中央空调系统节能对策刍议

中央空调系统节能对策刍议

杨伟才

广州施杰节能科技有限公司 510640

摘要：随着我国现代经济的不断发展，人们的日常生活对于空调的使用也越来越频繁。而现代化的空调运行，会在实际的过程中排放出很多-温室气体，因此，使用节能技术对空调进行节能降耗就具有非常重要的意义。本文主要是对中央空调系统的节能发展空间以及节能措施技术进行了一系列的分析，对空调运行过程中运行维护管理不到位等多种因素造成的问题进行了讨论，从而得出提高中央空调系统的资源再利用率的意义，以及相应的具体措施，希望能为我国的可持续发展提供参考意见。

关键词；中央空调；系统运行管理；绿色节能

中央空调在人们的日常生活中是非常常见的。为了调节室内的温度，中央空调经常用于一些大型商场以及酒店和图书馆等多种公共场所，中央空调具有很大的利用率。但是随着对中央空调的利用越来越普遍，人们发现中央空调在运行的过程中产生了极大的耗能，这也成为了中央空调运行的最大缺点。目前全球都面临着资源紧张以及环境污染的状况，而中央空调在运行过程中的耗能巨大，这与我国提出的可持续发展绿色环保的理念相违背。因此，对中央空调的节能降耗管理是势在必行的。

1. 对中央空调进行节能管理的意义

（ 图一）

中央空调的系统具有复杂性和规模庞大的特点（如图一所示）。在对中央空调进行安装之前，我们一般会对整个系统进行合理科学的设计，而在进行设计时，设计师会根据中央空调所在场所的最高气温来制定中央空调，对于冷能量复合的最大程度。在我国绝大多数地区，每年的最高气温基本上都集中在一个月而随着时间和温度的关系，这些地方每天平均的最高气温，最终折算下来，也就是几个小时。因此导致许多中央空调在运行的过程中都没有达到最高的冷负荷量，这就导致中央空调再配备的过程中大于了实际所需要的冷量，造成了耗能严重过剩的问题^[1]。基于以上问题，我国一些专业的学家根据测评得出结论，我国在进行中央空调的运作时，在节能降耗方面还具有很大的发展空间，而中央空调在实际运行的时候，对于能源的消耗是非常巨大的，因此，对中央空调运行过程中进行科学合理的节能降耗管理，能够一定程度上降低中央空调系统在运行过程中对于制冷能源的消耗，并且这一研究结果也可以在其他领域中得到普遍的使用。而节能管理的方法，不仅可以提高对于资源的使用效率，还能在一定程度上解决我国所面临的能源缺乏的问题。与此同时，在中央空调系统的运行过程中进行节能降耗的管理，还能将更多的能源利用于各行各业为我国经济发展做出一定贡献^[2]。

二、中央空调节能运行的具体方式

（一）根据实际情况设置制冷主机

中央空调系统在运行的过程中，主要对于水能和电能的消耗较大，这其中消耗较大的设施主要是制冷主机和水泵等。而制冷方面，一般情况下，我国所使用的模式都是变频模式，变频模式的特点是可以让中央空调系统的调节，根据具体的情况进行变频同步驱动。采取变频驱动模式，不仅能够让机组在运行的过程中达到节能降耗的效果，还能让空调系统在特殊极端的情况下，也能够降低对于电能和水能的消耗。除此之外，中央空调运行管理系统还对制冷机组进行了一定程度上的维护，可以使制冷机组在使用的过程中达到一定程度的优化，这不仅增加了制冷机组的使用寿命，还提高了中央空调在运行过程中的平稳程度^[3]。

有以下几点建议：

1. 在主机的搭配上，要考虑多台主机（建议2-3台），变频高效主机优先选择。同时考虑到满足最小负荷运行，要选择1台冷量小的主机搭配，以提高系统的效率。

2. 需要配置一个精准的自控系统。根据精确冷量计量，历史运行数据建模，选择能效最好的主机投入运行。

3. 在室外湿球温度比较低的过渡季或系统负荷比较低的工况，适当提高主机冷冻出水温度设定，这也有助于提升主机效率。

（二）对于空调水系统的调节

在一般的情况下，中央空调的水系统所使用的用电模式适配用电模式。这其中对于我国部分地区的冬季制热动力就占据了整个中央空调系统四分之一的动力。由此我们可以看出，中央空调对于水系统进行调节，在一定程度上还具有很大的发展空间。而在整个中央系空调系统运行的实际过程中，输送水体的主要设备就是水泵，在输送水体的具体过程中，水泵也会产生极大能源消耗。而针对中央空调系统中的管道路径系统，最主要的功能就是输送中央空调的制冷量，因此，如果在这个过程中对管道输送系统减少流动的阻力就会产生热能，从而造成管道内制冷量的损失。因此，如果想要有效地降低水泵的能源消耗，还需要做好以下几个方面的工作：

尽量地减少开关器内的阻力。在中央空调运行系统中，对各路管道的输送量进行调节的重要部件就是阀门，而在阀门的启用过程中，会产生一定阻力，这会造成水泵的电能消耗过大，因此在实际运行的过程中，应该减少对阀门的应用。在设计过程中，优先使用BIM图，来优化管路设计。在拐弯的地方，尽量采用斜管和顺水弯。

在运行过程中，根据实际情况设定合理的水流量。在中央空调系统运行的实际过程中，空调对于供回水的温度，以及对于制冷制热的复合程度，决定了水泵对于水的使用量。如果供回水的温度差距较大，那么中央空调系统中水流量就会相对较小，这也可以在一定程度上减少水泵对于电能的消耗^[4]。

在最大程度上提高水泵的利用效率，水泵的利用效率会根据中央空调运行的实际情况而不断发生变化。如果水泵的效率变低，那么相应的水泵所产生的能源消耗就会变大，因此，在中央空调运行的实际过程中，必须要采购合适的水泵，这样才能够保障水泵在工作时具有更高的效率。

（三）对于冷却塔的节能运行管理

（图二）

为了使冷却塔机组在实际运行的过程中，可以实现对水流量的实时控制，并且能够精准地找到波水汽的角度，将水槽内的闲置的水清理干净，还要保障冷却机组的负荷，不超过限度对于冷却塔机组的节能运行管理是非常有必要的（如图二所示）。而在冷却塔机组实际运行的过程中，热水需要通过蒸发来释放，水中的热能进而达到降低热水温度的效果，但是如果中央空调系统的出风量没有发生变化，并且在这个前提下，冷却的负荷也在一定程度上降低时在蒸发水分时所用到的热能消耗有一部分是源自于空气当中的，这就导致了空气出口温度比进口温度要低。从中央空调的系统运行方面进行分析，我们发现如果使用风机大幅度的输送风能，就可以在一定程度上使冷却塔的出水温度降低这对于提升整个中央空调的运行有着巨大的帮助。但是在提升机组性能的同时，也会导致冷却塔和水泵的电能消耗量变大，因此，运行机组的冷凝温度下降，对于提升整个基础的性能产生的效果并不一定是有利的。因此，提高风量并不一定能起到节能降耗的作用，反而可能会导致水资源的大量蒸发以及消耗^[5]。

有以下几点建议：

1. 优先采用变流量的冷却塔，确保在冷却水变频时，冷却塔也能有良好的换热效果。

2. 多台变频冷却塔运行时，不宜采用冷却塔与主机的一一对应运行。要运行多台冷却塔，而且冷却塔风机低频运行。这种方式效率更高，节能明显。

这里举一个运行案例说明一下：

有个中央空调系统，采用3大1小的制冷主机对应3大1小的冷却塔。

（a）当开2台大主机时，冷却塔没有变频器运行如下图：

(b)若冷却塔采用变频器，多台低频运行如下图：

冷却塔的节能率达到60%！

（c）同时由于，冷却总风量增加，冷却水出水温度还下降1C，主机的效率也提升了3%。见下图：

结语：

目前随着我国经济和工业的不断发展，我国面临的生态环境威胁以及资源利用率不足等问题，已经逐渐凸显出来。而对于生态环境的保护，在近年来也引起了人们和相关部门的极大重视。因此，在实行中央空调系统的设计与运行管理就变得非常有必要。中央空调系统在运行的实际过程中所产生的能源消耗量是非常可观的，这一现象不仅不利于我国的可持续发展，还在一定程度上造成了环境的污染。因此，在中央空调系统的设计当中，必须要考虑节能降耗的问题，而节能降耗，不能从一个方面运行，而是要将节能降耗的理念设计到中央空调系统运行的每个环节中去，使得在运行时，资源得到最大程度上的利用。

参考文献：

[1]陈雷.变频技术在中央空调系统中对节能的辅助作用[J].中国新技术新产品,2020(18):35-36.

[2]宋永钦.中央空调系统优化及水系统节能策略[J].智能城市,2020,624:105-106.

[3]刘丙刚,贾丕建,王博,王焕亮.中央空调制冷系统节能改造[J].能源研究与利用,2020,06:46-48+51.

[4]蒋爱军.中央空调系统运行管理中的节能探讨[J].中国设备工程,2020,23:75-76.

[5]储健,邵安晨.一种新型节能自动控制中央空调除尘系统电路的设计[J].天津职业技术师范大学学报,2020,3004:1-7.