浅析中央空调的系统节能方法

【摘要】中央空调能耗在整个建筑能耗中占有很大的比重，探讨中央空调的系统节能方法对节能降耗有着重要的作用，本文主要对中央空调系统的选择进行了探讨，并对使用和技术上的节能方法进行了介绍。

【关键词】中央空调 节能措施

1.引言

中央空调是现代建筑中不可或缺的部分，中央空调能耗大主要是技术水平较低和人们的节能意识不强造成的。空调系统效率低下，是造成电能浪费的主要原因之一。由于技术原因是空调耗能严重，而人们节能意识的淡薄加重了能源的浪费。中央空调的系统的选择十分重要，要根据不同的需求选择不同的系统，下面将就中央空调系统的选择以及在使用及技术上的节能方法进行探讨。

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。

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。

考虑到现代化楼宇的空调要求，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。

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.中央空调的技术节能措施

3.1合理设计围护结构的构造。建筑物围护结构保温性能在节能方面起着重要的作用，因为建筑物内的冷热量可以通过房间的墙壁、门窗等传递出去，进而增加或减少空调的能耗。所以在窗的构造上，要能控制日光的照射作用，窗户墙体的面积也不应太大。如果窗户面积比较大，则应考虑采用热反射玻璃、吸热玻璃或其他遮阳措施，如屋檐、挑檐、遮阳板、窗帘等来阻止热量的吸收。 3.2提高门窗气密性，减少房间换气次数。比如，采用密闭性良好的门窗，或在门窗上加设密闭条，都可以提高门窗气密性。 3.3采用自动控制系统。自动控制系统包括冷热源的能量控制、新风量控制、空调系统的量值控制、设备的启停时间和运行方式控制、送风温度控制、温湿度设定控制等。自动控制系统可实现对空调系统进行集中管理和最佳控制，通过预测室内外空气状态参数（温度、湿度、热焓、浓度等），以维持室内环境的舒适。

4.空调使用过程的节能措施

4.1选择合理的室内空气参数。若空调室外计算参数为定值时，夏季空调室内空气计算温度和湿度越低，房间的计算冷负荷就越大，系统耗能也越大。因此，从节能的角度出发，在满足舒适前提的下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度；在冬季，要尽量降低室内设计温度和相对湿度。 4.2新风量的调节。新风负荷一般要占整个空调负荷的20%-40%，甚至更大。所以把新风量调节在适合的范围内，可以起到节能的效果。 4.3合理确定开停机时间。确定最适合的启动和停机时间，不仅可以保证室内环境的舒适，而且还可以节约空调能耗。启动和停机时间应根据围护结构热工性能、气候变化、房间使用功能等因素来进行预测控制。如果设备容量已经确定，则应按其额定功率考虑预冷或预热时间，既可以提高冷、热源的运行效率，又可以缩短预冷或预热的时间。 4.4过渡季节用室外空气作为自然冷源。在夏季室外空气热量大于室内空气热量和冬季室外空气热量小于室内空气热量的情况下，适当减少新风量可以起到节能的作用。当然，这要在空调运行时保证卫生条件的前提上进行操作。当供冷期间出现室外热量小于室内空气热量时（过渡季节），应该采用全新风运行，这不仅可缩短制冷机的运行时间，减少新风耗能量，同时可以改善室内环境的空气质量。

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。