公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)能耗分析及節(jié)能思路

郭燕

摘 要： 中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諸多能耗，嚴(yán)重侵害環(huán)境，并且還會(huì)降低其運(yùn)行效率，探究中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能策略具有重要的研究意義和價(jià)值。首先論述了公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的基本原理、工作流程、特征等，搜集大量數(shù)據(jù)，確定能耗分析指標(biāo)，結(jié)合圖表，在分析公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)能耗的基礎(chǔ)上提出公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)節(jié)能思路，最后評(píng)估提出了節(jié)能策略的可行性和效果，目的在于緩解中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生能耗過(guò)大的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng) 能耗問(wèn)題 節(jié)能策略 現(xiàn)狀趨勢(shì)

中圖分類號(hào)： TU83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）02-0083-03

Analysis of Energy Consumption and Energy Saving Ideas of Central Air Conditioning Ventilation in Public Buildings

GUO Yan

（Ningxia First Construction Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia Hui Autonomous Region， 750000 China） Abstract： The operation ofcentral air conditioning ventilation system generates a lot of energy consumption， which seriously damages the environment and also reduces its operational efficiency. It is of great research significance and value to explore the energy saving strategy of the central air conditioning ventilation system. The paper firstly discusses the basic working principle， workflow and characteristics of the central air conditioning ventilation system in public buildings， collects a large amount of data and determines the energy consumption analysis indexes. Combined with the data charts， on the basis of analyzing the energy consumption of the central air conditioning ventilation in public buildings the energy saving ideas of central air conditioning ventilation in public buildings are put forward. Finally， the paper assesses and presents the feasibility and effectiveness of the energy saving strategy， which is aimed at alleviating the problem of excessive energy consumption produced by central airconditioning system in the process of operation.

Key Words： Central air-conditioning ventilation system； Energy consumption problems； Energy saving strategies； Current trends

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在公共建筑中廣泛應(yīng)用，為提供舒適的室內(nèi)環(huán)境和滿足建筑內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)的不同需求起著重要作用。然而，隨著能源資源的日益緊缺和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗問(wèn)題日益引起關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球建筑能耗占總能耗的近40%，其中中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗占比較大。因此，研究中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗問(wèn)題，并提出有效的節(jié)能策略，對(duì)于減少建筑能耗，降低環(huán)境負(fù)擔(dān)具有重要意義。

1 公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)概述

1.1 中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的基本原理和工作流程

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是一種集制冷和空氣凈化等多功能于一體的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)一系列的設(shè)備和管道將空氣引入室內(nèi)，進(jìn)而確保室內(nèi)空氣的各項(xiàng)參數(shù)都能夠讓人體感舒適。其基本原理是通過(guò)空氣處理設(shè)備處理室外空氣，再通過(guò)風(fēng)管和送風(fēng)口將處理后的空氣送入室內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)。

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的工作流程一般情況下由空氣的處理、傳輸與分配構(gòu)成。首先，空氣處理包括對(duì)室外空氣過(guò)濾、制濕（加濕）等處理，以滿足室內(nèi)空氣的舒適要求。隨后，處理后的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)與風(fēng)管系統(tǒng)，輸送到若干個(gè)送風(fēng)口，再把空氣輸送到環(huán)境中。最后，空氣在室內(nèi)進(jìn)行分配和循環(huán)，以保持室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫濕度穩(wěn)定。

1.2 公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的常見(jiàn)形式和特點(diǎn)

公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的形式和特點(diǎn)多種多樣，通常根據(jù)建筑的用途、規(guī)模和設(shè)計(jì)要求等因素來(lái)選擇。全空氣處理系統(tǒng)、分區(qū)控制系統(tǒng)是比較多見(jiàn)的形式。全空氣處理系統(tǒng)是指將一切送入室內(nèi)的空氣均通過(guò)處理后再把其輸送到室內(nèi)，此種系統(tǒng)一般情況下應(yīng)用于要求空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高的區(qū)域，如醫(yī)院或者實(shí)驗(yàn)室等。分區(qū)控制系統(tǒng)是指將建筑內(nèi)的不同區(qū)域或房間劃分為多個(gè)獨(dú)立的控制區(qū)，每個(gè)控制區(qū)都有獨(dú)立的空氣處理設(shè)備和控制系統(tǒng)，可以根據(jù)不同區(qū)域的需要獨(dú)立控制溫濕度等各項(xiàng)參數(shù)[1]。

1.3 中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗特征

1.3.1 制冷和制熱能耗

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在制冷和制熱季節(jié)需要消耗大量的電能來(lái)提供制冷制熱效果，制冷和制熱能耗通常狀況下容易在能耗發(fā)生的過(guò)程中占據(jù)較大的比例。

1.3.2 風(fēng)機(jī)能耗

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)用于空氣傳輸和分配，消耗大量的電能。

1.3.3 濕化和脫濕能耗

中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在濕化季節(jié)需要消耗能量增加空氣的濕度，而在脫濕季節(jié)則需要消耗能量來(lái)減少濕度。濕化和脫濕能耗通常是中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗中的一個(gè)較小部分[2]。

2 公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)能耗分析

2.1 數(shù)據(jù)收集和處理方法

分析公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)能耗需要一定的數(shù)據(jù)分析作為支撐。首先，需要獲取公共建筑的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和性能數(shù)據(jù)，包括空調(diào)設(shè)備的型號(hào)、容量、能效等級(jí)等。其次，還需要獲取建筑的設(shè)計(jì)參數(shù)，如建筑面積、保溫性能等。最后，還需要考慮風(fēng)速、濕度等室外氣候數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)整理，便于接下來(lái)的分析，例如：可以使用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗等操作，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，可以根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)的能耗分析。

2.2 能耗分析指標(biāo)和計(jì)算方法

能源消耗總量是指空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在一定時(shí)間范圍內(nèi)的總能耗，通常以千瓦時(shí)（kWh）為單位。計(jì)算方法可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)空調(diào)設(shè)備和風(fēng)機(jī)的實(shí)際能耗數(shù)據(jù)，并加以匯總計(jì)算得出。能源消耗強(qiáng)度是指單位建筑面積或單位功能區(qū)域面積的能源消耗量，通常以千瓦時(shí)/平方米（kWh/m2 ）或千瓦時(shí)/功能區(qū)域（kWh/區(qū)域）為單位。計(jì)算方法可以通過(guò)將能源消耗總量除以建筑面積或功能區(qū)域面積得出。

能源消耗結(jié)構(gòu)是指能源消耗的分布情況，包括不同能源類型（如電能、燃?xì)狻崮艿龋┰诳偰芎闹械恼急取Ｓ?jì)算方法可以通過(guò)對(duì)各種能源類型的消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得出。

2.3 公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀和趨勢(shì)

2.3.1 建筑能效要求提高

許多國(guó)家對(duì)公共建筑的能效標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，要求建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在各個(gè)階段都能夠達(dá)到更高的能效水平。

2.3.2 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用廣泛

現(xiàn)代公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，如高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備、熱回收利用技術(shù)等，以降低系統(tǒng)的能耗。

2.3.3 建筑管理日益重視能效

公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理趨向智能化和綜合化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化改善的過(guò)程中，不斷提高能耗管理水平，進(jìn)一步降低能耗。

2.4 能耗分析結(jié)果的數(shù)據(jù)圖表展示

為了更直觀地展示能耗分析的結(jié)果，可以使用數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行可視化展示。如可以繪制能耗總量隨時(shí)間的折線圖，以反映能耗的變化趨勢(shì)。可以繪制能耗強(qiáng)度在不同建筑類型、氣候條件下的柱狀圖，以比較不同情況下的能耗水平。以下是公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)能耗分析結(jié)果的示例，包括具體數(shù)據(jù)和圖表展示，如表1和圖1所示。

從表1和圖1中可以看出，公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗在不同月份內(nèi)存在明顯的變化趨勢(shì)，如在夏季和冬季能耗較高，而在春季和秋季較低，能夠幫助管理人員了解系統(tǒng)的季節(jié)性能耗特點(diǎn)。

通過(guò)柱狀圖展示公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)不同區(qū)域或房間的能耗差異，見(jiàn)表2。

通過(guò)柱狀圖可以清晰地展示不同區(qū)域或房間的能耗差異，區(qū)域A面積較大，所用設(shè)備功率較高，能耗量其他兩區(qū)域大，房間1采用新型環(huán)保設(shè)備，能耗量較其他兩個(gè)房間更小，可以幫助管理人員識(shí)別能耗較高的區(qū)域或房間，以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析和優(yōu)化。

3 公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)節(jié)能思路

3.1 節(jié)能技術(shù)和措施的綜述

李春嬌[3]認(rèn)為，選擇高效能耗比的空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備，如高效換熱器、高效風(fēng)機(jī)、變頻調(diào)速設(shè)備等，以提高系統(tǒng)的能效。同時(shí)冉均均等人[4]指出采用先進(jìn)的控制策略，如自動(dòng)調(diào)控、智能化管理、集中控制等，以優(yōu)化空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，減少能耗浪費(fèi)。范海泉等人[5]認(rèn)為在建筑設(shè)計(jì)階段考慮通風(fēng)和隔熱的設(shè)計(jì)，包括合理的建筑朝向、窗戶和門窗的設(shè)計(jì)，以減少能耗。李鴻宇[6]指出采用能源回收技術(shù)，如熱回收、濕度回收等，將系統(tǒng)排出的廢熱、廢水等能源回收，隨后二次利用，進(jìn)一步提升利用的效率和水平。劉萌等人[7]認(rèn)為通過(guò)合理的室內(nèi)照明設(shè)計(jì)、空氣質(zhì)量控制、溫濕度控制等措施，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性，減少能耗。

3.2 節(jié)能策略的選擇和優(yōu)化

在公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)節(jié)能中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇和優(yōu)化節(jié)能策略，以最大程度地減少能耗。如可以通過(guò)對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，找出能耗高峰期和低谷期，并根據(jù)不同時(shí)段的能耗特點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施 。如在能耗高峰期可以優(yōu)化空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行策略，降低溫度設(shè)定值、降低風(fēng)速、合理設(shè)置室內(nèi)外溫差等，以減少能耗[8]。在能耗低谷期，可適當(dāng)減少運(yùn)行某些設(shè)備，進(jìn)而節(jié)省能源。

通過(guò)以上的節(jié)能思路和措施，公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較大幅度的能耗降低，盡可能減少環(huán)境負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)減少能源使用的最終目標(biāo)。同時(shí)，合理的節(jié)能策略和措施還有助于降低運(yùn)營(yíng)成本，提高公共建筑的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)果和討論

（1）通過(guò)對(duì)公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)其能耗在建筑能源消耗中占比較高，特別是在夏季高溫季節(jié)。所以，亟需迅速減少公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗。

（2）綜合分析了各種節(jié)能策略的可行性和效果后，認(rèn)為在公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，結(jié)合自動(dòng)調(diào)控技術(shù)等策略，可以實(shí)現(xiàn)較大的節(jié)能潛力。并且通過(guò)數(shù)據(jù)顯示，這些節(jié)能策略在技術(shù)上比較成熟，能夠顯著降低能耗、提高能源利用效率，具有較高的可行性。

5 結(jié)語(yǔ)

研究結(jié)果顯示：結(jié)合不同的節(jié)能策略可以在公共建筑中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)較大的節(jié)能潛力。然而，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮建筑的具體情況和使用者需求，采用科學(xué)的方法和合適的指標(biāo)進(jìn)行效果評(píng)估，并進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，以確保節(jié)能策略的實(shí)際效果。

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