大型建筑中央空調系統節能改造探析

徐開輝

摘 要：隨著社會的發展以及空調技術的發展，中央空調系統在大型建筑中應用得越來越廣泛，加強大型建筑中央空調技術的節能改造，一方面可以有效降低能耗，促進綠色建筑的發展，另一方面，也使得空調系統更加的智能化，并且有利于中央空調系統的普及和利用。文章結合目前大型建筑中央空調系統的使用狀況，分析了如何提高系統的能源利用率，提高其節能效果。

關鍵詞：大型建筑；中央空調；節能改造；措施分析

1 大型建筑中央空調系統概述及其應用現狀

1.1 概述

隨著社會經濟的發展以及城鎮化進程的加快，能源消耗成為制約發展的主要因素之一。節能、節電成為人們日益關注的焦點問題。在城市建筑電力消耗中，中央空調的能源消耗占據了很大一部分，大約占到建筑總能耗的40%～60%左右。特別是對于大型的建筑用電，我國用戶普遍存在能源利用率不高、節能觀念低下的特點。要想從整體上提高中央空調的節能水平，必須從系統技術層面和用電管理層面兩方面入手。

1.2 我國能源現狀與建筑能耗

在我國目前的能源消耗結構中，主要以煤炭資源為主，火力發電占據了絕大部分。我國的能源利用率比較低，和主要發達國家相比，大概低10個百分點。能源問題始終是制約我國經濟發展和社會進步的重要問題，隨著社會的快速發展，能源消耗的增大，面臨的能源問題會越來越嚴峻。只有提高能源利用率，提高耗能產品的科技含量，降低能源消耗，才能實現我國社會的可持續快速發展。

城市建筑能耗是城市能耗的重要內容之一，而其中近一半的能耗是用在維持建筑室內溫度平衡。并且隨著我國城鎮化建設的加快，這一方面的能耗會越來越大，給我國能源利用造成了較大的負擔。

1.3 大型建筑中央空調系統能源消耗存在的主要問題

（1）建筑結構的問題。室內熱環境會受到建筑結構的直接影響，例如建筑的采光狀況、通風條件以及建筑空間的分布等。如果建筑結構不合理，則會導致室內溫度容易受外界氣溫的影響，無法保持良好的穩定性能。建筑物在施工建筑時，所采用的隔熱層材料不合格，無法達到應有的隔熱效果。建筑外窗的采光條件，也會影響到室內熱環境的穩定。建筑空間大小的分布，會嚴重影響到空調的調節效果。

（2）空調系統結構的問題。首先，如果對空調冷水機組、空調風機以及水泵等設備不能夠很好的進行維護，救護導致設備熱循環下降，能耗增高。其次，冷水機的長時間運行導致設備老化，設備損耗加快，從而導致能效降低。最后，空調系統的安裝位置不合理，使得空調系統的調節效果不理想，增長了空調運行時間。

（3）使用人員觀念和習慣問題。使用人員沒有良好的節能觀念，在離開辦公室時往往忘記關閉空調，也使得空調的能耗增強。我國大型建筑很多是用于辦公的場所，如果人員的節能觀念比較低下，在沒必要使的空調時間段內依舊使用，不僅會嚴重影響到空調的使用壽命，也造成大量能源的浪費。空調的使用操作不規范，會造成空調故障率的提升，無效功率的增加，能耗的增強。

2 大型建筑中央空調系統節能改造措施分析

2.1 合理設置空調運行參數

不同的建筑結構和環境所需要的空調運行參數不同，應該結合不同的室內空氣環境設定空調運行參數，將其設置在合理的范圍內，提高其運行效率。不能盲目追求高標準的運行，合理降低標準，從而降低運行能源的消耗，提高能源利用率，減少電能的浪費。首先，有效控制運行時間，在滿足住戶需求的情況下，盡量減小使用時間，縮短能耗的實踐。其次是合理調節運行強度，保障有效調節室溫的同時，使空調運行強度不能過強，有效的減少電能的消耗。最后，盡量減少空調使用次數，在能夠通過室內通風或者增加光照等方式來調節室內環境時，降低空調的使用次數，從而減少空調能源消耗。

2.2 冷熱源節能運行間歇運行的冷源設備

在選擇運行時間時，適合在供冷前半個小時到兩個小時內開啟，在供冷結束前的半小時到一個小時內結束。在多臺冷熱源設備并聯運行的時候，要根據實際情況，選擇合適的控制策略，從而合理有效的控制每臺冷熱源的負載率。如果不適用制冷機，應將冷凍水和冷卻水管道閥門關閉，防止出現短路旁通現象。冷熱源在使用過程中，應該根據室外溫度變化以及建筑情況，實時的調節供水溫度，采用變水溫調節方式進行調節。制冷機在額定溫度下運行時，蒸發器蒸發溫度和冷凍水出水溫度以及冷凝器冷凝溫度的溫差范圍小于1.5℃，如果超出這個范圍，需要及時對蒸發器和冷凝器進行清洗。合理設定冷卻塔回水溫度，并且要綜合考慮冷機和風機的耗電情況。如果多臺冷卻塔并行使用，使得各個冷卻塔的水量均勻分布，冷卻塔的風機要采用統一變頻的方式進行控制，使得冷卻塔風機盡量低頻率運行，在保障風機工作效率的情況下，降低其能耗水平。在進行冷卻塔風機啟停控制的時候，要關閉不適用的冷卻塔水閥，防止冷卻塔中的水旁通，提高風機工作效率。

2.3 空調水系統節能運行

為了進一步提高空調水系統的運行效率，應該保持冷凍水和冷卻水循環泵開啟的數量和需要開啟的冷機數量相同。按照實際需求，在冷機開啟的時候，只對相應的冷凍水泵和冷卻水泵進行開啟操作，防止其他不投入使用的水泵被開啟，有效解決能源消耗。冷卻水泵和冷凍水泵的運行效率要保持在一定的范圍內，應不低于60%，如果水泵的運行效率過低，需要及時的檢查原因，從新調整期運行參數或者是進行更換。冷凍水供回水的溫度差應該控制在4℃以上，如果冷凍水泵和冷卻水泵可以進行變頻調節，要對其轉速進行實時控制，使得冷卻水和冷凍水的回水溫度差不低于4.5℃。如果采用的是二級水泵系統，二次側的冷凍水回水溫差應該大于4℃。如果是在冬季進行取暖，熱水共回水溫差應該大于8℃。

2.4 空調風系統節能控制和運行

在空調系統使用的時候，特別是對于間歇性運行空調系統而言，應該在使用30分鐘內開啟空氣處理機組進行預冷或者預熱，而且在這一階段內，需要將新風風閥關閉。同時應該在停止使用前15～30分鐘之內關閉空氣處理機組。對于年使用時間大于1200小時、風機運行功率大于5kW的空調系統而言，應該采用變頻控制的方式來控制空調的空氣處理機組，從而根據室內溫度來調節風機的運轉速度和工作頻率。在進行變頻控制的時候，空調系統的最小風量應該滿足氣流組織的要求，并且也要滿足風機機組正常運行的要求。為了室內環境的平衡，應該合理的控制新風機組和排放機組的運行狀況。也要將外窗關閉，防止無組織新風的進入，而且也要有效避免樓梯和電梯等空間的空氣氣流。如果空調系統和一些需要大排風量的空間鏈接，應該設置自動閉門器等裝置，使相連空間被截斷，防止無效空氣流動的出現。當室外溫度適宜的時候，比如在春秋季節，室外溫度比較適中，應該利用新風降溫，盡量減少機械降溫的運行時間，降低機械降溫所消耗的能量。對于局部熱源的熱量而言，應該利用局部配熱系統進行局部降溫，防止其進入空調區域，增加空調負荷。應該保持排風熱回收裝置的正常運行，在空調系統運行的時候，要開啟熱回收裝置，而且要使新風和排風通風閥處于正確位置上。

2.5 其他輔助型改造措施

降低大型建筑中央空調系統的能耗水平，達到節能的目的，不僅需要對空調系統的內在結構進行優化和改造，而且要求建筑的整體結構以及人員的使用習慣和意識觀念相配合。首先，優化建筑外窗結構，提高建筑通風環境以及日照條件。其次，提高使用人員節能意識，在使用時，要管好外窗，防止無效的空氣流動以及室內熱量損失。最后，加強管理機制，形成有效的空調管理機制，提高空調運行效率，定時對空調系統進行檢修和維護，防止空調故障而造成的能源消耗增大。

3 結束語

應該結合不同的區域環境、建筑物結構、通風條件，科學合理的利用中央空調系統，全方位多小度的提高系統工作效率，降低空調系統能耗，達到節能的目的。并加強管理以及技術更新，提高空調系統的內部穩定性和高效性，要制定適合區域發展的節能標準，從各個角度加強大型建筑中央空調系統的節能改造。

參考文獻

[1]李海博.中央空調系統節能分析[J].門窗，2014（09）：159+161.