中央空调系统运行管理中的节能探讨

中央空调系统运行管理中的节能探讨

孙光明

北京畅通顺达建设有限公司 102629

摘要：中央空调系统是以调节受控环境的温湿度来满足人们对环境舒适度的要求，在中央空调的运行过程中，其运行能耗约占整个建筑能耗的 50%，属于建筑中最高能耗系统，因此，如何有效的降低中央空调系统的运行能耗受到广泛关注。

关键词：中央空调系统；运行管理；节能

资源、环境是人类当前面临的重大难题。随着市场经济的发展，中央空调使用率的升高，空调能耗占建筑能耗的比重越来越大，占建筑总能耗量的 50 ％以上。降低能耗和科学合理使用能源已成为日益重要的议题。空调系统与我们生活、工作的需要有着密切联系，如何降低空调系统的能耗，节能运行管理显得尤其重要，同时也是企业管理降低运营成本增强竞争力的有效途径。由此可见，研究空调系统节能具有重要的社会效益和经济意义。

1.在空调系统运行中进行节能管理的重要意义

中央空调系统的结构是复杂而且庞大的，在对中央空调系统进行设计的时候，其中有关最大冷量负荷的设计在很大程度上依赖于最高气温。我国大部分地区的最高气温持续时间基本都是一个月左右，并且平均每天最高气温也就几个小时，因此，很多时候中央空调的系统运行状态都没有达到满负荷的情形，导致出现严重的过剩问题（如表 1 所示，不同的室内设计温度下节能效果存在较大差异）。所以，一些专家评估得出，我国广泛应用的中央空调，其中的节能空间至少还有 30% 左右。中央空调在正常运行的情况下对于能源的消耗都是非常大的，在空调的运行过程中进行有效合理的节能管理，能够在很大程度上降低空调系统运行过程中对于能源的消耗，从而让能源在各个领域中的应用更加良好，提高能源利用的效率，在一定程度上解决了国家所面临的能源问题。除此之外，在空调系统的运行过程中采取节能手段，还能够更好的将能源投入到大量实际的领域中，从而造就更大的经济效益，进一步提高人们的生活水平以及社会的性能。

2.中央空调系统运行中出现的消耗问题

根据中央空调系统运行及管理状况的分析，在使用中存在着较多的能源损耗问题，具体内容如下：第一，在中央空调系统运行中，制冷系统占空调总损耗的 60%以上，若没有设定固定的温度，制冷系统会一直处于工作 的 状 态，增 加 能源 的 损 耗，导致不必要的电力系统支出。第二，中央空调中的水泵、风机等设备，不会根据实际的负荷状态进行调整，出现资源损耗过大的问题。第三，在中央空调系统长期运行的环境下，一些设备管理者并没有对其进行清洁及处理，导致空调系统中出现了污垢等杂质，严重降低了设备的使用寿命，同时也增加中央空调系统的损耗。第四，对于中央空调系统的管理人员，缺少专业的节能环保知识，在空调使用中，没有按照室外的参数进行温度调节，增加中央空调的能源损耗，同时也为中央空调的节能管理带来限制。

3.中央空调节能运行的管理对策

3.1空调机组和新风机组的控制

高层建筑大多设计为风机盘管+新风系统，空调机组和新风机组是大楼空调系统的重要组成部分，写字楼空调机组和新风机组在中央空调系统总能耗中占比45%左右（如图一）。

随着大楼体量的增加，大楼的空调机组和新风机组少则几十台，多则上百台。如果靠人工控制，不要说调节，就是每天的开关机工作都不能正常完成，所以楼宇自控系统中即使最简单的自动启停控制，也可以节省人力和能耗。需要注意的是楼控时间应该分季节、分时段。比如根据北京地区的气候特点，空调机组和新风机组的启停时间原则上是按照如下方式设置的：在每年的 5 月 1 日-9 月 30 日周一至周五的 8:00-20:00 开启空调机组，考虑到夏季室外温度高，新风焓值高，在保证卫生和 IAQ（室内空气品质）的前提下，尽量将新风量比例调至最低，大约为送风量的 10%-15%。考虑到夏季早晨室外气温低，空气新鲜而室内气温较高的特点，在 5:00-5:30 提前开启新风，利用室外空气提前冷却室内温度，降低大楼冷负荷，同时置换大楼内污浊的空气。此时又是谷段电价，性价比高。而每年的 11 月 15 日至次年的 3 月 15 日为采暖季，周一至周五的 8:00-11:00、15:00 -20:00 楼控设置新风量比例为送风量的 10%-15%，而 11:00-15:00 适当加大新风比例，目的是提高室内空气品质，保证工作人员身体健康。

需要说明的是水阀和新风阀应定期检查、校正和调零。不管楼控信号是 0-10v 的电压还是 4-20m A 的电流，当电压处于 0v 或 4m A 时，水阀和新风阀都应该处于关闭状态，否则楼控设置和水阀、风阀执行器的开度会有误差，严重时冬季会冻坏空调机组和新风机组的表冷器。

3.2空调水系统

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电的 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着一些问题：

（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 ℃，造成实际水流比设计水量大 1.5 倍以上，使水泵电耗大大增加。

因此，空调水系统节能应从如下方面着手考虑：一是设计人员应重视水系统设计，认真进行水系统各环路的计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡；二是认真校对和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；三是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 ℃，溴化锂冷水机组能耗高 6％。

3.3冷却塔的节能运行

达到冷却水机组的负荷限度前提下，可以适当的进行循环水流量调整，并找准播水器的角度，将散水槽清理干净，并合理调节风机叶片角度，把飞水量尽量减少，从而达到控制飞水、减少水资源浪费的目的。在冷却塔中，热水需要经由蒸发作用来释放其潜在热量从而达成降低自身温度的作用，不过在冷却负荷降低且风量未发生变动时，蒸发水分所须取得热量有部分是源于空气之中，导致空气干球温度相较于进口温度变低。就系统层面分析，经过风机大幅度输送风可以降低冷却塔的出水温度，对于提升机组性能有着较大帮助，不过同时也会导致冷却塔的风机与水泵电能使用量变高，机组冷凝温度的下降在提升机组性能方面的积极作用并非是必然有效的，大风量促使出水温度降低并无法起到节能效果，反而会导致大量水资源因蒸发而消耗。

3.4增加新型节能技术在中央空调系统内的使用

在当下我国号召建立“节约型社会”的大环境下，中央空调的节能技术需要得到足够重视，要不断增加新型节能技术在中央空调系统内的使用，对节能技术的不断应用，可以有效的控制“温室效应”的发展，同时也可有效减少中央空调电耗。

①要对现有的能源进行合理利用。由于我国人口众多，在夏季与冬季，我国对中央空调的使用量逐年增加，用电高峰期不断延长，使得电力资源的使用呈明显的上升趋势。因此，在空调的设计中，要不断提高空调的品质，以降低对电力资源的消耗。

②要不断运用先进科技，使中央空调在自动调控方面有所突破。现在，我国的自动化技术得到了良好发展，要将这一技术充分运用到中央空调的内部系统中，使空调越来越智能化，以此达到降低能源消耗、节能减排的目的。

③在设计中央空调时，要使空调的冷热源能耗逐渐降低。中央空调的冷热源能耗是设计空调节能部分的重要内容，约占中央空调总能耗的 50%。因此，在不同的季节采用不同的冷水机，可以有效的降低中央空调的能耗。

④要不断完善中央空调行业的国家标准。目前我国的空调行业在这一方面还需加强，可以借鉴国外的先进经验，依照我国的国情建立统一的行业标准，用统一的标准来规范空调行业对电力资源的消耗，从而有效的促进中央空调的快速发展。

结束语：

节能管理是一个综合管理，从设计节能到使用运行节能都是承前启后的，科学、合理的节能运行管理措施和方法是空调系统高效率地运行，降低能耗，延长设备使用寿命的基本保证。节能管理，既要更多从专业角度去平衡维护与使用两者关系，采用先进的节能技术和节能产品，同时也要不断提高空调系统运行管理水平，确保系统安全运行，降低运行费用，最终实现节约能源。

参考文献：

[1] 刘帅 . 节能技术在中央空调系统中的应用研究 [J]. 机电信息，2020(11):82-83.

[2] 杨慧平 . 浅谈中央空调节能与应用 [J]. 绿色环保建材 ,2018(03):21.

[3]屈高阳.浅析中央空调如何运行管理节能［J］.科技经济市场，2016（5）：88-89.