集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)芻議

王 景 波

(山西凱的建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃有限公司，山西 太原 030006)

集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)芻議

王 景 波

(山西凱的建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃有限公司，山西 太原 030006)

對(duì)目前我國(guó)集中空調(diào)設(shè)計(jì)施工與運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，從風(fēng)系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷熱源選擇四個(gè)角度出發(fā)，探討了集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，以降低系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

集中空調(diào)，系統(tǒng)，節(jié)能，問(wèn)題

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，城市化的進(jìn)程也逐漸加快。城市中的各種建筑鱗次櫛比，對(duì)能源的消耗越來(lái)越嚴(yán)重，在城市化進(jìn)程中應(yīng)運(yùn)而生的暖通空調(diào)對(duì)能源的消耗不可小視。能源的過(guò)度消耗不符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)人類未來(lái)的能源利用也有著極大的影響。在目前的建筑業(yè)的能耗中，空調(diào)能耗占總體能耗的比例越來(lái)越高。因此，在空調(diào)的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重視節(jié)能技術(shù)，降低系統(tǒng)能耗。

1 目前我國(guó)集中空調(diào)設(shè)計(jì)施工與運(yùn)行管理存在的問(wèn)題

1.1 集中空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

在當(dāng)前，我國(guó)部分暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員，常常是僅依靠負(fù)荷指標(biāo)的估算值來(lái)進(jìn)行冷熱負(fù)荷的計(jì)算，并沒(méi)有嚴(yán)格按照要求對(duì)室內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行逐時(shí)逐項(xiàng)冷負(fù)荷計(jì)算和熱負(fù)荷計(jì)算。即使有時(shí)對(duì)室內(nèi)冷熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算也只是按照設(shè)計(jì)軟件中默認(rèn)的數(shù)值和程序進(jìn)行，并沒(méi)有針對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，往往建筑專業(yè)采取的節(jié)能后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)比軟件默認(rèn)的小不少。這樣簡(jiǎn)單的對(duì)室內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行估算和不做任何調(diào)整的做法，往往導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)的計(jì)算冷熱負(fù)荷偏大，導(dǎo)致過(guò)多的能源及資金浪費(fèi)。還有些工程，設(shè)計(jì)人員為盡快完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)不進(jìn)行嚴(yán)格的水力計(jì)算或者僅按負(fù)荷流量大致分配管徑，而不控制水力失調(diào)度(或者不平衡率)，完全依靠平衡閥、調(diào)節(jié)閥等高阻力閥件實(shí)現(xiàn)大致的水力平衡。這樣容易導(dǎo)致局部管路由于阻力的損失過(guò)大或者過(guò)小而產(chǎn)生壓力分配不均衡的情況，同時(shí)由于高阻閥件的濫用造成循環(huán)泵輸出功率過(guò)大導(dǎo)致較大的輸送損耗。由于系統(tǒng)存在水力失調(diào)的隱患，各種系統(tǒng)失調(diào)問(wèn)題在各類工程中屢見(jiàn)不鮮，室內(nèi)冷熱不均、實(shí)際流量分配不滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象較為突出，系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難重重。

1.2 集中空調(diào)施工中存在的問(wèn)題

即使在完成了較為完善的空調(diào)設(shè)計(jì)之后，在施工過(guò)程中也難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。有些施工單位為了降低人員雇用方面的資金支出，聘用一些專業(yè)性不強(qiáng)的施工隊(duì)伍參與系統(tǒng)安裝工作。在實(shí)際工作中遇到臨時(shí)變更方案時(shí)，這些工作人員就會(huì)束手無(wú)策，不能及時(shí)對(duì)突發(fā)狀況做出正確的處理。如果施工人員將出現(xiàn)的問(wèn)題按照自己的想法隨意加以變動(dòng)，勢(shì)必會(huì)對(duì)系統(tǒng)以后的正常運(yùn)行帶來(lái)隱患。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行管理不到位

目前我國(guó)對(duì)于暖通空調(diào)工程在實(shí)際運(yùn)行中的管理還存在著許多問(wèn)題。對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行操作的工作人員很多不具備應(yīng)有的專業(yè)知識(shí)，在暖通空調(diào)的整個(gè)設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程完成之后，施工單位并沒(méi)有對(duì)即將實(shí)施操作的工作人員開(kāi)展系統(tǒng)性的培訓(xùn)，便讓其正式操作空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行工作。由于工作人員缺乏暖通空調(diào)的相關(guān)理論及應(yīng)對(duì)室外氣象參數(shù)和其他引起負(fù)荷變化的能力，很難有針對(duì)性的對(duì)系統(tǒng)展開(kāi)應(yīng)有的調(diào)節(jié)工作，進(jìn)而導(dǎo)致室內(nèi)參數(shù)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值而導(dǎo)致能量的較大浪費(fèi)。

在系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)程中，往往不會(huì)滿負(fù)荷運(yùn)行，在此期間應(yīng)對(duì)運(yùn)行主機(jī)的臺(tái)數(shù)加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也就是先臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)，再部分負(fù)荷調(diào)節(jié)，盡可能的避免能量的較大損失，使冷水機(jī)組工作在較高的能效之下。但是在實(shí)際工作中工作人員往往忽視對(duì)運(yùn)行臺(tái)數(shù)的優(yōu)先調(diào)整，致使多臺(tái)機(jī)組在較低的負(fù)荷下運(yùn)行，使機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際能效比較低，既影響機(jī)組的壽命，又浪費(fèi)能源。其次在運(yùn)行過(guò)程中不注重機(jī)器的維修和保養(yǎng)，機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行工作的順利實(shí)施。同時(shí)，對(duì)于業(yè)主來(lái)說(shuō)，機(jī)器屬有形資產(chǎn)，對(duì)機(jī)器的保護(hù)實(shí)際上是在無(wú)形中減輕企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此應(yīng)定期對(duì)機(jī)器進(jìn)行檢查，及時(shí)對(duì)低效率的設(shè)備予以維修和更換，定期清理系統(tǒng)，減少不必要的能量浪費(fèi)。同時(shí)，也應(yīng)高度重視滲漏等引起的熱損失及盤(pán)管附著物等。

1.4 節(jié)能方式的選擇使用問(wèn)題

隨著人們認(rèn)識(shí)的提高，人們逐漸意識(shí)到現(xiàn)代的發(fā)展方式給人類日后的生存帶來(lái)了一定的危害，逐漸認(rèn)識(shí)到節(jié)能環(huán)保的重要性。國(guó)家相關(guān)部門(mén)也抓住時(shí)機(jī)積極引導(dǎo)人們重視節(jié)能環(huán)保，在眾多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的暖通空調(diào)專家以及從業(yè)人員的共同努力下，產(chǎn)生了許多暖通空調(diào)專業(yè)的節(jié)能和環(huán)保新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，以及其他節(jié)能新技術(shù)。這些新方法和新技術(shù)都有其適用場(chǎng)合和使用前提，有些技術(shù)由于出現(xiàn)時(shí)間短，沒(méi)有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，還不是很成熟，不是在什么情況下都可采用。因此，在種類繁多的新技術(shù)中采用哪種節(jié)能技術(shù)和新材料、新設(shè)備成為擺在設(shè)計(jì)者面前的十分關(guān)鍵的問(wèn)題，但是在大多數(shù)情況下，由于對(duì)這些節(jié)能設(shè)計(jì)方案缺乏深入的理解，在設(shè)計(jì)中采用了不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)施和運(yùn)行便無(wú)法取得理想的效果，進(jìn)而造成投資浪費(fèi)。因此，在設(shè)計(jì)之初，對(duì)即將采用的新型節(jié)能技術(shù)進(jìn)行可靠性評(píng)估顯得非常必要。

2 集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 集中空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往忽視對(duì)自然進(jìn)排風(fēng)的利用，有的設(shè)計(jì)完全依賴機(jī)械進(jìn)排風(fēng)，這對(duì)系統(tǒng)節(jié)能不利。合理利用自然進(jìn)排風(fēng)，能使人們更有融于自然的感覺(jué)，通過(guò)與建筑專業(yè)的配合，設(shè)計(jì)合理的自然進(jìn)排風(fēng)通道，成為節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。

當(dāng)空調(diào)運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度及空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間存在相對(duì)較大的差別時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)劃分。當(dāng)空調(diào)供應(yīng)的建筑物空間較大，需要同時(shí)控制溫度和濕度時(shí)，空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量避免使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管，采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。這不但有助于溫度和濕度的控制，還有助于降低運(yùn)行能耗。

采用變風(fēng)量系統(tǒng)可以分區(qū)進(jìn)行溫度控制，減小設(shè)備容量和維護(hù)工作量，節(jié)省運(yùn)行能耗。在總風(fēng)量的確定過(guò)程中還需要考慮同時(shí)使用系數(shù)，因此在這種情況下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行所產(chǎn)生的能耗及裝機(jī)容量均有一定程度的降低。

溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)可溫度濕度分別獨(dú)立控制，用戶可根據(jù)使用需求開(kāi)閉調(diào)節(jié)相應(yīng)設(shè)備，有效節(jié)能。

2.2 集中空調(diào)冷熱水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)是集中空調(diào)運(yùn)行能夠發(fā)揮節(jié)能潛力的重要部分。空調(diào)水系統(tǒng)布置是否合理，直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行和節(jié)能效果。當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，采用變頻器控制循環(huán)水泵運(yùn)行，并與冷水機(jī)組等聯(lián)動(dòng)控制，具有顯著的節(jié)能效果。循環(huán)泵和對(duì)應(yīng)機(jī)組(或者鍋爐、換熱器等)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。合理劃分系統(tǒng)分區(qū)，盡量避免阻力差較大的環(huán)路布置，進(jìn)行嚴(yán)格的水力平衡計(jì)算，合理減少高阻力閥件的使用，當(dāng)機(jī)組不能在較低水量或者需定水量運(yùn)行時(shí)，需要設(shè)置平衡管，環(huán)路阻力差較大時(shí)考慮設(shè)置二級(jí)泵系統(tǒng)。合理選擇循環(huán)泵揚(yáng)程，減少不必要的能源浪費(fèi)。

2.3 集中空調(diào)冷卻水系統(tǒng)

空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)是集中空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，除非水資源極為豐沛并且水質(zhì)好、取水較為容易、代價(jià)很小，否則采用直流式的冷卻水系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致較大的輸送能量和水資源浪費(fèi)，因此多需要對(duì)冷卻水資源進(jìn)行循環(huán)利用。采用循環(huán)式的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的過(guò)程當(dāng)中，要達(dá)到理想的冷卻效果，則需要注意與周圍環(huán)境中的高溫區(qū)域隔離開(kāi)，同時(shí)充分保障通風(fēng)順暢以及周圍環(huán)境干凈。

在將多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)進(jìn)行冷卻工作時(shí)，為了避免過(guò)多浪費(fèi)且防止冷卻塔中補(bǔ)水與溢水的不均衡，各個(gè)冷卻塔之間用共用連通水槽或者連通管進(jìn)行連接。在冷卻塔的總供水管、回水管之間設(shè)置旁通管以及兩通或三通調(diào)節(jié)閥進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制，以滿足冷水機(jī)組所需要的低溫保護(hù)。此外，風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟與停止可以通過(guò)出水的溫度加以控制。多塔冷卻水系統(tǒng)可將電動(dòng)閥門(mén)、冷卻塔風(fēng)機(jī)與冷水機(jī)組聯(lián)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際需要開(kāi)啟相應(yīng)的冷卻水管路閥門(mén)、循環(huán)泵(可采用變頻技術(shù))以及對(duì)應(yīng)的冷卻塔風(fēng)機(jī)，可有效節(jié)水、節(jié)電(即節(jié)能)。

2.4 集中空調(diào)系統(tǒng)冷熱源的合理選擇

要在空調(diào)的實(shí)際運(yùn)行中減少能耗，空調(diào)冷熱源的選擇十分重要。空調(diào)冷熱源的選擇與建筑物的使用功能、規(guī)模大小以及空調(diào)功能的要求、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況、資源的豐富程度、能源的價(jià)格政策等息息相關(guān)。應(yīng)結(jié)合各方面條件，權(quán)衡利弊，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和能耗分析，綜合考慮。假如在工程實(shí)施地附近有區(qū)域供熱或者工廠余熱等條件，那么將這些作為空調(diào)的熱源無(wú)疑是最好的選擇。假如在施工地附近有熱力發(fā)電廠，那么可以將熱力發(fā)電廠的余熱供熱技術(shù)和供冷技術(shù)運(yùn)用到空調(diào)系統(tǒng)中。在天然氣資源充足的區(qū)域內(nèi)，要想提高暖通空調(diào)運(yùn)行中能源的利用率，可以進(jìn)行天然氣與電力的互補(bǔ)，也就是采用分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。除此之外，如果當(dāng)?shù)氐哪茉捶N類比較豐富也可以采用復(fù)合式的能源供應(yīng)方式，亦或是利用較好的地理?xiàng)l件，通過(guò)技術(shù)分析，進(jìn)行水地?zé)嵩幢玫慕ㄔO(shè)，為空調(diào)的運(yùn)行供冷或者供熱。在機(jī)組選擇使用上，帶有熱回收的機(jī)組越來(lái)越受到青睞。熱回收技術(shù)將是暖通空調(diào)的重要研究方向。

3 結(jié)語(yǔ)

暖通空調(diào)能耗在建筑能耗中占有相當(dāng)大的比重。現(xiàn)階段，幾近陷入能源危機(jī)的社會(huì)中如何節(jié)能減排已經(jīng)成為社會(huì)各界的共識(shí)和首要任務(wù)，因此集中空調(diào)設(shè)計(jì)施工及運(yùn)行管理中存在的一系列問(wèn)題我們要有足夠的重視，做好集中空調(diào)設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)并有針對(duì)性的選擇利用。對(duì)于暖通空調(diào)中的節(jié)能技術(shù)，政府的相關(guān)部門(mén)也應(yīng)給予密切關(guān)注和大力支持，同時(shí)加大節(jié)能環(huán)保的宣傳力度，讓全社會(huì)都有較高的節(jié)能環(huán)保意識(shí)。相信通過(guò)社會(huì)各界的不斷努力，我們的生活環(huán)境一定會(huì)更加美好。

[1] 黃璞潔.綠色建筑理念在中國(guó)(泰州)科學(xué)發(fā)展觀展示館暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)[J].暖通空調(diào),2012,42(8):142-143.

[2] 黃滿祥.節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技研究,2013(12):28-29.

[3] 丁艷國(guó).淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2014(10):37-38.

Discussiononenergy-savingtechnologyofcentralizedair-conditioningsystem

WANGJing-bo

(ShanxiKaidiBuildingDesign&PlanningCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper analyzes current domestic centralized air-conditioning design construction and operation management problems, and explores energy-saving technology design methods of centralized air-conditioning system from four aspects of wind system, cold-hot-water system, cooling-water system and cold-hot source selection, with a view to reduce energy consumption and save energy as well.

centralized air-conditioning, system, energy conservation, problem

1009-6825(2014)33-0196-03

2014-09-17

王景波(1973- )，男，助理工程師

TU831.3

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