水冷式中央空調的節能措施

摘 要：近年來隨著社會經濟的持續快速發展，我國建筑行業呈現出蓬勃發展的態勢。各類建筑中，中央空調系統的應用日益普及，由此造成的能源消耗已成為影響國家能源戰略的重要方面。文章根據實際經驗，對中央空調能耗進行了分析，并對中央空調節能措施以及空調施工中的注意點提出了一些看法。

關鍵詞：中央空調；建筑節能；耗能；措施

一、中央空調能耗分析

（一）水冷式中央空調系統中能耗最大的設備屬冷水機組，冷水機組按照壓縮機的類型分為：往復式（也稱活塞式）機組、螺桿式機組和離心式機組，其動力能源為電能和熱能，按照其額定制冷量和制冷效率，一般的額定輸入功率從100KW到1000KW。冷水機組的目的是生產低溫（7°C）的冷凍水，所以供水溫度的高低直接影響機組的負荷。而末端空氣處理機起動的多少也會影響冷凍水的回水溫度，回水溫度越高，機組負荷越大。

（二）冷凍水循環泵（簡稱冷凍泵）主要提供冷凍水循環的動力，其輸入功率一般從11KW到132KW，傳統的設計冷凍泵為定量泵，輸出功率恒定不變；冷卻水循環泵（簡稱冷卻泵）主要提供冷卻水循環的動力，其輸入功率一般從11KW到132KW，傳統的設計冷卻泵為定量泵，輸出功率恒定不變。

（三）冷卻塔風機主要為冷卻水降溫提供風力，其輸入功率一般從3KW到15KW，傳統的設計冷卻塔風機為恒速風機，輸出功率恒定不變。

（四）空氣處理機是進行室內空氣溫度調節的末端設備，其中風機提供了室內空氣循環所需要的動力，通常采用恒速定風量風機，額定功率從0.5KW到15KW，但數量較多。

（五）中央空調的設計往往是按照當地的氣象資料和建筑物的特點而設計的，并考慮到最大能量需求，還要預留10%至20%的設計余量，所以主機、水泵、風機都有很大的余量。

（六）由于季節的輪轉和時間的變化，中央空調全年以最大功率運行的時間很短，一般不足1%，所以大量恒速電機存在很大的節能潛力。

（七）用戶的維護意識淡薄也是造成中央空調效率降低的原因之一。

二、中央空調節能措施

（一）制冷主機的節能

在中央空調系統中，主機能耗占總能耗的60%以上，因此主機的節能運行是整個系統節能的重要環節。常見的節能控制方法有：

1、啟停最佳控制。空調裝置消耗的電能等于裝置運行的時間和裝置的容量的乘積，如果運行時間減少，消耗的電能就會按比例下降，對建筑物不同場所的空調負荷進行詳細的調查分析，尋找最佳啟停控制方式。

2、針對負荷分別徐徐增減主機開啟的臺數或調節主機運行功率。

3、參數選擇。在中央空調設計時合理設定室內設計計算溫度和濕度，避免夏天采用過低溫度和冬天采用過高的溫度，設計中避免送風溫度過低，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。

（二）水泵的節能

由于水泵在設備選型時大都留有余量，因此水泵的出水側閥門都不會全開，有的僅能開到1/2，這就造成了閥門的節流損失，同時由于閥門限制水量，使主機的制冷效果不理想，往往造成單機供冷不夠，雙機或多機時卻在部分負荷下工作造成大量的電能浪費。在此，變頻調速技術能使閥門全開，其節流效果良好。

（三）冷卻塔的節能

冷卻塔的能耗在空調系統中所占的比例雖然并不大，但由于其使用頻率高，累積能耗還是十分大的。

1、溫度控制。利用熱敏電阻連接溫度調節器，控制冷卻塔風機電源的通斷，熱負荷變化時，通過熱敏電阻的檢測，發信號給溫度計，控制風機的開停，熱負荷低于某種程度，命令風機停止運轉，熱負荷升高，再讓風機啟動，從而達到節能的目的。

2、風機臺數的控制。對并聯配置的冷卻塔而言，風量的調節可以通過風機臺數控制來實現，根據實際需要來確定風機開啟的臺數。

（四）水系統的節能

1、冷凍水系統的節能。冷凍水溫度越高，冷水機組的制冷效率就越高。首先，不要設置過低的冷水機組冷凍水設定溫度。其次一定要關閉停止運行的冷水機組的水閥，防止部分冷凍水走旁通管路，否則，經過運行中的冷水機組的水量就會減少，導致冷凍水的溫度被冷水機組降到過低的水平。

2、冷卻水的節能。由于冷卻水溫度越低，冷機的制冷系數就越高。首先，對于停止運行的冷卻塔，其進出水管的閥門應該關閉。否則，因為來自停開的冷卻塔的水溫度較高，混合后的冷卻水水溫就會提高，冷水機組的制冷系數就減低了。其次，冷卻塔使用一段時間后應及時檢修，否則冷卻塔的效率會下降。

（五）圍護結構的選擇和改善

對于中央空調系統而言，通過維護結構的空調負荷占有很大比例，研究表明，增大圍護結構的保溫性能，可降低中央空調的設計負荷。首先，合理設計窗的構造，對于窗戶面積比較大的建筑物，應考慮采用吸熱玻璃、熱反射玻璃或遮陽措施，如遮陽板、屋檐、百葉板、窗簾等。第二，提高門窗氣密性，房間換氣次數由0.8h降到0.5h，建筑物的耗冷可降低8%左右，因此設計中應采用密閉性良好的門窗，可有效降低空調能耗。第三，使用節能型建筑材料，可有效減少通過圍護結構的散熱，從而降低各主要設備的容量，達到顯著的節能效果。另外，通過在普通屋頂表面涂上淺色的、高反射率的材料，提高屋頂的日射反射率，減少太陽熱量的吸收，從而達到減少空調冷負荷、節約空調能耗的目的。

（六）減少水側污垢、腐蝕及青苔的影響

中央空調水循環系統容易形成水側污垢、腐蝕及青苔等，嚴重影響導熱系數，是造成中央空調系統能耗偏高的重要原因。為了減少這些現象，除了在冷凍水管路安裝用軟化水設備和冷卻水管路安裝電子水處理儀等水處理裝置外，每兩個制冷運行期結束后都應對水循環系統管路進行除垢、清洗和保養。

（七）通風系統的清理維護

通風系統中污染物對能耗的影響體現在送回風系統上，大量的灰塵和顆粒物在送回風管道的內壁產生上聚集，降低了風閥和風管的性能；同時降低了送、回風速度和送、回風量，增加了風機的能耗，所以要經常清理。定期檢查和清理更換過濾器，保持空調系統潔凈，經常打掃空調箱、風機箱，清洗和更換消聲器。

三、中央空調施工中應該注意的問題

中央空調施工質量的好壞直接影響到系統的運行效果，甚至影響到系統能否長期穩定可靠地運行，結合空調系統的工作特點，施工中應該注意一下幾方面。

（一）管道的保溫。冷熱介質在傳輸過程中有冷熱損失的部位均應保溫，保溫材料材料應該具備導熱系數小、吸濕性小、抗凍性好、使用安全等特點，最小保溫厚度應滿足其外表面溫度比最熱月室外氣溫的平均露點高3°C，防治保溫層外表面結露現象。在保溫過程中，保溫管殼應封閉粘結，嚴禁空氣的深入。管道與支架之間，管道穿墻、穿樓板時保溫不得間斷，盡量避免“冷橋”、“熱橋”現象的發生。

（二）通風管道的密封性。進行通風管道施工時，管道的密封性應放在首要位置考慮，風管法蘭連接處或風管咬口有縫隙，會造成漏風現象，使冷量浪費在冷量輸送的半途中，系統能耗增加。

（三）風口與風管的連接緊密性。大多數中央空調系統，風口安裝時，風管僅僅伸到風口的頸部位置，不做任何密封處理，使得風口與風管的連接處大量漏風，冷量消耗在吊頂內。為減少漏風現象，應做密封得理，或風口與風管的連接處采用帆布軟接，長度為10～15mm，帆布軟接不宜過長。

（四）空調回風的處理。空氣處理器和風機盤的回風，大多數中央空調系統都是采用無管道回風方式，即空調房間的空氣，先回到空調機房或吊頂內，才到達空氣處理器或風機盤，這種方式會造成空調房間的空氣在回到空氣處理器或風機盤時，已經被動地升高溫度，形成冷量損失。應該通過管道把空調房間的空氣直接送至空氣處理器或風機盤，減少沿路損失。