中央空調系統節能的幾點(diǎn)思考

隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，我國的建筑事業(yè)取得了發(fā)展。在建筑領(lǐng)域中央空調的應用越來(lái)越廣泛，同時(shí)也造成建筑總能耗迅速增加。目前我國正處于能源緊張局勢，因此進(jìn)行能源的有效、合理利用，緩解能源緊張的局勢，達到能源節約的目的勢在必行。
1、中央空調實(shí)施節能的重要意義
目前既有的空調節能系統所使用的能源多為的高品位能源，其中電能所占比例較大。能源使用量的不斷攀升，導致地球資源日漸匱乏，同時(shí)也對自然環(huán)境造成一定破壞。氮氧化物、二氧化碳、硫化物以及煙塵等物質(zhì)排放量的增加，頻繁出現的酸雨現象等，嚴重影響了生態(tài)環(huán)境及人類(lèi)社會(huì )的可持續性發(fā)展。由研究表明，既有空調系統能源消耗巨大，節能技術(shù)的應用，將會(huì )使既有空調系統達到20－50%節能效果。所以在中央空調的系統設計中運用節能技術(shù)具有重要作用。利用合理化的節能措施及策略促使空調能耗降低，不僅可以達到資源節約、保護環(huán)境的目的，同時(shí)也可減少電力建設不必要的投資; 對用戶(hù)而言，空調的運行費用大大減少，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟性。由此可見(jiàn)，各種節能措施及技術(shù)的綜合利用，實(shí)現中央空調節能，是一項利國利民的大好工程。
2、目前中央空調使用過(guò)程中存在的弊端
2．1 對于投資成本的核算過(guò)于重視
中央空調的經(jīng)濟性主要包括系統初投資、維持系統運行和管理等方面的費用。在系統設計當中，系統初投資及運行管理費用是兩個(gè)矛盾方面。構建節能、低運行費用的運行方案，需要較大的初投資費用。由于多數投資者或者用戶(hù)缺乏有關(guān)中央空調運行方面的專(zhuān)業(yè)知識，比如系統性能的指標、初投資和運行費用之間的綜合性經(jīng)濟指標等，在不懂或者忽略的狀況下計算投資收益，并確定方案，對初投資的成本及商品價(jià)格過(guò)度權衡，而對運行能耗不予重視。從而導致工程的建設方對高成本節能方案采用的積極性不高，通常偏重于具有較低經(jīng)濟成本以及初投資設計方案的選用，zui終依靠較低的競爭價(jià)格取得工程建設的權利。
2．2 節能引導及監控的力度不夠
以切身利益為出發(fā)點(diǎn)，建設方未能將中央空調的節能責任承擔起來(lái); 受專(zhuān)業(yè)知識限制的影響，大部分投資方難以承擔其中央空調的節能任務(wù)。由于投資方和建筑方的經(jīng)濟目標不同，專(zhuān)業(yè)的技術(shù)水平也不相同，缺乏通盤(pán)、全面的綜合考慮。
中央空調的系統建設需要較大的資金投入，重復性較小。在具體實(shí)踐中，對比不同方案的經(jīng)濟性能，只是理論層面上的對比分析，無(wú)法也不可能進(jìn)行試驗和實(shí)物的對比。由于中央空調的系統具有明顯的專(zhuān)業(yè)性和復雜性，單憑投資者的個(gè)人經(jīng)驗難以進(jìn)行辨別評價(jià)，即便是建設單位給出了有關(guān)投資和運行費用之間的綜合性經(jīng)濟分析資料，而對于經(jīng)濟分析結果的準確性及正確性投資者也難以作出合理評判。
2．3 能效指標缺乏系統性和全局性
為了有效緩解因空調的使用而造成的環(huán)境、能源方面的問(wèn)題，國家相關(guān)部門(mén)批準并發(fā)布了多項空調能效的國家標準，對空氣調節設備、單元式的空氣調節機以及冷水機組等設備能源效率的限定值和能效等級進(jìn)行了明確規定。對于中央空調的整體系統進(jìn)行全面評價(jià)尤為重要，節能效果不僅和空調設備關(guān)系密切，同時(shí)還受系統選擇、管網(wǎng)的布置、設備的匹配、施工的質(zhì)量、運行管理的技術(shù)水平及建筑的熱特性等多種因素的影響。
2．4 運行管理缺乏積極性和有效性
空調系統的不同，其運行管理方面也存在較大差異，所以在空調系統實(shí)施運行管理中難以制定具體、統一的評價(jià)標準及監控指標。因為專(zhuān)業(yè)節能引導及監控比較缺乏，投資者認識空調運行管理的程度僅在于空調開(kāi)啟、控制室內的空調溫度等，而對于既有各種調節與節能的措施缺乏足夠的重視。
3、促進(jìn)中央空調節能效果提升的合理化建議
3．1 積極開(kāi)展節能降耗宣傳
加強建筑設備的節能重要性及節能技術(shù)宣傳，確保投資者和用戶(hù)對中央空調系統能耗指標及能耗水平有更深一步的認識，增強節能降耗的意識，掌握對投資和運行費用方面的經(jīng)濟利益進(jìn)行綜合評價(jià)的方法。進(jìn)行節能方案選擇時(shí)對投資者及用戶(hù)實(shí)施正確引導。
3．2 強化建筑設計的節能性
(1) 窗墻比的合理控制。在建筑工程的耗熱總量中，有35－45%為外窗耗熱量，所以，在室內采光得到保障的情況下，應當對窗墻比進(jìn)行合理確定尤為重要;
( 2) 門(mén)窗氣密性的有效提高。試驗證明，將房間0.9次/h的換氣次數降至0.6次/h時(shí)，建筑物冷能耗將會(huì )降低8%，所以在設計過(guò)程中，門(mén)窗盡量采用具有良好密閉性的材料，并以實(shí)際需求
為依據進(jìn)行密閉條的加設;
( 3) 推廣應用外墻保溫材料。建筑物在采用外墻保溫系統后，不僅建筑物的外裝飾達到了良好效果，同時(shí)室內居住環(huán)境的舒適程度也得到大大提高，因此外墻保溫材料在建筑工程中應
用值得大力推廣。
3．3 加大對系統技能設計的審核力度
空調設計階段，部分設計審核依然按照概算指標進(jìn)行估算，并在估算當中再加熱負荷、大冷，熱源主機、使冷等設備長(cháng)期處于低效率、低負荷環(huán)境下運行，出現能量供給與能量消耗嚴重失衡現象。所以需要加大審核系統設計的力度，主要包括有詳細的熱、冷負荷、有效實(shí)施節能措施的說(shuō)明資料以及通風(fēng)末端計算書(shū)的選型，嚴格把控報審關(guān)口，達到必要的節能要求。
3．4 強化中央空調先進(jìn)節能技術(shù)的推廣
(1) 變頻技術(shù)的應用。近年來(lái)，隨著(zhù)控制技術(shù)的不斷改進(jìn)，中央空調系統中，各種冷水機組自動(dòng)控制的調節裝置比較完善，能夠隨著(zhù)負荷的變化而實(shí)現運行狀況的自動(dòng)調節，使設備處于運行狀態(tài)。采用變頻技術(shù)實(shí)現空調機組、水泵以及末端設備進(jìn)行控制，可降低30%以上的設備能耗;
(2) 送風(fēng)系統的應用。對新風(fēng)比例進(jìn)行合理調節，構建一個(gè)由濕度和溫度構成、給人帶來(lái)舒適感受的區域環(huán)境。該區域環(huán)境內，人的熱舒適感未發(fā)生顯著(zhù)變化，然而系統能耗變化的幅度較大。假如系統中所輸送的冷熱能用空氣(或者水)的送回風(fēng)(或者供回水)采用較大溫差值，該差值和既有溫差比值如果為m，由計算流量的公式可知，大溫差狀況下的流量將是1/m3原流量。此時(shí)，風(fēng)機或者水泵的要求功率將會(huì )將至1/m3原有功率。在中央空調的精度、工藝及人員舒適度得到滿(mǎn)足的條件下，送回風(fēng)的溫差適當加大可使風(fēng)機、水泵的功率降低; ( 3) 熱交換與熱回收設備的運用。因為引入新風(fēng)，將會(huì )排掉部分空調環(huán)境中的舊空氣，排氣溫度和大氣溫度之間將會(huì )產(chǎn)生一定溫差，制冷時(shí)，假如室外溫度28℃，室內溫度35℃，那么將溫度28℃的室內氣體排到室外，將會(huì )造成能量損失，此時(shí)可通過(guò)具有熱量回收交換功能的設備，在處理新風(fēng)之前同排出的氣體進(jìn)行熱量交換，降低新風(fēng)溫度，使新風(fēng)機組負荷及能耗減少，該種設備在新風(fēng)量較大并且可進(jìn)行集中排風(fēng)的場(chǎng)合比較適用;
(4) 提高控制系統智能化。由于中央(空調的系統本身具有嚴重的復雜性、多變量性和時(shí)變性，運行過(guò)程中各要素之間存在嚴重的大滯后、非線(xiàn)性、強耦合等關(guān)系。
因此對于該種系統的控制，不管是用傳統的PID，還是運用現代化控制原理進(jìn)行計算的各種方法，達到控制良好的目的難度較大?？照{系統具有較大的節能空間，因此智能化控制系統應用越來(lái)越多，許多空調在既有系統中設置智能化控制系統，可減少15－30%的耗電量。
3．5 強化運行管理方面的節能效果
(1) 計量收費的實(shí)行。建筑節能基本措施即為計量收費的實(shí)行。目前一些西方國家已經(jīng)具有成熟的計量收費技術(shù)。有資料顯示，計量收費在空調系統管理中的運用，可達到8－15% 的節能率; (2) 強化操作培訓優(yōu)化人才隊伍。在中央空調運行管理中，因管理不善而加大中央空調的能量消耗較為普遍，同時(shí)工作人員的技術(shù)知識及業(yè)務(wù)水平對各節能及調節措施的執行產(chǎn)生嚴重影響，所以加強相關(guān)工作人員業(yè)務(wù)技能培訓，促進(jìn)職業(yè)隊伍整體素質(zhì)的提高非常重要，嚴格執行持證上崗制度。確保工作人員具有良好的職業(yè)操守、專(zhuān)業(yè)的空調制冷知識，能夠以室外參數變化為根據進(jìn)行有效的節能調節等; (3) 加強系統水質(zhì)的定期處理?？照{的水系統中存在的污垢、青苔、腐蝕等狀況將嚴重影響制冷系統的功能，同時(shí)也是增加空調耗能的重要因素，大氣中的細菌、塵埃、氧氣以及具有危害性的酸性氣體等物質(zhì)進(jìn)入到冷水系統，雖然空調的冷水系統具有較強的密閉性，但是冷凍管材受水中的溶解氧的影響，將會(huì )對其產(chǎn)生腐蝕，長(cháng)期下來(lái)，將會(huì )有污垢、銹渣、銹蝕以及微生繁殖生成的污泥等生成，加大管流阻力，導致流量減小，嚴重可堵塞管道，造成制冷量降低，繼而導致電能浪費。由理論計算可知，冷凝器內每增加0. 1mm 污垢，將會(huì )降低30%的熱交換率，增加5－8%的電能消耗。
能源作為人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的進(jìn)程中*的重要物質(zhì)，在現代化社會(huì )中，中央空調是建筑物中zui大的耗能設施，節能措施的有效利用，熱能設備保溫性能的改善，為能源的合理利用提供保障，增加天然能源利用效率，使中央空調安全運行始終處于*狀態(tài)，切實(shí)達到能源節約的目的，緩解能源緊張局勢意義重大。