中央空调运行系统节能措施

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【摘要】能源问题成了现在一个难以解决的大问题，随着经济的发展和城市人口的增多，目前我国许多城市出现了电能缺乏的现象。本文主要谈到了用电较大的中央空调系统的节能措施。

【关键词】中央空调；节能；措施

对于大型建筑的节能来说，空调系统的节能十分关键。合理地确定空调设备的容量是空调系统节能的前提，而其容量的大小又取决于冷负荷的大小。理论上，只要有一个用户需要，中央空调就应该工作，中央空调都是按照最大负荷进行设计的。但实际上中央空调大多数时间都是在低负荷下运行，有时甚至在设计负荷的10％以下运行。如果在低负荷下却按照高负荷的需求运行，就会导致中央空调运行效率下降，产生资源浪费。

现在的中央空调系统一般是根据温度控制冷冻水系统的流量来调节温度的，虽然考虑了节能因素，但并未把节能作为首要的目标，而真正决定建筑物内温度的因素是中央空调系统所传递的冷量(和热量是一个概念，区别只是温差方向不同)的累加。中央空调系统从制冷机产生冷量到传送至末端发挥作用，有较大的延迟，另外由于某些特定建筑的人流变化很大，瞬时就会引起冷负荷的较大变化，这些因素使得传统的控制模式限制了中央空调所产生的节能效果，同时也促使人们对中央空调的节能问题进行深入的思考和研究。

1.中央空调系统的节能措施

1.1空调的冷热源

空调系统在建筑中是能耗大户，而空调冷热源机组的能耗又占整个空调的大部分。当前各种机组、设备品种繁多，电制冷机组、溴化锂吸收式机组及蓄冷设备等各具特色。但采用这些机组和设备时都受到能源、环境、工程状况、使用时间及要求等多种因素的影响和制约，为此必须客观全面地对冷源方案进行分析比较后合理确定。具有天然水资源可供利用时，易采用水源热泵供冷技术。

中央空调常见的冷热源配置为：水冷冷水机组+锅炉、热泵型机组、溴化锂吸收式机组、蓄冷空调。

1.1.1水冷冷水机组+锅炉这种配置，用水冷冷水机组制冷时比较消耗电能。在设计工况的能效比(制冷量／耗电量)较高。水冷冷水机组要有一个冷却水系统，包括冷却塔和水泵等，机组运行时有一定的耗水量，在水源比较充足的地区使用水冷冷水机组比较合适。

1.1.2热泵型机组的使用可以大大降低能耗，其中风冷热泵冷热水机组在中央空凋中使用的较多。这种机组一机两用，夏季制冷，冬季供热。夏季制冷时采用风冷冷却制冷系统的冷凝器，省去了水冷机组的水系统，特别适用于缺水地区。

1.1.3另一种冷热源为溴化锂吸收式机组，这类机组分为外燃式和直燃式机组，外燃式机组制冷动力为热能，可利用废热或余热。对于有废余热的地方，使用外燃式漠化锂机组，既利用了废热、余热，又达到了制冷的目的，是非常合适的；对于缺电而无废热或余热的地区可考虑使用直燃式机组。

1.1.4蓄冷空调系统：随着电力供应的紧张，夏季电力供需矛盾突出，空调用电负荷呈现”爆发性”增长，供需矛盾表现为用电总量和高峰用电负荷两个方面，特别是高峰用电的供需矛盾。蓄冷空调在电网负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，采用水蓄冷或相变材料蓄冷，在电力负荷较高的白天，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。可见，蓄冷空调能起到“移峰填谷”平衡电网负荷的作用。同时，由于在夜间电力低谷段电价便宜，所以与常规空调白天制冷相比，蓄冷空调夜间制冷能够节约运行费用，能够带来显著的经济效益。

1.2空调机组和末端设备

国产风机盘管从总体水平看，与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比较，主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定要注意选用重量轻、单位风机功率供冷(热)量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。

1.3空调水系统

一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力的20％到25％，夏季供冷期间约占12％到24％。所以空调水系统的节能研究发展空间还是比较大的。空调系统中水的主要输送设备是水泵，输送过程的能耗包括：通过传热的冷量损失和输送过程的流动阻力损失。对于输送冷量的管路系统，克服流动阻力的能量易转变成热量导致冷量损失。

减少水泵能耗除了做好水管的保温外还要从以下方面着手。

1.3.1尽量减少阀门、滤器的阻力

阀门是调节管路阻力特性的主要部件，由于阀门阻力会增加水泵的扬程和电耗，应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

1.3.2设定合适的水流量

水流量是与水泵电耗成一定比例的。空调系统中水流量是由空调冷热负荷和空调供回水温差决定的，供回水温差越大，空调水流量越小，水泵电耗越小。

1.3.3提高水泵效率

水泵效率是指原动机轴功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0～最大效率变化。在输出功率相同的条件下，如果水泵的效率降低，水泵的能耗也会增大。因此．空调系统设计时要选用合适的水泵，使其工作在高效率状态点。

目前，空调水系统存在的主要问题是有些设计者不对每个水环路进行水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施。大流量，小温差现象普遍存在。设计中供、回水温差一般取5℃，为了节能我们可以采取加大供回水温差的措施，把供回水温差加大到8℃，这样就可以在保证换热量不变的情况卜．减小水流量，这样就对水泵的要求降低了，从而达到节能的目的。加大供回水温差有两种方式：(1)是低温供水，就是说降低供水温度。(2)是高温回水，就是说保证供水温度不变还是7℃，而回水温度适当提高可以使回水温度达到15℃-17℃。大温差设计由于节约了系统循环水量，相应减少了水泵扬程及耗电量，但低温供水同时也带来了蒸发温度下降从而要改造或更换蒸发器等问题。而高温回水避免了蒸发温度下降，所以可以避免改造和更换蒸发器。

2.怎样在管理中节能

夏季早晨室外气温较低，同时空气新鲜而室内气温较高，可利用空调新风机及消防排烟系统抽、送风约一刻钟。

这种做法有好处开机前可降低室温，减少主机负荷使室内空气质量提高检查排烟系统是否正常，对消防工作有利。

随时掌握各用冷场合的具体情况，适时开、停有关风柜、风机盘管等设备，减少系统热负荷，实际上可降低机组的耗电量和末端设备的耗电量。

根据气温的变化和用冷场合的变化，适时增开或关、停冷水机组，在满足空调需求的前提下，尽量少开机组和减少机组的运行时间。有楼宇自动化的空调系统毕竟不多，大多数机房还得靠人工去调节。

落实以上各项措施，管理人员要加强空调制冷理论和实际操作经验的学习和提高，以保证机组的正常运行和设备的使用效率，才能在节能中有所作为。特别是对于国外进口的中央空调设备，由于自动化程度高，容易使人产生错觉，似乎有微电脑控制中心控制，只要按电钮就可顺利操作，从而忽视了节能操作技术的学习和提高，这应引起充分的重视。

3.结束语

节能和环保是实现可持续发展的关键。空调领域作为用能大户，其能耗已占总能耗的40％左右，故节能意义十分巨大。从可持续发展理论出发，空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键，这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。作为一个暖通专业的工作者，在空调系统的设计、管理过程中，均应将对节能降耗问题引起足够的重视，在各个环节中均应积极地争取挽回所有可能挽回的能量。并将能源消耗作为衡量系统优劣的一项重要指标。■