试论中央空调系统中节能的几个途径

【摘要】随着人们生活水平的逐步提高，空调技术已经广泛应用于现代建筑中，在能源日益短缺的今天，节能已经成为整个社会各行各业研究的热点问题，由于空调系统的能耗在建筑中占据较大的比列，使得空调系统的节能问题更加备受关注，而要想做到空调系统的节能，只有从设计、施工到运行管理各个部门的通力合作，才能真正地实现。

【关键词】中央空调；建筑节能；节能效果

中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：

[ Abstract ] along with the improvement of people's living level, air conditioning has been widely used in modern buildings, in the increasing energy shortage today, energy saving has become the hot issue in the study of social all walks of life, due to the energy consumption of air conditioning system in buildings occupy larger than, the energy saving of air conditioning system issues more attention, to want to achieve energy saving of air conditioning system, only from the design, construction to operation and management of various departments to act with united strength, ability comes true truly.

[ Keywords ] central air-conditioning; energy-saving building; energy saving effect

在公共和民用建筑中，中央空调系统的能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，因此节约空调系统能耗是刻不容缓的。我国是能源短缺的国家，节约能源不仅是工业领域的重要任务，也是暖通空调界的一项重要研究课题，所以空调节能因该是有潜力可挖的。本文从建筑，工程设计，和运行管理等方面探讨了中央空调系统节能的几个不同途径。

途径一： 建筑围护结构的节能

公共和民用建筑空调系统的负荷主要来自围护结构传热（包括太阳辐射）和新风负荷。通过改善建筑物的热工性能，在不对建筑方案造成较大影响的前提下尽量减少建筑耗能。

1 窗户墙体的面积比，由于窗的传热系数高，隔热能力差，同时考虑到太阳穿过窗的辐射得热，单位面积玻璃窗得热量比墙体高得多，一般为墙体的4-20倍。室外热空气也通过窗缝隙渗透入室内，使玻璃窗得热量占整个围护结构得热量40%以上。从节能的角度出发，必须合理设计窗的构造，并在保证室内采光良好的前提下，合理确定窗户墙体的面积比，并要限制窗户墙体的面积比。一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字：北向25%；东西向30%,南向35%。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、百叶板、窗帘等。通过改进窗子遮阳特性，能较大幅度地降低空调负荷，特别是运行负荷，约能降低16-29%[1]。

2 对墙体屋顶围护结构，要增大外墙体热阻，对屋顶结构设计必须采取良好隔热措施，才能减轻通过屋面对室内的大量传热。常用隔热效果明显的措施有：通风屋面、夹心隔热保温及生态型建筑屋面隔热技术（绿色建筑）。生态型隔热技术利用水的蒸发和植被对太阳能的吸收、转化作用而降温，能将照射到屋顶的太阳辐射热进行自我良性化解，从而降低屋顶表能传热，减少屋顶向室内传热。生态型隔热技术符合国家可持续发展战略，是最具发展潜力的建筑隔热技术。

途径二： 适当提高室内的设计参数。

根据新的空调设计推荐标准，一般室内温度定为26-28℃，室内温度的提高，可以大大减少空调主机的容量，从而减少机组的运行的能耗。

途径三： 空调的冷热源

空调系统在建筑中能耗大户，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热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、热泵型机组、溴化锂吸收式机组、蓄冷空调、水源地源热泵。

1水冷冷水机组+锅炉这种配置，夏季用水冷冷水机组制冷，冬季用锅炉供热。用水冷冷水机组制冷时消耗电能。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。冬季的供热锅炉有燃油、燃煤、燃气锅炉和电锅炉，其中燃煤、燃气锅炉为多。虽然煤的储量较大，但燃煤锅炉运行中产生的等有害气体对环境有较为严重的影响，且大量排放的CO2的气体对地球会产生“温室效应”。与燃煤相比，燃油、燃气对环境的影响较小。但使用燃油锅炉要考虑储油罐安放处的安全问题。对于天然气丰富的地区可适当使用燃气锅炉。根据我国目前的电力供应状况，不应提倡使用电锅炉。

2 热泵型机组的使用可以大大降低能耗，其中风冷热泵机组在中央空调中使用的较多。这种机组一机多用，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，特别适用于缺少地区。

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。对于有费余热的地方，使用外燃式溴化锂机组，即利用了废热、余热，又达到了制冷的目的，是非常适合的；对于缺电而无废热或余热的地区可考虑使用直燃式机组。

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“爆发式”增长，供需矛盾表现为用电总量和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。

途径四： 空调水系统[2]

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用力的20%-25%,夏季供冷期间占12%-24%，因此水系统节能具有重要意义。目前，空调水系统在设计上存在一些问题：（1）选择水泵是按设计值查找水泵样本铭牌参数确定，而不是按水泵的特性曲线选定水泵型号；（2）未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，因此水力、热力失调现象严重；（3）大流量、小温差现象普遍存在，设计中供回水温差一般取5℃，但经实测，夏季冷冻水回水温差较好的为3.5℃，较差的只有1.5-2.0℃，造成实际水流比设计水量大1.5倍以上，使水泵电耗增加。因此，空调水系统节能应从如下方面着手考虑：（1）设计人员应重视水系统设计，认真进行水系统整个环路的计算并采取相应措施保证各环路水力平衡；（2）认真核对计算空调水系统相关系数，切实落实节能设计标准的要求值，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施；（3）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，进水温度高1℃，溴化锂机组冷水机组能耗高6%。