大型商業綜合體暖通空調節能設計探討

甘冠華

深圳市科德環保科技有限公司 廣東 深圳 518052

引言

中央暖通空調在人們的日常生活中是很常見的。為了調節室內的溫度，中央暖通空調經常用于普通居民的住宅內，還有一些大型商場以及酒店和圖書館等多種公共場所，民用建筑和公共建筑綜合體對中央暖通空調具有很大的利用率。但是隨著對中央暖通空調的利用越來越普遍，我們發現中央暖通空調在運行的過程中產生了極大的能耗，這也成了中央暖通空調運行的最大缺點。然而，目前全球都面臨著資源緊張以及環境污染的狀況，而中央暖通空調在運行過程中的耗能巨大，這與我國提出的可持續發展綠色環保的理念相違背。因此，對中央暖通空調的節能降耗管理是勢在必行的[1]。

1 對中央暖通空調進行節能管理的意義

中央暖通空調的系統具有復雜性和規模龐大的特點（如圖1所示）。在對中央暖通空調進行安裝之前，我們一般會對整個系統進行合理科學的設計，而在進行設計時，設計師會根據中央暖通空調所在場所的最高氣溫來制定中央暖通空調對于冷能量復合的最大程度。在我國絕大多數地區，每年的最高氣溫基本上都集中在一個月而隨著時間和溫度的關系，這些地方每天平均的最高氣溫，最終折算下來，也就是幾個小時。因此導致許多中央暖通空調在運行的過程中都沒有達到最高的冷負荷量，使中央暖通空調在配備的過程中大于實際所需要的冷量，造成了耗能嚴重過剩的問題。基于以上問題，我國一些專業的學家根據測評得出結論，我國在進行中央暖通空調的運作時，在節能降耗方面還具有很大的發展空間，而中央暖通空調在實際運行的時候，對于能源的消耗是非常巨大的，因此，對中央暖通空調運行過程中進行科學合理的節能降耗管理，能夠一定程度上降低中央暖通空調系統在運行過程中對于制冷能源的消耗，并且這一研究結果也可以在其他領域中得到普遍的使用。而節能管理的方法，不僅可以提高對于資源的使用效率，還能在一定程度上解決我國所面臨的能源缺乏的問題。與此同時，在中央暖通空調系統的運行過程中進行節能降耗的管理，還能將更多的能源利用于各行各業為我國經濟發展做出一定貢獻[2]。

圖1 中央暖通空調系統

2 中央暖通空調節能運行的具體方式

2.1 根據人流量調整設計指標

另外，對于大型的商業性建筑綜合體來說，人流量與室內的溫度也有著直接的聯系，根據人流密度而設計的暖通空調參數，也是一種可以達到節約資源的效果。在這一商業大樓上的超市中進行人流量調查，通常在上午的時間段 ，超市內人流密度較低；而在下午的時間段，超市內的人流量密度普遍比上午高；在節假日人流密度就更大。因此，如果空調暖通設備不是根據市場中的人流量和密度來進行科學合理的系統深化設計，就可能會導致商店的溫度太高或過低，造成了大量的資源浪費。在商場里的展柜比較多，超市中也配備了許多用于加工的散熱器，自動扶梯也沒有時刻地進行照明作業，使得照明過度負荷和設施的超負荷變化成為最耗電的項目。因此，以科學合理的平均新風速度來進行新風系統的設計，從而能夠讓新風的供給需求得到充分的滿足，尤其是在季節性的過渡時期使用新風器可以進行室溫的調節，在冬季將室內區域的余熱全部排除，增加了新風的數量，從而形成良好的環保節能。目前在大型建筑物的屋面中常采用保溫技術，熱量的散失和制造冷風滲透明顯降低，因此，適當地減少制動機的冷負荷和電機的熱負載等指標值，也就能夠有效地提高節能效果[3]。

2.2 根據實際情況設置制冷主機

中央暖通空調系統在運行的過程中，主要對于水能和電能的消耗較大，這其中消耗較大的設施主要是制冷主機和水泵等。而制冷方面，一般情況下，我國所使用的模式都是變頻模式，變頻模式的特點是可以讓中央暖通空調系統的調節，根據具體的情況進行變頻同步驅動。采取變頻驅動模式，不僅能夠讓機組在運行的過程中達到節能降耗的效果，還能讓暖通空調系統在特殊極端的情況下，也能夠降低對于電能和水能的消耗。除此之外，中央暖通空調運行管理系統還對制冷機組進行了一定程度上的維護，可以使制冷機組在使用的過程中達到一定程度的優化，這不僅增加了制冷機組的使用壽命，還提高了中央暖通空調在運行過程中的平穩程度[4]。

2.3 對于暖通空調水系統的調節

在一般的情況下，中央暖通空調的水系統所使用的用電模式是配用電模式。這其中對于我國部分地區的冬季制熱動力就占據了整個中央暖通空調系統四分之一的動力。由此我們可以看出，中央暖通空調對于水系統進行調節，在一定程度上還具有很大的發展空間。而在整個暖通空調系統運行的實際過程中，輸送水體的主要設備就是水泵，在輸送水體的具體過程中，水泵也會產生極大能源消耗。而針對中央暖通空調系統中的管道路徑系統，最主要的功能就是輸送中央暖通空調的制冷量。因此，如果在這個過程中對管道輸送系統減少流動的阻力就會產生熱能，從而造成管道內制冷量的損失。因此，如果想要有效地降低水泵的能源消耗，還需要做好以下幾個方面的工作：

盡量地減少開關器內的阻力。在中央暖通空調運行系統中，可以對于各路管道的輸送量進行調節的重要部件就是閥門，而在閥門的啟用過程中，會產生一定阻力，這會造成水泵的電能消耗過大，因此，在實際運行的過程中，應該減少對閥門的應用[5]。

在運行過程中，根據實際情況設定合理的水流量。在中央暖通空調系統運行的實際過程中，暖通空調對于供回水的溫度，以及對于制冷制熱的復合程度，決定了水泵對于水的使用量。如果供回水的溫度差距較大，那么中央暖通空調系統中水流量就會相對較小，這也可以在一定程度上減少水泵對于電能的消耗。

在最大限度上提高水泵的利用效率，水泵的利用效率會根據中央暖通空調運行的實際情況而不斷發生變化。如果水泵的效率變低，那么相應的水泵所產生的能源消耗就會變大，因此，在中央暖通空調運行的實際過程中，必須要采購合適的水泵，這樣才能夠保障水泵在工作時具有更高的效率[6]。

2.4 對于冷卻塔的節能運行管理

為了使冷卻塔機組在實際運行的過程中，可以實現對水流量的實時控制，并且能夠精準地找到波水汽的角度，將水槽內的閑置的水清理干凈，還要保障冷卻機組的負荷，不超過限度對于冷卻塔機組的節能運行管理是非常有必要的（如圖2所示）。而在冷卻塔機組實際運行的過程中，熱水需要通過蒸發來釋放水中的熱能，進而達到降低熱水溫度的效果，但是如果中央暖通空調系統的出風量沒有發生變化，并且在這個前提下，冷卻的負荷也在一定程度上降低時，在蒸發水分時所用到的熱能消耗有一部分是源自于空氣當中的，這就導致了空氣出口溫度比進口溫度要低。從中央暖通空調的系統運行方面進行分析，我們發現如果使用風機大幅度的輸送風能，就可以在一定程度上使冷卻塔的出水溫度降低，這對于提升整個中央暖通空調的運行有著巨大的幫助。但是在提升機組性能的同時，也會導致冷卻塔和水泵的電能消耗量變大。因此，運行機組的冷凝溫度下降，對于提升整個基礎的性能產生的效果并不一定是有利的。也因此，提高風量并不一定能起到節能降耗的作用，反而可能會導致水資源的大量蒸發以及消耗[7]。

圖2 冷卻塔機組

3 結束語

隨著我國經濟和工業的不斷發展，我國面臨的生態環境威脅以及資源利用率不足等問題，已經逐漸凸顯出來。而對于生態環境的保護，在近年來也引起了人們和相關部門的極大重視。因此，實行中央暖通空調系統的設計與運行管理就變得非常有必要。中央暖通空調系統在運行的實際過程中所產生的能源消耗量是非常可觀的，這一現象不僅不利于我國的可持續發展，還在一定程度上造成了環境的污染。因此，在中央暖通空調系統的設計當中，必須要考慮節能降耗的問題，而節能降耗，不能從一個方面運行，而是要將節能降耗的理念設計到中央暖通空調系統運行的每個環節中去，使得在運行時，資源得到最大程度上的利用[8]。