对中央空调的节能措施的探讨

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【摘 要】中央空调是现代建筑的重要标志，也是在建筑中能耗比重较大的部分，要真正实现节能减排，要从中央空调的节能设计入手，包括中央空调系统的选择，还有维护结构的节能设计，在实际施工中要根据具体工程作出不同的方案。

【关键词】中央空调；节能措施

1 引言

随着现代化建筑的发展，中央空调已经成为其必不可少的部分。但是中央空调的能耗量在建筑总能耗中占了很大比重，为了响应节能减排的要求和趋势，做到可持续发展，在中央空调的设计上，要符合节能的要求，本文将就中央空调节能设计进行简要探讨。

2 中央空调系统的选择

2.1 冷热负荷设计控制

在中央空调系统施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。负荷计算应采用动态的计算方法，依据实际负荷情况选择合适的冷热源。由于系统冷热源及设备在部分负荷下的性能对系统节能有重要影响，因此，在设备选型时，一方面要考虑到特定的设计工况，同时还应该强调系统运行工况和部分负荷的系统性能的影响。空调系统的冷热负荷设计过大，设备选型没有充分考虑空调系统的负荷特点和设备性能，空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备设计偏大，导致投资、运行费用增大。而很多建筑的空调系统都达不到满负荷运行，即使在最热月仍有闲置的空调机组。水泵选型过大或水泵选配电机功率过大，低效率运行，浪费能源。多台冷冻水泵并联运行时，没有根据供冷负荷的变化调整开启台数，而是无论冷负荷大小，都是按最大冷负荷开动冷冻水泵，白白浪费了电能。

2.2 采用变风量系统

以减少空气输送系统的能耗全空气空调系统设计的基本要求，是要确定向空调房间输送经过一定处理的空气数量，用以吸收室内的余热和余湿，从而维持室内所需要的温、湿度。当室内余热值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可采用两种方法：

（1）定风量：将送风量固定，而改变送风温度；

（2）变风量：将送风温度值固定，而改变进风量。

考虑到现代化楼字的空调要求，正从集中式控制向各个房间进行独立、个别控制的方面发展。变风量空调（VAV）控制系统可以克服定风量系统的诸多缺点，它可以根据各个房间温度要求的不同进行独立温度控制，通过改变送风量的办法，来满足不同房间（或区域）对负荷变化的需要。同时，采用变风量系统可以使空调系统输送的风量在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移，解决一天中同一时间各朝向房间的负荷并不都处于最大值的问题，从而减少系统的总设计风量， 这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。资料显示，采用变风量系统可节省能源达到30%，并可同时提高环境的舒适性。该系统最适合应用干楼层空间大而且房间多的建筑。尤其是办公楼，更能发挥其操作简单、舒适、节能的效果。因此，变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。

2.3 利用能量回收系统

压缩机工作过程中会排放大量的废热，热量等于空调系统从空间吸收的总热量加压缩机电机的发热量。水冷机组通过冷却水塔，风冷机组通过冷凝器风扇将这部分热量排放到大气环境中去。热回收技术利用这部分热量来获取热水，实现废热利用的目的。热回收技术应用于水冷机组，减少原冷凝器的热负荷，使其热交换效率更高；应用风冷机组，使其部分实现水冷化，使其兼具有水冷机组高效率的特性；所以无论是水冷、风冷机组，经过热回收改造后，其工作效率都会显著提高。根据实际检测，进行热回收改造后机组效率一般都是提高5～15%。由于技术改造后负载减少，机组故障减少，寿命延长。目前该项技术广泛应用于活塞式、螺杆式冷水机组。

2.4 合理选择冷热源

在制冷机组的选用中，根据“提高电力在终端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重，有效利用石油和天然气资源”的国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制采用燃煤锅炉的产品。同时，可积极发展太阳能空调与燃气空调，合理利用其他热源。

（1）太阳能空调：建立在太阳能热水器应用的基础L的太阳能空调，可充分利用夏天的太阳能，具有很好的经济性。利用太阳能供冷与供热，不仅可以节省电力和常规能源，对环境保护尤其有重要意义。

（2）燃气空调：燃气空调具有削减夏季电力高峰、填补夏季燃气低谷的益处。

（3）土壤热源的有效利用：目前我国南方地区空调系统主要用空气源热泵作为冷热源，由于其“室外机”受环境空气季节性温度变化规律的制约，夏季供冷负荷越大时对应的冷凝温度越高，众所周知，制冷系统冷却水进水温度的高低对主机耗电量有着重要影响，一般推算，在水量一定情况下，进水温度提高l℃ ，压缩机主机电耗约增加为2%，溴化锂主机能耗提高约6%。为此若能寻找到更理想的新热源形式取代或部分取代目前多采用的空气热源，无疑将有广泛的应用前景和明显的节能效果。与地面上环境空气相比，地下5米以下全年土壤温度稳定且约等于年平均温度，可以分别在夏冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从原理上讲，土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。

土壤热源热泵的主要优点有：节能效果明显，可比空气源热泵系统节能约20%；埋地换热器不需要除霜，减少了冬季除霜的能耗；由于土壤具有较好的蓄热性能，可与太阳能联用改善冬季运行条件；埋地换热器在地下静态的吸放热，可减小空调系统对地面空气的热污染及噪音污染。

3 维护结构的节能措施

我们知道对于中央空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。一些研究表明，增大围护结构的保温性能，可降低中央空调的设计负荷。运行过程中可大大降低外界对室内环境的影响。降低中央空调系统全年的运行费用。

（1）合理设计窗的构造。窗的构造应能起控制日光照射的作用并要限制窗户墙体的面积比，对于窗户面积比较大的建筑物，应考虑采用吸热玻璃、热反射玻璃或遮阳措施，如遮阳板、屋檐、挑檐、挑阳台、百叶板、窗帘等。在室外温度较低的时候可以直接利用自然空气作为能源，所以窗的构造应能开启或在其上设置可以开启的自然通风口。

（2）提高门窗气密性。房间换气次数由0.8h降到0.5h，建筑物的耗冷可降低8%左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段。密封条应采用弹性良好、镶接牢固严密、经久耐用的产品，根据门窗的具体情况，分别采用不同的密封条，如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条。固定方法可用粘贴、挤紧或钉结。

（3）对于供冷负荷较大的建筑物，其表面颜色以浅色为好。建筑物的护结构设计时，要把热容量大的材料放在护层的室内侧，而把热容量小的保温材料放在外侧以减少围护结构的蓄热负荷。

（4）使用环保、节能型建筑材料，可有效减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷，从而降低各主要设备的容量，达到显著的节能效果。当然，这可能会在一定程度上增大初期投资，这可通过合理的技术经济比较后确定。

（5）“冷屋顶”技术，通过在普通屋顶表面涂上浅色的、高反射率的材料，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷、节约空调能耗的目的。采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约10%-50%。

4 总结

中央空调是建筑中能耗较大的部分，不仅仅要在中央空调的系统选择上，而且要在维护结构上做节能处理。当然在具体工程中，要结合工程的特点，制定不同的节能设计方案。