高層建筑中央空調(diào)送風(fēng)的節(jié)能措施研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，帶動(dòng)了城市建設(shè)和建筑設(shè)施的發(fā)展。目前我國(guó)高層建筑物數(shù)量不斷增加，中央空調(diào)使用的數(shù)量也在逐步增加。如今，高層建筑物的中央空調(diào)設(shè)備日益普遍，其是一種主要的建筑運(yùn)行系統(tǒng)，在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的能源消耗。本文分析了中央空調(diào)設(shè)施使用中節(jié)能管理存在的問(wèn)題，并提出了解決措施。

【關(guān)鍵詞：高層建筑；中央空調(diào)；節(jié)能措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

0.引言

中央空調(diào)系統(tǒng)是一種主要的建筑系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效及全面的控制與調(diào)節(jié)溫度，給人們帶來(lái)舒服的建筑環(huán)境。然而，研究調(diào)查表明了目前我國(guó)能源的運(yùn)用狀況，建筑業(yè)的能源消耗量已占了總能源消耗的30%，而安裝了中央空調(diào)的建筑物其能源消耗量占了總能源消耗量的70%，并且這些數(shù)據(jù)還在慢慢地增加。中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的耗電量很大，浪費(fèi)現(xiàn)象很?chē)?yán)重，因此高樓的管理者每年要交大量的空調(diào)電費(fèi)。假如在現(xiàn)有的條件下對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能方面的改造，使系統(tǒng)可以依據(jù)需求實(shí)施送風(fēng)，進(jìn)而優(yōu)化送風(fēng)系統(tǒng)，避免浪費(fèi)，降低空調(diào)電費(fèi)，獲得經(jīng)濟(jì)效益。依據(jù)這些數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，中央空調(diào)的節(jié)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。

1.中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

當(dāng)前，處理和凈化空氣，使空氣的溫度與濕度滿足有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到人們的舒適度要求是建筑內(nèi)中央空調(diào)的重要作用及目的。因此，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一定要依據(jù)氣候和天氣的變化， 能夠及時(shí)的對(duì)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)的情況和干凈度等等各個(gè)方面指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是要實(shí)現(xiàn)這些功能，就要對(duì)空氣進(jìn)行加熱和冷卻或是過(guò)濾處理，所以，在系統(tǒng)形成是需要做到對(duì)冷卻劑與熱水爐等等設(shè)施功能的進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)節(jié)與控制。

1.1中央空調(diào)控制溫度和濕度的工作原理

中央空調(diào)的指令系統(tǒng)發(fā)出對(duì)空調(diào)的溫度與濕度進(jìn)行控制的指令后，相應(yīng)的指令會(huì)傳到相應(yīng)的調(diào)節(jié)器，然后調(diào)節(jié)器對(duì)各項(xiàng)設(shè)施的運(yùn)行情況進(jìn)行重新設(shè)置，同時(shí)把此類(lèi)比例值傳送給執(zhí)行器，執(zhí)行器在收到相應(yīng)的指令動(dòng)作后，逐步依據(jù)要求與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施調(diào)節(jié)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣里的各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)節(jié)與管理的目的。在此過(guò)程中，中央空調(diào)里的冷卻機(jī)組與加熱機(jī)組，一直處在待機(jī)狀態(tài)，依據(jù)執(zhí)行器的指令要求隨時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行情況，并最后滿足固定的要求。

1.2中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的工作原理

中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的工作原理：空氣是借助新風(fēng)口與回風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的入口，必須在入口處設(shè)置調(diào)風(fēng)門(mén)進(jìn)行進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，空氣通過(guò)過(guò)濾后進(jìn)入到空氣的混合室，從送風(fēng)機(jī)通過(guò)時(shí)進(jìn)行加濕作業(yè)，然后把加濕后的空氣送去冷卻或者加溫，經(jīng)過(guò)擋水板后到達(dá)空氣分配室，接著經(jīng)過(guò)送風(fēng)管，最后進(jìn)入空調(diào)室。送風(fēng)通常由幾臺(tái)送風(fēng)機(jī)同時(shí)完成，根據(jù)需要確定的送風(fēng)率，通常可以調(diào)整。在接受的過(guò)程中，回風(fēng)能降低熱能，新風(fēng)口能夠增加清新的空氣。

1.3送風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)的工作原理

組成閉環(huán)系統(tǒng)需要在出風(fēng)口設(shè)置壓傳感器，從而實(shí)現(xiàn)保持出風(fēng)口風(fēng)壓的恒定，如果測(cè)出的風(fēng)壓上升時(shí)，能夠確定送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量太大，因此要減少送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量。如果測(cè)出風(fēng)壓降低時(shí)，就表明此時(shí)的送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量缺乏，此時(shí)需要增大送風(fēng)驅(qū)動(dòng)量。根據(jù)檢測(cè)到的風(fēng)壓信號(hào)與給定的風(fēng)壓值來(lái)判定送風(fēng)量的調(diào)節(jié)方向。控制器除了不斷輸出可調(diào)的模擬信號(hào)用來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的工作頻率以外，同時(shí)還會(huì)輸出開(kāi)關(guān)量從而判斷別的號(hào)機(jī)接入和切斷。

2. 中央空調(diào)設(shè)備使用中節(jié)能管理存在的問(wèn)題

2.1 不重視風(fēng)機(jī)與水泵的造型選擇

通常情況下，風(fēng)機(jī)與水泵的運(yùn)行電指標(biāo)在整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)電指標(biāo)中占有很大比例，有可能會(huì)達(dá)到百分之四十。中央系統(tǒng)最重要的構(gòu)成部分就是風(fēng)機(jī)與水泵，使用時(shí)間很長(zhǎng)并且通常情況下不會(huì)更改，然而中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者與業(yè)主通常忽略了這點(diǎn)，只注重營(yíng)造環(huán)境的舒適度，不重視風(fēng)機(jī)與水泵的造型選擇，選擇了功率很大的水泵與風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)與水泵經(jīng)常是低功率運(yùn)行，從而造成了能源大量損失。有關(guān)的管理者應(yīng)在造型選擇時(shí)，從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真的進(jìn)行選擇。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候合理的增加或降低水泵的數(shù)量。然而，某些運(yùn)行管理者在實(shí)際操作中，不管季節(jié)是否變化，一律使用最大供冷負(fù)荷啟動(dòng)水泵，致使大量的電能被白白的浪費(fèi)了。

2.2 新風(fēng)的使用量缺乏

季節(jié)的變化，室外的溫度也會(huì)隨之變化。夏天，室外的溫度特別高，中央空調(diào)系統(tǒng)要滿負(fù)荷或是相近滿負(fù)荷的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的氣溫一直保持在較舒適的狀態(tài)。冬天的運(yùn)行情況和夏天差不多。然而春季與秋季氣溫比較舒適，中央空調(diào)系統(tǒng)可以恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用室外的新風(fēng)，進(jìn)而降低能源的消耗。但是某些中央空調(diào)的經(jīng)營(yíng)者不論在那個(gè)季節(jié)都使用夏季的運(yùn)行模式，造成大量的電能被浪費(fèi)。操作人員應(yīng)該依據(jù)空調(diào)運(yùn)用的原理合理的進(jìn)行操作，依據(jù)室外的溫度，恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)中央空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)。

2.3 對(duì)冷凍和冷卻水系統(tǒng)操作不當(dāng)

中央空調(diào)在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，對(duì)冷凍水進(jìn)水壓力降進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)要根據(jù)運(yùn)行參數(shù)實(shí)施調(diào)節(jié)工作。某些中央空調(diào)的管理者發(fā)現(xiàn)壓力降較高時(shí)，沒(méi)有立即關(guān)小冷凍水泵的出水閥，但是卻將另一個(gè)蒸發(fā)器進(jìn)出水閥打開(kāi)，這樣也能夠?qū)崿F(xiàn)降低壓力降的目的，但是這樣做不僅對(duì)制冷效果造成影響，而且造成了電能的大量浪費(fèi)；某些空調(diào)經(jīng)營(yíng)者為了方便維修，把尾部風(fēng)機(jī)盤(pán)管電動(dòng)閥拆掉，拆掉盤(pán)管回風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)，造成了能耗大大增加了；某些管理者為了減小運(yùn)行的電流，關(guān)小了冷卻出水閥門(mén)，導(dǎo)致制冷主機(jī)的冷卻水量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致主機(jī)電流大大增加，事與愿違。

3. 中央空調(diào)送風(fēng)的節(jié)能方法

對(duì)高層建筑而言，由于每天不同的時(shí)段和四季的變化等對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)要求不同，因此，改造空調(diào)的送風(fēng)系統(tǒng)可以主要從以下方面進(jìn)行：

3.1控制風(fēng)機(jī)的方法

節(jié)能送風(fēng)系統(tǒng)要使每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間大體一致的話，就必須要注意它們的運(yùn)行方法，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到它的特殊情況，使它具有抗干擾的應(yīng)變能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制器既簡(jiǎn)單有效的使用。這樣不僅可以調(diào)節(jié)送風(fēng)量，還能減小變頻器的成本和容量。

3.2 設(shè)計(jì)控制器的方法

通過(guò)控制器來(lái)控制送風(fēng)量，進(jìn)而來(lái)保障送風(fēng)壓的基本穩(wěn)定。控制器主要包括外圍的電路和單機(jī)片。通過(guò)數(shù)碼管可以觀測(cè)到送風(fēng)壓，壓力的給定又通過(guò)電位器經(jīng)過(guò)A/D的轉(zhuǎn)換輸入和鍵盤(pán)輸入來(lái)確定。就功能而言，控制器不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的控制，還要保障其可以通過(guò)程序的編制來(lái)達(dá)到分級(jí)而不連續(xù)控制的目標(biāo)。

3.3控制冷源效率的方法

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，耗電量和耗水量最大的設(shè)備莫過(guò)于制冷主機(jī)和與它配套的冷卻水泵與冷卻水塔了。通過(guò)對(duì)制冷主機(jī)定期的維護(hù)保養(yǎng)、潤(rùn)滑油更換、清洗冷凝器、清洗過(guò)濾器、維護(hù)檢查水塔風(fēng)扇、清洗冷卻的水管通道、清洗填料、清洗水處的理儀以及清洗接水盤(pán)等方法，來(lái)達(dá)到有效的提高制冷主機(jī)的制冷效率，降低能耗的目的。在進(jìn)行中央空調(diào)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)時(shí)，假如可以使制冷主機(jī)在最佳的工礦曲線上達(dá)到最好的運(yùn)行效果的話，一般情況下，都會(huì)依照系統(tǒng)的最大負(fù)載來(lái)設(shè)計(jì)。如果冷凍水的出水溫度每上升百分之一。制冷主機(jī)的處理就會(huì)減少百分之六到百分之八，因此，在進(jìn)行主機(jī)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)，合理的參數(shù)值就可以把冷凍水的出水溫度控制的比較適當(dāng)，這樣在很大程度上，就可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能化了。由此可見(jiàn)，中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行溫度的設(shè)定應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，在考慮人體舒適度的同時(shí)，還應(yīng)該考慮到節(jié)能等多種因素。

3.4 控制溫濕度的方法

冬天，建筑內(nèi)部的相對(duì)濕度和溫度都越高，中央空調(diào)系統(tǒng)在進(jìn)行空氣處理時(shí)系統(tǒng)設(shè)備所消耗的能量也就越大，運(yùn)行及初步投資的費(fèi)用也就越多；夏天，建筑內(nèi)部的相對(duì)濕度和溫度越低，系統(tǒng)設(shè)備所消耗的能量反而越大。所以，在確保人體健康及生產(chǎn)需要達(dá)標(biāo)的情況下，為了降低對(duì)能量的消耗，建筑內(nèi)部空調(diào)房的濕度和溫度在冬天應(yīng)該相應(yīng)地降低，而夏天，卻要適當(dāng)?shù)奶嵘?/p>

3.5安全保護(hù)措施的系統(tǒng)性

（1）變頻器屬于一種可用時(shí)間比較長(zhǎng)、可用次數(shù)比較多的一種電氣設(shè)備。如果變頻器發(fā)生故障的話，就勢(shì)必會(huì)給送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)很大的影響。因此，假如變頻器發(fā)生故障，應(yīng)該立刻切斷變頻器的電源，這樣才可能使送風(fēng)量得到有效的控制。

（2）在臨界的狀態(tài)下，怎樣有效避免電機(jī)頻繁切換的問(wèn)題。如果送風(fēng)量出現(xiàn)頻繁的波動(dòng)現(xiàn)象，就需要設(shè)置大小一定的死去來(lái)確保被控量不會(huì)超標(biāo)，從而就可以使系統(tǒng)處于安全的運(yùn)行狀態(tài)。

（3）依據(jù)送風(fēng)機(jī)特有的特性，我們可以知道假如送風(fēng)量處于最小的負(fù)載時(shí)，必須要至少有1臺(tái)送風(fēng)機(jī)可以采用工頻的形式來(lái)工作。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在整個(gè)建筑節(jié)能系統(tǒng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能占據(jù)著非常重要的地位，這一點(diǎn)足以引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的人員應(yīng)該主要從設(shè)計(jì)的制高點(diǎn)出發(fā)，全面的考慮各種因素，嚴(yán)格的遵循節(jié)能規(guī)范，把節(jié)能思想貫穿到建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面。與此同時(shí)，還要著重提高公民的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，積極的進(jìn)行新的節(jié)能技術(shù)的研究和推廣，進(jìn)而加快社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的步伐。

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