浅谈中央空调节能技术改造
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摘要：本文从中央空调能耗现状入手，针对中央空调能耗问题提出相应地解决方案，为降低社会总能耗提供思路。
关键词：中央空调；能耗；节能技术；对策措施
全球气候日渐变暖，能源日趋紧张，传统能源正在逐渐枯竭，节约能源与减少污染是全球面临的首要问题。当前我国的能源方针是开发与节约并举，节约放在首位。随着国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，中央空调的应用日益普及，大大改善了人们的生产生活环境，但能耗问题也随之凸显起来，因此无论是中央空调的开发商，还是广大社会消费者，都应该也必须密切关注其节能问题，在不断完善空调功能的同时注重节能技术的改造创新，以不断降低投资、运行费用和资源损耗，这对于提高我国中央空调节能技术自主创新，完成“十一五”节能减排约束性目标具有十分重要意义。
1 空调能耗现状
由于技术水平有限和节能意识不强，导致空调在各个应用领域中的能耗不断增加，其中以建筑领域最为严重。有关资料显示，我国建筑物能耗占全球能源消耗的38%，而在有中央空调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能耗的70%。其中，空调机组电耗约占空调总电耗的50%左右，水循环系统电耗约占空调总电耗的20-40%，风机盘管末端设备的电耗约占中央空调总电耗的10-20%。由于大部分建筑的中央空调实际热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，且主机、辅机和末端舒适度三者未能实现合理动态调节，导致系统效率低，电能浪费严重，故装有空调的建筑能耗也会逐年增长。空调水系统的节能也具有十分重要的意义。
2 空调节能的实现机制
2.1设备选型
空调冷热源：鉴于空调系统制冷机组处于工作状态的冷冻水温过低、冷却水温度过高，都容易导致耗电量高的实际，要合理考虑设备型号和负荷匹配问题。
水输送系统：水泵在空调水系统中占有重要位置，但耗电量也十分巨大。据统计，水泵的耗电量占到了系统耗电的30%～90%，占建筑总耗电量的8%～16%，甚至其耗电量几近于整栋建筑照明的用电量，因此可通过改用冷却水闭式系统、提高水泵效率、设定合适水流量、选用变频水泵以及减少阀门、过滤器阻力等几种方案来实现节能。其中，在循环水中添加减阻剂的方式可降低能耗30%～60%；水泵节能率通常都在20%以上。
空气输送系统：采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗。理由在于：一方面，变风量空调控制系统能够根据温度的不同要求有针对性地采取不同的送风量来满足不同房间(或区域) 对负荷变化的需要，从而实现风机能耗的降低。另一方面，可以使空调系统输送的风量在不同朝向的房间之间进行转移和适时补给，从而减少系统的总设计风量和总输送量。
④末端设备：通过提高盘管的传热效率、降低盘管的用量以及盘管与风机、电机合适的匹配等途径达到节能效果。
2.2空调设计中的关键环节控制
2.2.1冷热负荷设计控制
冷热负荷设计是中央空调系统节能效果的直接影响因素。因此，在系统设计施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。一般地，冷热负荷设计过大，会误导空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备的设计也偏大,导致投资、运行费用增大，而负荷设计过小，则会因空调机组闲置造成低效率运行和资源浪费。因此，应采用动态的方法进行负荷计算，合理、科学地设计冷热负荷量，并根据实际负荷情况选择合适的冷热源，才能达到事半功倍的效果。
2.2.2空调水系统的设计控制
采用目前常用的保证各环路水力平衡、选用变频调速电机水泵或冬、夏两用双速电机水泵，以及选择与实际负荷最佳配合的电机水泵等水循环系统节能技术实现水泵节能。在实际工作中，一方面要合理确定冷却水系数。在实际设计中，溴化锂机组的冷却水量系数至少为4，活塞式机组最小也要为3。另一方面，通过降低水泵、风机的转速使水泵、风机的功率下降。例如:把供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率），即水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。
2.2.3新风系统的节能设计
新风系统的合理使用，也可以有效地控制能耗使用量。在满足卫生条件的情况下，减少新风量或采用恒压（送风口的动压）自动控制方式进行调节。有排风系统的，利用室内能量对新风进行预热与预冷处理(即热回收技术) 也可有效减少空调系统的能耗。
2.3 空调运行过程中的节能措施
2.3.1加强中央空调的运行管理和控制设备的调节控制。在空调能耗中，绝大部分是由于管理不善导致的，因此要加强空调运行过程中的管理，主要包括：1)加强对空调操作人员的培训，提高操作人员的专业技术水平和管理人员素质，并建立和完善相关管理制度。2)定期对设备和系统进行维护和清洗。例如空调构件的维护与清洗，换热设备传热表面的除尘去垢等。3) 经常性检查自控设备和仪表的运行情况，以确保其能够正常工作；对系统的运行参数要适时监测与记录，以便于发现问题和解决问题。
2.3.2加强设备及管道的保温及水质处理。设备及管道的保温对空调节能、降低运行成本同等重要，空调系统中水管的腐蚀、水垢沉积及青苔生长等也都会导致空调能耗增加。因此，要注重加强空调设备和管道的保温，及时处理空调制冷系统的水垢等一系列问题。一般地，空调设备和管路仅能使用15~20年，若我们能够解决空调设备和管路的保温、腐蚀等问题，一定程度上延长了它们的使用年限，从长远来看，这也是一种有效的节能。
2.3.3逐步实行空调集中计量收费制度。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术，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%~15%。
2.4 建筑空调节能的其它方法及对策
2.4.1加快开发新型节能设备,提高设备自身的节能效率。近几年来，我国空调产品发展较快，小型空调的品种繁多，但其能耗问题始终依然未能解决。而在国外的工业先进国家却十分重视，尤其是两次石油危机发生之后，空调节能技术无论是在理论研究还是技术创新上都远远领先于我国。
2.4.2优化施工工艺，不断减少空调系统的能耗。由于施工粗糙、接缝不严，导致漏风量增加，这是我国空调系统的风管安装与设备制造中常见的问题。其中，漏风量占系统总风量的10%～15% ，甚至高达20%，据预测，仅这部分的电耗，约占总用电量的5%左右。因此，要积极探索，大胆创新，进一步优化空调安装线路和生产工艺工序，从而减少空调系统的能耗。
2.4.3采用先进的控制技术对空调系统进行监控和管理。根据我国现阶段空调工程的具体情况，可应用以计算机为基础的集中监控和能量管理的技术，同时采用如时间启停控制器、最优启停控制器、焓值控制器及设定值控制器等先进的专用设备，从而改善和提高空调系统能量的有效利用。
3 结束语
本文立足于变频调速的技术基础，从中央空调的设备选择、关键环节控制、日常管理等方面为其系统节能提供了相应的解决方案，但无论是在哪一方面提高节能性，都始终体现中央空调的高效、经济、循环、舒适与安全。同时，空调相关节能技术还需进一步研究与探讨。
参考文献：
[1]王健敏:关于中央空调节能的几点反思与对策.节能环保，2006年3月.
[2]董云龙:中央空调节能技术分析. 山西建筑, 2009 年8月第22期.
[3]刘清江；韩学庭:中央空调运行管理节能问题的研究，上海节能，2006年3月.
[4]邢丽娟；杨世忠:中央空调系统的节能措施，微计算机信息, 2006年28期.
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