關于中央空調設計與節能維護問題分析

劉光林

摘 要：當前在一些商業場所及辦公場所中央空調的應用越來越廣泛，通過中央空調給人們打造一個舒適的環境溫度，以此來全面提高人們休憩的效果和工作質量。但中央空調在使用過程中普遍存在耗能高的問題，因此在當前中央空調設計和維護工作中節能問題十分關鍵。特別是隨著中央空調機需求量的不斷增加，更好對中央空調的能源系統進行優化，實現全面的節能。文章從中央空調設計入手，對中央空調的節能提出了具體的改進意見，并進一步闡述了中央空調系統的節能和維護措施。

關鍵詞：中央空調；節能設計；節能技術；新能源；維護

中圖分類號：TU831.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）01-0117-02

Abstract： At present， the application of central air conditioning in some commercial and office places is more and more extensive， where the central air conditioning is used to create a comfortable environment temperature， so as to improve the overall effect of people rest and work quality. However， the problem of high energy consumption exists in the process of central air conditioning， so it is very important to save energy in the design and maintenance of central air conditioning. Especially， with the increasing demand of central air conditioners， the energy system of central air conditioning is optimized to achieve comprehensive energy saving. Starting with the design of central air conditioning， this paper puts forward some concrete suggestions for improving the energy saving of central air conditioning system， and further expounds the energy saving and maintenance measures of central air conditioning system.

Keywords： central air conditioner； energy-saving design； energy-saving technology； new energy； maintenance

前言

在當前一些商業建筑中多會設置中央空調系統，中央空調機系統占整個建筑能耗的比重較大，已成為建筑體系中的能耗大戶。在當前全面提倡節能減排的新形勢下，中央空調系統的節能改造是非常重要的一項課題，具有極為深遠的意義。在中央空調傳統設計工作中，普遍采用負荷估算法，即按照最大負荷需求來開展設計，系統流量不具有調節性，這是造成中央空調機系統高能源的關鍵所在。因此需要加快對中央空調的節能改造，對其能源系統的設計進行優化，避免不必要的能源浪費，全面提升中央空調系統運行的效益。

1 中央空調設計

1.1 風機水泵變頻節能設計

在中央空調風機水泵變頻節能設計過程中，通過設計科學合理的冷凍循環水系統控制方案，并冷凍進出水溫差控制在4.5℃～5℃之間，通過實現對冷凍進出水溫度、溫差和壓力等參數的有效控制，從而實現節能的目標。同時還要制定冷卻水系統的控制方案，實現對冷卻水系統運行中各項參數進行有效控制，使冷卻水進出水溫度控制在4.5℃～5℃。另外，還要對冷卻塔散熱系統進行具體的改造，當主機冷卻水進入到冷卻塔后，依托于冷卻塔風機來及時將冷卻水熱量散發到大氣中，實現降低冷卻水溫度的目的。然后進入到空調主機冷凝器中對熱量進行吸收。冷卻塔內的環境溫度和濕度可以由冷卻塔環境傳感器進行檢測，利用冷卻塔控制柜中的PLC來計算出具體的溫差，并將其與設定值進行比較，自動對冷卻塔風機的運行頻率進行調整，確保冷卻水出水溫度與設定值范圍相符。通常情況下冷卻塔出水溫度設定值為28℃。

1.2 水泵的選擇與水系統的設計

在變流量空調水系統中，其具體的調節方法主要分為四種，包括節流調節、變通調節、二次泵系統調節、一次泵變流速調節。在節流調節中，主要是將控制閥門安裝在供水總管上，以此來控制系統能量。在變通調節方法，則是將旁通設置在供水管上，通過供水和回水之間的壓差來完成具體的調節任務。因此在實際設計工作中，需要與實際情況有效結合，以此來選擇最具適合的設計方案，實現水泵的優選，確保水系統能夠達到最佳運行狀態。

1.3 電路的設計

當前中央空調的水泵控制柜，其主要是由停止、手動和自動按鈕等組成。電氣化水泵自動控制柜可以自動化收集環境溫度、水流量、其他設備信號傳輸，具有非常顯著的節能效果。在實際設計工作中，可以通過對中央空調中的變頻和工頻系統進行互鎖改造，以此來提升電氣自動化水平，達到更好的節能目標。

1.4 設備控制設計

當前大多數中央空調節能控制采用的都是PID控制，這是一種傳統的節能控制方法，具有快速響應及方法簡單的優點，但由于空調運行過程中參數具有較強的不確定性，這就導致PID控制方法無法實現有效控制。因此可以對其進行具體的改造，將PID控制與PLC、變頻器有效結合，實現對空調系統水泵和風機系統的模糊PID控制，有效地彌補傳統PID控制方法中的不足之處。endprint

1.5 新風比可調

在普遍使用空調的季節，可以通過室內二氧化碳濃度監測裝置來對室內二氧化碳濃度進行監測，當室內人員密度減小時，監測到的二氧化碳濃度下降，這時可以對空調機組的新風閥門進行調整，減少送入室內的新風量，同時排風機也變頻運行也會隨之減小排風量，以此來降低空調末端的運行能耗。在具體過渡季節，可以充分地利用室外新風，有效地縮短制冷機開啟的時間。在實際設計過程中，可以按照空調送風量的80%～100%來設計空調機組的新風井面積。

1.6 溫濕度控制節能

在具體設計過程中，夏季室內空氣濕度提高到70%左右，而且根據具體的數據計算得出，當夏季室內空氣設計溫度上升上度，則空調初始投資額和運營成本都會下降約6～8個百分點，而且熱負荷也會減少，具有非常可觀的節能效果。

1.7 空調系統，熱冷能回收

（1）排氣熱回收。可以利有 為回收裝置，多以熱交換器、旋轉總熱交換機器、板式熱交換器、熱介質換熱器及熱管換熱器等來對排氣能量進行回收，實現排氣熱循環利用，同時對于預冷和預熱時使用的新鮮空氣，排氣熱回收可以有效地減少新鮮空間的負荷。（2）制冷機組的冷凝熱回收。在這種回收中采用的熱回收設備可以采用不同系統的有效結合。例如對于生活熱消耗系統與冷媒壓縮后第一次進入熱交換器，由于在熱交換器另一邊冷卻制劑具有較高的溫度，因此要求通過合理化設計，提供一定熱量使其在水箱中進行保溫，從而更好地滿足人們生活中的正常需求。（3）促進可再生能源和低品位能源利用。當前中央空調系統應用越來越廣泛，而且不可再生能源的消耗也在不斷增加，這對生態環境帶來了嚴重的負載，因此當前需要重視可再生能源的使用，充分地利用太陽能和地源熱泵來作為空調機系統的能源供應，實現良好的節能效果。

2 對中央空調節能技術的改進意見

2.1 國家或企業加強對中央空調節能技術的支持

為了能夠全面提高中央空調的節能水平，需要制定較為完善的中央空調節能標準，進一步建立健全相關的法律法規，并為中央空調節能技術的研發的加大支持力度，鼓勵企業對中央空調節能環保技術的不斷改進和完善，可以出臺相關政策，對研發出優秀研究成果的企業給予政策上的優惠，并提倡安裝具有節能環保技術的中央空調。

2.2 加強對新能源的開發和使用

當前由于不可再生能源消耗量不斷增加，因此需要重視可再生清潔能源的應用。可以通過利用太陽能、風能等進行發電，以此來帶動中央空調系統的正常運行，達到良好的節能和環保效果。

2.3 學習引進國外先進的節能技術

在中央空調節能技術研發過程中，還要重視引進和借鑒國外先進的節能技術和優秀成果，并以此為基礎來開發出與我國實際情況相適合的新型空調節能設備和材料，全面提高能源的使用效率。同時還要重視新能源的利用和開發，充分地運行熱泵技術、太陽能技術和風能，從而推動我國中央空調節能工作步入一個新的臺階。

3 空調系統的節能運行與維護措施

3.1 加強設備養護，減少油污灰塵污染

在系統日常運行過程中，設備、管道和閥門的表面應保持整潔且無明顯銹蝕。實驗表明，當蒸發器管壁上的油污增加0.1毫米時，就相當于管壁增加了32毫米，這會使換熱環境嚴重惡化，從而使得蒸發溫度升高，使產冷量降低。冷疑器的污垢增加同樣會影響熱交換，每增加0.1mm，都會損失30%的熱交換效率，相應會增加6%的耗電量，為了減少能耗需及時清除油污。另外，要防止壓縮機油路堵塞，堵塞會使得壓縮機油溫升高，使排氣溫度和冷凝壓力提高，從而增加能耗和降低產冷量。另外空調系統要注意防污染，如果新風中有污染，污染物就會附著在新風過濾芯上，經過長時間沉積將導致通風不暢，使熱交換效率降低，同時還會反過來影響新風量輸送減少，空氣質量受到影響，所以為了讓機組處于最佳的運行狀態，要及時清理新風過濾器必要時更換新風過濾芯，從而減少能耗。特別對于周邊環境不好的空調系統工程，更要注意減少來自灰塵顆粒的污染。

3.2 預防和解決水系統結垢腐蝕問題

中央空調機水系統運行過程中，由于水質的問題極易出現水垢及腐蝕的問題發生，同時所形成的青苔還會嚴重影響制冷系統運行的穩定性，導致空調能耗增加，加速冷卻系統的腐蝕。一旦系統腐蝕嚴重，則會導致停工現象，或是需要對相應設備進行更換，這必然會造二次投資費用增加。在具體維護工作中，為了能夠有效地預防和解決水系統結垢腐蝕問題，可以利用化學清洗和溢流排污的方法。另外，還要做好提前預防工作，通過定期的維護，有效的控制結垢的厚度，保持水系統具有較好的換熱效率，避免電耗費用增加。

4 結束語

在社會不斷進步和科學技術快速發展的新形勢下，人們越來越對自己生存和發展的地球給予了更多的關注，環境保護意識不斷增強，國家也意識到可持續發展的重要意義。這些問題都與能源的消耗具有直接的關系，因此我國提出了節能減排的倡議。中央空調系統作為建筑體系中的能耗大戶，其具有較大的節能潛力，因此需要加快對中央空調機系統進行節能改造，在具體設計過程中充分地運用節能技術，有效地降低中央空調系統對能源的消耗，實現節能減排的目標，更好地推動我國的可持續發展。

參考文獻：

[1]李曉宇.中央空調節能控制系統的設計與開發[D].浙江工業大學，2013（11）.

[2]黃海.中央空調系統變頻節能的設計方案[J].廣播電視信息，2015（2）.

[3]劉佳暢.中央空調系統變頻節能改造方案[J].黑龍江科技信息，2007（11）.

[4]蔡少銘.淺談中央空調系統的節能設計[J].科技創新與應用，2014（15）：232.endprint