淺析中央空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王艷軍

沈陽(yáng)保利香檳房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司

淺析中央空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王艷軍

沈陽(yáng)保利香檳房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中央空調(diào)得到廣泛的應(yīng)用，其已成為當(dāng)前建筑中非常重要的運(yùn)行系統(tǒng)之一。中央空調(diào)在確保人們生活和工作環(huán)境舒適的同時(shí)，也需要大量的能源消耗，而且隨著建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中央空調(diào)系統(tǒng)的功率和數(shù)量的增加，導(dǎo)致其對(duì)能源的消耗量也呈不斷上升趨勢(shì)。特別是在當(dāng)前建筑能源中，中央空調(diào)的能耗所占比例較大，而且呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的勢(shì)頭，所以加強(qiáng)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)具有極其重要的意義。

中央空調(diào)； 設(shè)計(jì)；電力節(jié)能

中央空調(diào)已成為建筑體系內(nèi)的能耗大戶，有數(shù)據(jù)表明，中央空調(diào)與整個(gè)建筑的能耗比已達(dá)到40%～70%。因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造已成為當(dāng)今社會(huì)所必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。傳統(tǒng)的負(fù)荷估算法是中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)普遍采用的方法，通常按照最大負(fù)荷的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且系統(tǒng)流量并不能調(diào)節(jié)，致使中央空調(diào)系統(tǒng)能耗居高不下，造成不必要的能源浪費(fèi)。

一、中央空調(diào)設(shè)計(jì)

1、 風(fēng)機(jī)水泵變頻節(jié)能設(shè)計(jì)

(1)冷凍循環(huán)水系統(tǒng)的控制方案：采用冷凍進(jìn)出水溫度、溫差、壓力等參數(shù)控制，將冷凍進(jìn)出水溫差控制在4.5℃～5℃。

(2)冷卻水系統(tǒng)的控制方案：采用冷卻進(jìn)出水溫度、溫差及冷卻塔環(huán)境溫、濕度等參數(shù)控制(實(shí)時(shí)根據(jù)主機(jī)負(fù)載，調(diào)整變頻器的輸出頻率來(lái)改變冷卻水流量，從而穩(wěn)定溫差)，將冷卻水的進(jìn)出水溫差控制在4.5℃～5℃。

(3)冷卻塔散熱系統(tǒng)改造措施：主機(jī)冷卻水進(jìn)入冷卻塔后，通過(guò)冷卻塔風(fēng)機(jī)的作用將冷卻水的熱量散發(fā)到大氣，從而降低冷卻水溫度，再進(jìn)入空調(diào)主機(jī)冷凝器吸收熱量。冷卻塔環(huán)境傳感器檢測(cè)冷卻塔環(huán)境溫度、濕度等，送入冷卻塔控制柜的PLC計(jì)算出溫差，與設(shè)定值相比較后，經(jīng)模糊控制，自動(dòng)調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，使冷卻水出水溫度達(dá)到設(shè)定值范圍。冷卻塔出水溫度設(shè)定值通常為28℃。

2、水泵的選擇與水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在變流量空調(diào)水系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)方法一般分為以下幾種：節(jié)流調(diào)節(jié)、變通調(diào)節(jié)、二次泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)、一次泵變流速調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)指在供水總管上安裝控制閥門(mén)，從而對(duì)系統(tǒng)能量進(jìn)行控制；變通調(diào)節(jié)指在供水管上設(shè)置旁通，利用供回水壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)。要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，選擇最合適的設(shè)計(jì)方案。

3、電路的設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，水泵的控制柜構(gòu)造組成幾乎都是由停止、手動(dòng)以及自動(dòng)按鈕等組成。而電氣化水泵自動(dòng)控制柜能夠?qū)Νh(huán)境溫度、水流量多少以及其他設(shè)備信號(hào)傳輸?shù)冗M(jìn)行自動(dòng)化收集，并且達(dá)到效果顯著的節(jié)能效果。可將中央空調(diào)中的變頻以及工頻系統(tǒng)進(jìn)行互鎖改造，將會(huì)極大的提升電氣自動(dòng)化的節(jié)能效果。

4、新風(fēng)比可調(diào)

在空調(diào)季節(jié)，當(dāng)室內(nèi)人員密度減小時(shí)，安裝在室內(nèi)的二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到二氧化碳濃度降低，進(jìn)而通過(guò)調(diào)整空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)閥門(mén)減少送入室內(nèi)的新風(fēng)量，與之對(duì)應(yīng)的排風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，相應(yīng)減小排風(fēng)量，這樣大大減小了空調(diào)末端的運(yùn)行能耗。在過(guò)渡季節(jié)充分利用室外新風(fēng)“免費(fèi)供冷”，縮短制冷機(jī)組開(kāi)啟時(shí)間，空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)井面積按照空調(diào)送風(fēng)量的80%～100%要求設(shè)計(jì)。

5、溫濕度控制節(jié)能

為了保證生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生條件，在夏季室內(nèi)空氣濕度也由60%提高到70%左右，按數(shù)據(jù)計(jì)算，僅夏季室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)溫度上升1度，就會(huì)使空調(diào)初始投資額下降約6%，運(yùn)營(yíng)成本降低約8%。同樣夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度每增加1度就可以減少11.2%度的熱負(fù)荷，節(jié)省量相當(dāng)可觀。

6、空調(diào)系統(tǒng)，熱冷能回收

(1)排氣熱回收。充分利用排氣能量，循環(huán)利用，預(yù)冷和預(yù)加熱的新鮮空氣，減少新鮮空氣的負(fù)荷，熱回收設(shè)備可以大致分為熱交換器，旋轉(zhuǎn)總熱交換器，板式熱交換器，熱介質(zhì)換熱器，熱管換熱器等。

(2)制冷機(jī)組的冷凝熱回收。這種類型的熱回收設(shè)備可以使用不同的系統(tǒng)組合，如生活熱水系統(tǒng)與冷媒壓縮后第一次進(jìn)入熱交換器，在熱交換器的另一邊，冷卻制冷劑溫度較高，但我們只要確保設(shè)計(jì)是合理的，提供一定的熱量，使其可以在在水箱保溫，以滿足人民生活的正常需求。

(3)促進(jìn)可再生能源和低品位能源利用。隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛使用，以及在不可再生能源的消耗逐漸增加，我們可以清楚地看到，生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了顯著的負(fù)載。因此，可再生能源的使用已成為一個(gè)主要的發(fā)展趨勢(shì)，在目前的使用方法中，已經(jīng)應(yīng)用的太陽(yáng)能和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的使用是一個(gè)非常好的節(jié)能方法。

二、對(duì)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)意見(jiàn)

1、國(guó)家或企業(yè)加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的支持

首先國(guó)家要制定一系列合理完善的中央空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，完善相關(guān)法律法規(guī)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的資金、技術(shù)以及人力支持，提倡和鼓勵(lì)企業(yè)不斷改進(jìn)和完善中央空調(diào)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對(duì)研究出節(jié)能環(huán)保技術(shù)的企業(yè)給予政策上的支持，同時(shí)也要提倡建筑安裝具有節(jié)能環(huán)保技術(shù)的中央空調(diào)，以此完善和創(chuàng)新中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)。企業(yè)可以成立專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，給予資金、人力和技術(shù)等資源的支持。

2、加強(qiáng)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和使用

目前世界范圍內(nèi)有許多可再生的清潔能源，例如可以在建筑頂上安裝太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，在室外安裝風(fēng)力發(fā)電等，以此發(fā)電來(lái)帶動(dòng)中央空調(diào)的工作。

3、學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)

我們要積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和成果，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)使用的新型空調(diào)節(jié)能設(shè)備和材料，提高使用效率；加強(qiáng)對(duì)新能源的利用和開(kāi)發(fā)，例如熱泵技術(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)和風(fēng)能的利用，使我國(guó)空調(diào)的節(jié)能工作進(jìn)入一個(gè)新的臺(tái)階。

三、總結(jié)

空調(diào)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜的工程，需要各個(gè)方面來(lái)綜合考慮，才可以取得滿意的效果。中央空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵在于提高能量效率。如果能將節(jié)能思想貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選型與運(yùn)行維護(hù)的始終，將會(huì)收到明顯的節(jié)能效果，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]李曉宇.中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].浙江工業(yè)大學(xué)，2013，(11).

[2]黃海.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能的設(shè)計(jì)方案[J].廣播電視信息，2015，(2). [3]劉佳暢.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案[J].黑龍江科技信息，2007，(11).

[4] 毛穎杰. 大型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的計(jì)算分析與節(jié)能措施探討[J]. 中外建筑，2013，(08)：177-179.