中央空调系统节能改造初探

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cser905
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  摘要:通过对大型建筑中央空调系统的制冷主机、风系统、水系统等进行合理的技术维护和改造,加强日常管理等方面的措施,可以在满足环境舒适度的前提下,尽量降低中央空调系统的能耗,从而达到节能的目的。 
  关键词:中央空调;节能改造;运行管理
  中图分类号: TE08 文献标识码: A
  一、中央空调能耗的现状
  在我国现阶段中央空调系统的应用中,更多的关注的是空调系统温湿度控制效果、空气品质控制效果,而忽略了空调系统的能耗情况,整体来说,我国中央空调系统能效并不高,引起的原因有很多,有三个影响因素是比较明显的。
  1、设计过程重投资成本核算。轻能耗指标计算缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。在系统方案设计中,初投资与运行费用通常是矛盾的两个方面。一般节能、运行费用低的系统方案其初投资比较大。用户或投资者由于对中央空调系统的性能指标,尤其是初投资和运行费用的综合经济性指标缺乏专业认识,容易忽略综合投资收益计算。这导致工程建设方对采用高成本的节能方案没有积极性,往往就采用成本小、初投资低的设计方案,以较低的竞争价格赢取工程项目。这使很多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。
  2、政策上缺乏系统的、全局性能效指标。国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准发布了三项空调能效国家标准,规定了房间空气调节器、单元式空气调节机和冷水机组的能源效率限定值及能效等级。但是,中央空调是一项复杂的系统工程,中央空调能源有效利用的评价不能单纯地停留在对机器设备的评价上,对整个系统的评价更为重要,是否节能不仅与空调设备有关,而且与系统设计思想、管网设计、各部分匹配、施工优劣,运行管理水平以及建筑物热特性等因素有关。
  3、缺乏高素质运行管理人员和节能监控现阶段空调运行管理人员多半还是由非专业人员组成,由于专业知识的限制,无法承担中央空调节能运行和管理的任务。同时,投资方与建设方目标不同,实际使用中,不同方案之间的经济性比较一般只是理论分析比较,无法也不会进行实物、实验比较,无法做到很好的监控。
  二、中央空调系统节能改造 
  1、变频节能系统的改造 
  中央空调系统中的风机和水泵是传送液体的关键设备,这两个设备在中央空调系统负荷消耗的能力和空调流量之间成正比,并可通过一定的能力转换公式建立有效的发展公式。中央空调系统的变频节能系统改造即安装变频器,而相应的变频器属于软启动,并使用变频器对电机进行控制,空调电机在起动和运转过程中将不存在冲击电流。接触器、电机的使用时间长短是受到冲击电流的直接影响,相应的中央空调系统采用变频器对电机进行控制后还能避免水锤,从而减少了对电网、管网冲击,并且能提高空调设备的使用寿命,从而有利于建立和完善空调设备的维修体系。 
  2、冷却水循环系统的改造 
  冷却水循环系统之间的进水和出水之间存在一定的水温差距,冷却水之间的温差越大则说明房间内所需要交换的热量就多。反之冷却水之间的温差越小则说明所需要交换的热量越少。冷却水循环系统之间的改造可使用传感器进行冷却水进水温度和出水温度进行数据收集,并且将相应的温差量转换为模拟量实现中央处理器的反馈,随后通过中央处理器的控制管理变频器的频率变化。而当冷却水循环系统之间的温度相差不大时,可适当减少冷却水的使用量,这时中央处理器控制变频器设定为低频值,并且调慢电机速率。从而通过机制的中央处理器调整手段将实现有效的节能和管理方式。
  3、冷冻水循环系统的改造 
  冷冻水循环系统和冷却水循环系统的工作机制类似,冷冻水系统中的出水和进水温度之差说明冷冻水从相应房间带来热量的多少程度,并通过冷却水系统的温差实现对冷冻水循环系统之间的冷量的需求,从而将温差作为冷量控制进行节能的实现和控制。并且相应的冷冻机的出水温度相对稳定,因此冷冻水循环系统应根据进水温度进行温差的检测,随后实现灵活的节能系统的调整和控制。 
  三、系统运行过程中的节能 
  1、加强中央空调的运行管理,采用一定的计量方法 
  中央空调在运行过程中,其能耗的高低与管理水平具有直接的关系,所以需要加强日常对操作人员的培训工作,提升其技术素质,使其在操作过程中能够严格按照各种规章制度来进行,同时还在确保各项调节和节能措施的贯彻落实。另外利用统一的热量计量收费也能有效的实现建筑的节能,在这方面我国与发达国家还存在着一定的差距,但通过近几年的不断努力,在计量方面也取得了较好的成效。 
  2、选择室内设定合理的值节能 
  在室內设定值节能的过程中,确定合理的室内温度以及湿度值是非常重要的方面。通过选用全年固定设定值的方式,这一方式只适合在特殊要求的少量工业空调中使用。然而对于大部分的中央空调来说,如果冬天将空气处理到偏高的设定值的时候,此时会消耗较多的热量,相反如果夏天将空气处理到偏低的设定值的时候,此时会消耗更多的冷量。通过采用全年不变的室内设定值的方法,不仅会感到不舒适,而且会浪费一定的能量。因此,在室内温度设定值的时候,不需要全年固定的中央空调系统,而是要采用变设定值或者按照设定区控制的方法。
  3、空调水、风系统的节能运行管理 
  水垢、腐蚀甚至是青苔都会对冷却系统造成非常大的影响。冷却水温每上升1%,制冷主机出力会增加5%-7%,冷却水温的升高会直接导致空调的能耗增加。基于此,中央空调的运行管理人员应该及时的对冷却塔及其附属设备进行清洗,确保冷却塔正常的运行,减少能耗;通过对冷冻水系统、地热系统、暖气系统加药清洗、预膜、过滤器清洗,对上述系统附属的水泵、阀门、软化水系统、水处理仪、补水系统、除污器、平衡阀、止回阀、保温、软连接、排气阀等进行检查和维护,对风机系统、新风系统、排风系统、吊顶风机、风机盘管、分体空调多联机的电机、风阀、皮带、风道、保温、过滤网、外机冷凝器等的检查维护,可以有效的提高热交换效率和避免冷热量损失。  
  4、对新风量节能进行正确的利用 
  在全年运行的中央空调系统中,在除了冬、夏季采用的最小的新风量可以节能之外,这就要求在过渡的季节要合理利用新风量,从而可以使得能量得以节省。
  如果过渡季节新风量的温度比较低,那么此时就应该充分利用室外的新风来作冷源,特别是对于那些建筑周围负荷的影响比较小,并且此时的区内发热量较大的建筑,冬季以及过渡季的室内需要供冷风,这样做可以使得室外新风具有的冷量得到充分利用,而且能够引入室外的新风,从而可以使得人工冷源的使用时间得以推迟,最终达到节约能耗的目的。 
  在可变新风系统中,除了装有温度以及湿度调节器之外,还应该装上有季节工况自动识别以及转换的装置,并且要确保有三个工况:第一,冬季工况;第二,过渡工况;第三,过渡季节工况以及夏季工况。与此同时,在有温度以及湿度要求的系统中,通过室外干球温度以及回风温度控制来进行工况转换,从而能够实现节能的目的。
  四、结束语
  中央空调的节能涉及的范围非常广泛较广,从空调的设计,空调的安装以及运行管理等各方面都有值得改进的地方。无论如何提高节能性,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。
   参考文献
  [1]姜子桥.暖通空调系统节能问题研究[J].企业技术开发,2011(21). 
  [2]肖海旭.暖通节能空调的设计探讨[J].科学决策,2013(12). 
  [3]何金刚,王磊,吴杨.节能环保技术在暖通空调系统中的应用[J].建筑节能,2011(7).
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