沈建华
（湖州市城市规划设计研究院，浙江，湖州，313000）
【摘 要】本文分析了影响空调系统能源消耗的关键因素，并从系统的选择、设备的选配及系统的 运行管理等方面提出了切实可行的空调节能方案，对空调系统的设计及运行管理中的节能具有一定参考价值。
【关键字】蓄能系统；系统设计；设备节能；建筑构造
引言
随着经济和社会的发展，中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛，但中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时又消耗掉了大量的能源。随着设备功率和数量的增加，其能耗也不断增大。据统计，中央空调的能耗约占总建筑能耗的70%，而且呈逐年增长的趋势。因此，节能对于中央空调系统意义重大。中央空调能耗一般包括三部分：空调冷热源；空调机组及末端设备；水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容，下面将结合这几方面分别进行分析。
1.系统节能
在空调系统设计之初选定空调方案（系统方式）时，即应将节能作为重要依据之一。
1.1 采用变风量系统，减少空气输送系统的能耗
所谓的变风量空调系统也就是我们通常所称的VAV（Variable Air Volume）空调系统，其基本原理是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。在当今特别提倡节能和舒适性的条件下，变风量空调系统正在逐渐被人们接收并得到应用。其主要有以下几个优点：
1)由于变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应负荷的变化，而空调系统大部分时间的部分负荷下运行，所以风量的减少带来了风机能耗的降低。
2)区别于常规的定风量或风机盘管系统，在每一个系统中的不同朝向房间，它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间，因此变风量空调器的容量不必按全部冷负荷峰值叠加来确定，而只要按某一时间各朝向冷负荷之各的最大值来确定。理论数据表明变风量空调器的冷却能力及风量比定风量可风机盘管系统减少10%～20% 。
3)变风量空调系统属于全空气系统，与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间，因而免除了盘管凝水和霉变问题。
4)系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑。
1.2 利用能量回收系统节能
中央空调的冷水机组在夏天制冷时，一般机组的排热是通过冷却塔将热量排出。夏天利用热回收技术，将该排出的低品位热量有效地利用起来，结合蓄能技术，为用户提供生活热水，达到节约能源的目的。目前，酒店、医院、办公大楼的主要能耗是中央空调系统的耗电及热水锅炉的耗油。利用中央空调的余热回收装置全部或部分取代锅炉供应热水，将会使中央空调系统能源得到全面的综合利用，从而使用户的能耗大幅下降。
1.3 合理选择冷热源
空调冷热源方案选择应按照国家能源政策和符合环保、消防、安全技术规定、建筑性质以及根据当地能源供应情况来选择。
若当地供电紧张，有热电站供热或有足够的冬季供暖锅炉，特别是有废热、余热可资利用时，应优先选用溴化锂吸收式制冷机。按性能系数高低来选择制冷设备的顺序为:离心式、螺杆式、活塞式、吸收式、涡旋式。考虑建筑全年空调负荷分布规律和制冷机部分负荷下的调节特性，合理选择机型、台数和调节方式，提高制冷系统在部分负荷下的运行效率，以降低全年总能耗。保护大气臭氧层，积极采用CFC 和HCFC 替代制冷剂。
快速发展的空调制冷技术，给广大使用者提供了广泛而多样化的产品选择机会。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体到空调冷热源系统，各种型式的电制冷机组、溴化锂吸收式机组、热泵机组、蓄冷设备等，品种繁多，并且均有各自的特点。各种不同的冷源和热源形式经过组合，可以形成多达二十余种空调冷热源方案。例如冰蓄能技术，冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，可节约运行费用但消耗了电能；再冷式冰蓄能系统因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，较传统收获制冰法的效率进一步提高，使得制冷机夜间的COP 提高约14%左右，虽然初期投资高，但从节能角度分析，有较大价值。
2.设备节能
空调制冷机组的选用中，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凋与燃气空调（直燃机）、合理利用其他热源（如CCHP 系统）。
2.1 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。
2.2 冷冻水泵
在一般公共和民用建筑中空调水系统的能耗比重不可小觑，空调水系统的节能也具有十分重要的意义。水系统节能除了重视水系统设计，认真进行水系统各环路的设计计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡外，采用变频调速水泵进行变流量运行，或采用冬、夏两用双速水泵是两种较为有效的节能措施，还可分别设置冷热水泵，相对变频达到更好的节能效果。
3.系统运行过程中的节能
3.1 加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法
在空调能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施，亦与操作人员的技术素质直接相关。故应加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。另外，集中空调实行计量收费，是建筑节能的一项基本措施。据国外调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率在8％～l5％。
3.2 通过控制设备进行调节控制
随着用能计量收费体制的改革，室内空调系统装配温控阀后整个空调系统如何正确配备控制设备是非常重要的。
每一个有效节能的空调系统都应配置相应的调节控制设备，如自力式流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀等等。在控制模式上需根据建筑物的具体功能、气候条件、使用状况等灵活处理，无统一的模式可循。如：①年运行管理问题，主要应考虑过渡季节的运行：室外新风的利用、新风量的确定等；② 日运行管理问题，主要应考虑随室外温度的变化采取不同的日节能运行模式，这可采用合理的自控系统及一定的手动调节装置来实现；③建筑预冷预热时间的合理选择。建筑预冷预热时间的选择将直接影响冷热设备的大小，从而影响初期投资。
4.利用建筑构造实现节能
在制定建筑方案阶段应有暖通专业人员参与，保证在不对建筑方案造成较大影响的前提下在建筑构造方面充分体现节能的要求、满足节能的需要。具体可从合理控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数、提高门窗的气密性、使用环保、节能型建筑材料、“冷屋顶”节能（指具有高El 射反射率的屋顶）等方面综合考量，在建筑设计初期着手节能目标。
5.总结
作为现代建筑中不可缺少的能耗运行系统，中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时消耗掉了大量的能源。而要想节能，都应从提高能量利用效率来采取对策解决问题，这才是科学的空调节能途径。本文即从系统的选择、设备的选配及系统的运行管理等方面着手分析，结合考虑空调系统能源消耗的关键因素提出了相应的节能空调方案，为今后空调系统的设计及运行管理中的节能提供参考。
参考文献：
[1]孙一坚．空调水系统变流量节能控制．暖通空调．北京：2001，12
论文作者:沈建华
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/14
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