人員都在致力于這方面的研究工作。

還有，空調系統能耗特點之一是大量余熱的浪費。從節能考慮，將系統中需排掉的余熱移向需要熱的地方去是節能的一種趨勢。一種常用的方式采用熱輪回收余熱，它由多孔和高比熱容量的材料制成，有轉盤式和轉鼓式兩類結構形式。

最后，我們應當積極開發新能源，積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。這些能源的開發利用日益引起世界各國的重視，它將是解決世界能源危機的根本措施。我國已有這方面的研究應用，如地源熱泵系統、太陽能-水源熱泵系統及太陽能-空氣能熱泵系統等。這些系統高效節能、無污染，不失為一種有效利用自然能的好途徑。

4 結束語

這里我們主要介紹了空調系統能源有效利用和節能的幾個主要途徑。一是改善建筑環境，提倡綠色建筑和建筑物的自身節能。二是優選建筑物空調系統運行模式及設備，加強自動控制運行管理方式。在空調領域，舒適和節能成為當今建筑、設計的基本課題，保護環境，利用自然能源，削減能源負荷，成為今后建筑設計的方向。