趙靚

【摘 要】在各類建筑物中，大量采用先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng)已成為建筑技術(shù)的重要標(biāo)志之一，是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。本文闡述中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中的節(jié)能措施。

【關(guān)鍵詞】中央空調(diào)；節(jié)能

1 設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

1.1 減少室內(nèi)的熱負(fù)荷措施

1.1.1 遮陽(yáng)

減少室內(nèi)陽(yáng)光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，可采用挑檐、遮陽(yáng)板（蓬）、鍍膜玻璃等；減輕外墻、屋面吸收陽(yáng)光輻射熱，可采用淺色外墻飾面，將絕熱層設(shè)在外墻外側(cè)和屋頂屋面，或架空屋面。

1.1.2 氣密

提高門窗氣密性，防止縫隙進(jìn)風(fēng)。現(xiàn)在建筑中普遍采用的塑鋼門窗不僅氣密性好，而且熱阻大，并可降低噪音，減少灰塵。另外采用門窗封條，提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由8降到5，建筑物耗冷可降低8%左右。因此設(shè)計(jì)中采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。如橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合的密封條。

1.1.3 絕熱

采用絕熱材料對(duì)墻、屋頂、門窗鄧進(jìn)行絕熱，如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等，以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。采用空心砌塊、二層窗等，利用空氣隔熱，也可起到絕熱作用。增設(shè)外墻及屋頂?shù)谋貙訉?duì)冬、夏兩季節(jié)能有利。

1.1.4 控制窗墻比

窗墻比是窗洞口與墻的面積比值，增大這個(gè)比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%～45%。一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字：北向25%；東、西向30%；南向35%。減少窗、墻面積比，對(duì)減少夏季冷負(fù)荷有較好的效果。窗的設(shè)計(jì)和發(fā)展經(jīng)歷了單層窗時(shí)期、雙層玻璃階段和鍍膜玻璃階段。目前最先進(jìn)的節(jié)能窗是超級(jí)節(jié)能窗，雖然超級(jí)節(jié)能窗比普通窗的價(jià)格高20%～50%，但以節(jié)能計(jì)算，它的回收期只有2～4年。

1.1.5 照明

在我國(guó)，照明用電量已占總用量的10%以上，照明用電往往直接轉(zhuǎn)化為空調(diào)冷負(fù)荷。對(duì)于空調(diào)面積大、照明容量大的地方，應(yīng)采用照明與空調(diào)的組合系統(tǒng)。注意采用節(jié)能燈，節(jié)能燈發(fā)光效率高，是白熾燈的5倍左右。即同樣亮度時(shí)，節(jié)能燈耗電只有白熾燈的1/5。

1.2 提高中央空調(diào)系統(tǒng)的效率

1.2.1 合理選擇制冷裝置（冷源）

配置多臺(tái)壓縮機(jī)的冷水機(jī)組具有明顯節(jié)能效果。因?yàn)檫@樣的機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率，而且，機(jī)組起動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)順序起動(dòng)各臺(tái)壓縮機(jī)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，能量損失小。此外，可以任意改變各臺(tái)壓縮機(jī)的起動(dòng)順序，使各臺(tái)壓縮機(jī)的磨損均衡，延長(zhǎng)使用壽命。但臺(tái)數(shù)不宜過多，冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)宜選用2～3臺(tái)，制冷量較大時(shí)亦不應(yīng)超過4臺(tái)，單機(jī)制冷量的大小應(yīng)合理搭配。

1.2.2 合理選擇主機(jī)容量

為了安全起見，絕大部分的冷水主機(jī)容量要比實(shí)際尖峰熱負(fù)載大20%以上。但是，實(shí)際尖峰熱負(fù)載在全年出現(xiàn)的頻率相當(dāng)?shù)?，全年平均的熱?fù)載大約是尖峰熱負(fù)載的60%～70%，使得全年平均的熱負(fù)載只有冷水主機(jī)容量的50%～60%。由此，造成冷水主機(jī)大部分時(shí)間都在低負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。冷水主機(jī)負(fù)載率在60%以下運(yùn)轉(zhuǎn)效率不佳。因此主機(jī)容量不應(yīng)選擇過大。

1.2.3 合理選擇制冷方式

有余熱（如蒸汽、熱水和窯爐排放熱等）可供利用的地方，應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。

1.2.4 配置優(yōu)勢(shì)的節(jié)能設(shè)備

由于設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提高，近年來新上市的冷水主機(jī)的耗電率比20年前所生產(chǎn)的冷水主機(jī)降低約35%左右。因此在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑴f主機(jī)換成高效率的冷水機(jī)組是非?？尚械?。

2 運(yùn)行中的節(jié)能措施

2.1 空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和技術(shù)管理

1）定期檢查和改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、水和空氣輸送系統(tǒng)的保溫性能。

2）在滿足生產(chǎn)工藝和舒適性的條件下，合理降低建筑物空調(diào)的溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)增大送回風(fēng)溫差和供回水溫差。

3）在保證最小新風(fēng)量的前提下，合理控制和正確利用室外新風(fēng)量。

4）定期檢查和維修水、空氣輸送系統(tǒng)，減少系統(tǒng)的泄漏。

5）定期維修、校核自動(dòng)控制裝置及監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x表。

6）加強(qiáng)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的水質(zhì)管理。

7）監(jiān)理運(yùn)行管理、維護(hù)、檢修等規(guī)章制度。

8）建立運(yùn)行日志和設(shè)備的技術(shù)檔案。

9）管理和操作人員要經(jīng)過培訓(xùn)，考核合格后才能上崗。

10）主管部門定期派專人檢查有關(guān)規(guī)章制度的執(zhí)行情況。

2.2 控制合理的運(yùn)行參數(shù)

2.2.1 室內(nèi)溫、濕度

從節(jié)能角度出發(fā)來確定室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)節(jié)能的重要因素。在保證生產(chǎn)工藝與人體健康的條件下，夏季室溫每提高1℃，約可減少熱負(fù)荷11.2%。在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。

2.2.2 新風(fēng)量

新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20%～40%，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍，與節(jié)能關(guān)系重大，不可忽視。引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的負(fù)載，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、冷水泵、壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇的耗電。一般設(shè)計(jì)是以人員最多及活動(dòng)最激烈的情況來決定新風(fēng)量。但實(shí)際使用時(shí)卻幾乎不需要使用這么大的新風(fēng)量，從而造成在絕大部分的空調(diào)時(shí)段都在耗能的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。較有效的方法是以室內(nèi)空氣中二氧化碳含量來控制新風(fēng)量。大型酒店、賓館的公共場(chǎng)所，商場(chǎng)、餐廳、多功能廳及大型會(huì)議廳等，需要送入的新風(fēng)量較大。在整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中室外空氣溫、濕度隨季節(jié)而變化。因此，及時(shí)調(diào)節(jié)好新風(fēng)與回風(fēng)的比例就可以節(jié)能。

2.2.3 冷凍水的供、回水溫差

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在夏季供冷期間約占整個(gè)建筑動(dòng)力用電的12%～24%，因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。目前，大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計(jì)中供、回水溫差 一般均取5℃。

2.2.4 冷卻水入口溫度

冷卻水入口溫度每降低1℃可節(jié)電1.5～2%。冷卻水入口溫度應(yīng)在符合冷水主機(jī)特性及室外氣溫、濕球溫度的限制下盡可能地降低，以節(jié)約冷水機(jī)組的耗電。在較低的冷卻水溫時(shí)冷水主機(jī)耗電降低，但冷卻水塔耗電升高，兩者耗電之和存在一個(gè)最佳運(yùn)轉(zhuǎn)效率點(diǎn)。冷卻水塔應(yīng)與冷水主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)一起考慮，才能使整個(gè)效率提高。要達(dá)到最佳化控制，冷卻水設(shè)定溫度應(yīng)隨室外氣溫、濕球溫度而變。

2.2.5 冷卻水循環(huán)量

減少冷卻水循環(huán)量，可以降低冷卻水泵耗電量。若能配合冷水主機(jī)與冷卻水塔選擇較大溫差的設(shè)計(jì)時(shí)，水流量即可降低。從而減少冷卻水泵的初裝費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

2.2.6 冷卻塔風(fēng)機(jī)控制

在大多數(shù)的設(shè)計(jì)中，一臺(tái)冷水主機(jī)會(huì)搭配一臺(tái)冷卻水塔，且水塔的起停與冷水主機(jī)聯(lián)動(dòng)。由于中、大系統(tǒng)冷水主機(jī)偏多，使得冷卻水塔臺(tái)數(shù)也多，不易管理及維護(hù)，且無法隨著空調(diào)負(fù)載及室外氣溫條件變動(dòng)而調(diào)整風(fēng)扇耗電量。當(dāng)水處理量大于300m3/h以上時(shí)，方形冷卻塔可實(shí)現(xiàn)多風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)的數(shù)量可隨著處理水量的增大而增加。方形多風(fēng)機(jī)冷卻塔，可隨著夏季室外濕球溫度的變化隨意增減風(fēng)機(jī)數(shù)量，用于晝夜溫差較大的地區(qū)更有利于節(jié)能。

2.3 中央空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)與節(jié)能

2.3.1 空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)維護(hù)管理

每年運(yùn)行前要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行打壓試驗(yàn)、沖洗檢查。系統(tǒng)的除污器要定期清理。風(fēng)機(jī)盤管的滴水盤定期檢查清洗。

2.3.2 制冷機(jī)組開機(jī)前的維護(hù)管理

檢查冷凍水、冷卻水閥門開關(guān)是否正確。檢查主機(jī)、油系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)開關(guān)是否正確，液位是否正常。在檢查的同時(shí)記錄冷凍（冷卻）水的溫度和壓力差，主機(jī)油位，制冷劑的液位，機(jī)內(nèi)壓力、油溫。以上檢查結(jié)果記錄在案。

2.3.3 主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的維護(hù)管理

在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中定時(shí)檢查制冷系統(tǒng)有無泄漏現(xiàn)象。做好運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，每小時(shí)記錄一次。需要記錄的有油溫、油壓、油位，吸氣壓力、蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)溫度、排氣壓力、排氣溫度、制冷劑頁(yè)面變化，冷凍水進(jìn)出水壓差、溫差、冷卻水壓差、溫差，電流、電壓。檢查有無異常現(xiàn)象。

2.3.4 機(jī)組停機(jī)時(shí)的維護(hù)管理

關(guān)閉哪臺(tái)機(jī)組就把哪臺(tái)機(jī)組內(nèi)水泄掉，以防停機(jī)后的熱膨脹損壞設(shè)備。開機(jī)時(shí)打開相應(yīng)冷凍冷卻水進(jìn)出水閥，保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)時(shí)期要對(duì)蒸發(fā)器、冷凝器、油冷卻器的水系統(tǒng)徹底清洗，否則會(huì)降低機(jī)組制冷量，增大運(yùn)轉(zhuǎn)成本。主機(jī)各安全閥、儀表每年要校驗(yàn)一次并記錄在案，確保機(jī)組安全運(yùn)行。

2.3.5 空調(diào)停用后的系統(tǒng)保養(yǎng)

系統(tǒng)要進(jìn)行反復(fù)沖洗。沖洗完后利用定壓設(shè)備使系統(tǒng)保持一定壓力，保證管道內(nèi)壁不生銹，避免系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)堵塞。所有明桿閥門全部用黃油保護(hù)閥桿。

2.4 節(jié)能計(jì)量監(jiān)測(cè)與管理

2.4.1 采用一定的計(jì)量方法加強(qiáng)中央空調(diào)管理

節(jié)能計(jì)量監(jiān)測(cè)是節(jié)能管理的基礎(chǔ)：在供冷、供熱水系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置溫度、壓力、水流量、冷熱量等監(jiān)測(cè)儀表。對(duì)用電量、燃料消耗量、用水量、蒸汽耗量，應(yīng)分級(jí)、分類設(shè)置電度表。

2.4.2 加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員操作證制度

各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施，都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān)；具備必要的制冷空調(diào)知識(shí)；要懂得根據(jù)室外的參數(shù)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)；要懂得怎樣調(diào)節(jié)才會(huì)節(jié)能。

3 結(jié)論

本文探討中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中的節(jié)能技術(shù)措施，為現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

[1]GB50019-2003 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]2007全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇—暖通空調(diào)動(dòng)力.建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司.中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，2007.

[3]李玉街，蔡小兵，郭林.中央空調(diào)系統(tǒng)模糊控制節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[4]張憲金.中央空調(diào)運(yùn)行管理實(shí)務(wù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[責(zé)任編輯：湯靜]