本文從空調(diào)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制、空調(diào)使用過程中的節(jié)能措施以及中央空調(diào)的管理三個方面,對中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能進行了分析和總結(jié),為中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能提供了有意義的看法。
空調(diào)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制
1.1. 冷熱負荷設(shè)計控制
在中央空調(diào)系統(tǒng)施工圖設(shè)計階段,必須進行熱負荷和逐項逐時的冷負荷計算。負荷計算應(yīng)采用動態(tài)的計算方法,依據(jù)實際負荷情況選擇合適的冷熱源。由于系統(tǒng)冷熱源及設(shè)備在部分負荷下的性能對系統(tǒng)節(jié)能有重要影響,因此,在設(shè)備選型時,一方面要考慮到特定的設(shè)計工況,同時還應(yīng)該強調(diào)系統(tǒng)運行工況和部分負荷的系統(tǒng)性能的影響。
設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)的冷熱負荷設(shè)計過大,設(shè)備選型沒有充分考慮空調(diào)系統(tǒng)的負荷特點和設(shè)備性能,空調(diào)機組容量、管道直徑、水泵配置、末端設(shè)備設(shè)計偏大,導致投資、運行費用增大。而很多建筑的空調(diào)系統(tǒng)都達不到滿負荷運行,即使在最熱月仍有閑置的空調(diào)機組。水泵選型過大或水泵選配電機功率過大,低效率運行,浪費能源。多臺冷凍水泵并聯(lián)運行時,沒有根據(jù)供冷負荷的變化調(diào)整開啟臺數(shù),而是無論冷負荷大小,都是按最大冷負荷開動冷凍水泵,白白浪費了電能。
1.2.空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計控制
水系統(tǒng)大多是定流量,設(shè)計水流量按最大冷負荷和5℃的供回水溫差確定。而實際普遍存在大流量小溫差現(xiàn)象,最大負荷出現(xiàn)的時間很少,絕大部分時間在部分負荷下運行,實際溫差小于設(shè)計溫差,實際流量比設(shè)計流量大1.5倍以上,大大超過設(shè)計流量,水泵電耗大大增加。
設(shè)計人員應(yīng)重視水系統(tǒng)設(shè)計,對每個水環(huán)路進行水力平衡計算,對壓差相差懸殊的回路要采取有效措施,保證各環(huán)路水力平衡,避免水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象,認真校對和計算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)參數(shù),切實落實節(jié)能設(shè)計標準的要求值,利用電動二通閥對經(jīng)過空調(diào)末端的水流進行控制,使流量隨負荷變化而變化,積極推廣變頻調(diào)速水泵,冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施。近年來的研究結(jié)果表明,加大供回水溫差使輸送系統(tǒng)減少的能耗大于由此導致的設(shè)備傳熱效率下降所增加的能耗,因此對整個空調(diào)系統(tǒng)而言具有一定的節(jié)能效益,不僅要杜絕大流量、小溫差現(xiàn)象,還要逐步引入小流量、大溫差的設(shè)計方法。由于加大供回水溫差,設(shè)備的運行參數(shù)發(fā)生變化,設(shè)計方案要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。同時還應(yīng)該關(guān)注冷卻水溫度對空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響。
1.2.1.降低冷卻水溫度
由于冷卻水溫度越低,冷機的制冷系數(shù)就越高。冷卻水的供水溫度每上升1攝氏度,冷機的COP下降近4%。降低冷卻水溫度就需要加強冷卻塔的運行管理。首先,對于停止運行的冷卻塔,其進出水管的閥門應(yīng)該關(guān)閉。否則,因為來自停開的冷卻塔的水溫度較高,混合后的冷卻水水溫就會提高,冷機的制冷系數(shù)就減低了。其次,冷卻塔使用一段時間后,應(yīng)及時檢修,否則冷卻塔的效率會下降,不能充分地為冷卻水降溫。
1.2.2.提高冷凍水溫度
冷凍水溫度越高,冷機的制冷效率就越高。冷凍水供水溫度提高1攝氏度,冷機的制冷系數(shù)可提高3%,所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫度。首先,不要設(shè)置過低的冷機冷凍水設(shè)定溫度。其次一定要關(guān)閉停止運行的冷機的水閥,防止部分冷凍水走旁通管路,否則,經(jīng)過運行中的冷機的水量就會減少,導致冷凍水的溫度被冷機降到過低的水平。
1.3.新風系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
新風系統(tǒng)的合理使用,也可以有效地控制能耗使用量。在滿足衛(wèi)生條件的情況下,減少新風量或根據(jù)實際需要采用變風量系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。有排風系統(tǒng)的,利用室內(nèi)能量對新風進行預(yù)熱與預(yù)冷處理(即熱回收技術(shù))等都能夠有效減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
空調(diào)使用過程中的節(jié)能措施
2.1.空調(diào)建筑的節(jié)能
2.1.1.合理設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。建筑物內(nèi)的冷熱量可以通過房間的墻壁、門窗等傳遞出處,因此建筑物圍護結(jié)構(gòu)保溫性能在建筑的節(jié)能中起著很重要的作用。特別是窗的構(gòu)造,應(yīng)能起控制日光照射的作用并要限制窗戶墻體的面積;對于窗戶面積比較大的建筑物應(yīng)考慮采用吸熱玻璃、熱反射玻璃或遮陽措施如遮陽板、屋檐、挑檐、窗簾等阻止熱量的吸收。在室外溫度較低的時候可以直接利用自然空氣作為能源,所以窗的構(gòu)造應(yīng)能開啟或在其上設(shè)置可以開啟的自然通風口。
2.1.2.提高門窗氣密性。特別是在夏天,減少房間換氣次數(shù)。比如,設(shè)計中可采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。
2.1.3.對于供冷負荷較大的建筑物。其表面顏色以淺色為好。建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計時要把熱容量大的材料放在外圍護層的室內(nèi)側(cè).而把熱容量小的保溫材料放在外側(cè)以減少圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱負荷。
2.1.4.選擇更合理的室內(nèi)空氣參數(shù)。若空調(diào)室外計算參數(shù)為定值時,夏季空調(diào)室內(nèi)空氣計算溫度和濕度越低,房間的計算冷負荷就越大,系統(tǒng)耗能也越大。在滿足舒適要求的條件下,要盡量提高夏季的室內(nèi)設(shè)計溫度和相對濕度,盡量降低冬季的室內(nèi)設(shè)計溫度和相對濕度,不要盲目迫求夏季室內(nèi)空氣溫度過低、過干,冬季室內(nèi)設(shè)計溫度過高。
2.2.建立智能系統(tǒng)控制技術(shù)
隨著智能建筑的發(fā)展,建立與之配套的空調(diào)智能自控系統(tǒng)也是不可缺少的,它對空調(diào)系統(tǒng)的運行起著關(guān)鍵作用??照{(diào)自控系統(tǒng)雖然增加了投資,但可以在保持良好的室內(nèi)環(huán)境的基礎(chǔ)上節(jié)省運行費用。一個設(shè)計合理和運行管理良好的自控系統(tǒng)既可以大幅度地節(jié)省運行費用,使業(yè)主在較短的時間內(nèi)收回投資,也可以提高自動化服務(wù)質(zhì)量,降低對外部環(huán)境的影響。
加強中央空調(diào)的管理
3.1.加強對空調(diào)操作人員的培訓,提高管理人員素質(zhì)。懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進行合理而有效的調(diào)節(jié)。積極推廣水環(huán)路熱泵,采用熱回收、變風量、變水量系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù)。
3.2.加強日常和定期的對設(shè)備和系統(tǒng)地維護和清洗。例如空調(diào)構(gòu)件等的維護,冷凝器等換熱設(shè)備傳熱表面的定期除垢或除灰,過濾器、除污器等設(shè)備定期清洗。
3.3.當過渡季節(jié)中室內(nèi)有冷負荷時,應(yīng)盡量采用室外新風的自然冷卻能力,節(jié)省人工冷源的冷量。
中央空調(diào)的節(jié)能涉及的范圍非常廣泛較廣,從空調(diào)的設(shè)計,空調(diào)的安裝以及運行管理等各方面都有值得改進的地方。無論如何提高節(jié)能性,都應(yīng)從提高能量利用效率來采取對策解決問題,這才是科學的空調(diào)節(jié)能途徑。