中央空調(diào)運(yùn)行管理節(jié)能問(wèn)題的研究詳解（最新）
中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行管理普遍存在諸多問(wèn)題,影響正常使用,節(jié)能及其使用壽命,針對(duì)目前中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題,提出解決問(wèn)題的建議.
目前我國(guó)家用空調(diào)擁有量已突破9000萬(wàn)臺(tái)，年耗電量超過(guò)400億kWh，占總耗電的40％，是眾多能耗當(dāng)中重要的一部分，因此空調(diào)業(yè)推行節(jié)能運(yùn)動(dòng)顯得尤為迫切。研究發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在交付使用后最初幾年運(yùn)行良好，隨著時(shí)間的推移，空調(diào)系統(tǒng)普遍存在以下問(wèn)題：冷熱量衰減、風(fēng)量減小、空調(diào)機(jī)組噪音增大、新風(fēng)系統(tǒng)效果不理想、機(jī)組故障頻繁、能耗增加等，其主要的原因之一是缺乏良好的運(yùn)行管理和系統(tǒng)維護(hù)。本文就空調(diào)運(yùn)行節(jié)能措施進(jìn)行探討。
1 制冷主機(jī)的節(jié)能運(yùn)行
在空調(diào)系統(tǒng)中，主機(jī)能耗占總能耗60％以上，因此主機(jī)的節(jié)能運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主機(jī)都要按最大負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，而空調(diào)系統(tǒng)對(duì)每個(gè)具體工況而言，都有一條最佳的特性曲線，滿足這條曲線工作，主機(jī)效率最高，能耗最小，控制主機(jī)盡量滿足其特性曲線，則可以達(dá)到節(jié)能的目的，常見(jiàn)的節(jié)能控制方法有：
1)啟停最佳控制。
空調(diào)裝置消耗的電能等于裝置運(yùn)行的時(shí)間和裝置的容量的乘積，如果運(yùn)行時(shí)間減少，消耗的電能就會(huì)按比例下降。對(duì)大樓不同場(chǎng)所的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，尋找最佳啟停控制方式，將既能滿足人們對(duì)空調(diào)環(huán)境的要求，又能符合節(jié)能的要求。管理人員可以針對(duì)辦公室環(huán)境因素，制定多套節(jié)能運(yùn)行方案。
2)合理選擇主機(jī)功率。
針對(duì)負(fù)荷分別選擇主機(jī)功率，即根據(jù)空調(diào)實(shí)際負(fù)荷調(diào)節(jié)主機(jī)臺(tái)數(shù)或選擇主機(jī)功率。例如：廣東某大廈采用了空調(diào)大主機(jī)和小主機(jī)組合的辦法，即正常白天負(fù)荷高峰時(shí)使用大主機(jī)，18:00以后小負(fù)荷就改用空調(diào)小主機(jī)，其節(jié)電情況非常顯著。
3)參數(shù)選擇。
在中央空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)合理設(shè)定室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度和濕度，避免夏季采用過(guò)低溫度和冬季采用過(guò)高溫度。設(shè)計(jì)中避免送風(fēng)溫度過(guò)低，因?yàn)楫?dāng)送風(fēng)溫度由18℃降到14℃時(shí)，在同樣的房間溫度下(26℃，相對(duì)濕度50％)，處理新風(fēng)的能耗會(huì)增加25％。因此，從健康、舒適、節(jié)能考慮，舒適性空調(diào)夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度確定取比室外環(huán)境溫度低5～8℃為好，同時(shí)室內(nèi)外相對(duì)濕度差也不宜太大。
2 水泵的節(jié)能運(yùn)行
由于水泵在設(shè)備選型時(shí)大都留有余量，因此水泵的出水側(cè)閥門都不會(huì)全開(kāi)，有的僅能開(kāi)到1/2，這就造成了閥門的節(jié)流損失。同時(shí)由于閥門限制水量，使主機(jī)的制冷效果不理想，往往造成單機(jī)供冷不夠，雙機(jī)或多機(jī)時(shí)卻在部分負(fù)荷下工作，造成大量的電能浪費(fèi)。設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間約占總運(yùn)行時(shí)間的6％～8％，水泵的能耗很大，約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的15％～20％[4]。為此，采用變頻變流量系統(tǒng)，使輸送能耗隨流量的增減而增減，具有顯著的節(jié)能效益。但須注意的是，設(shè)計(jì)變流量水系統(tǒng)時(shí)，必須注意到各末端裝置的流量變化與負(fù)荷的改變并不是線性關(guān)系，所以應(yīng)考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡和穩(wěn)定的問(wèn)題，才能達(dá)到節(jié)能的最佳效果。
3 冷卻塔的節(jié)能運(yùn)行
冷卻塔的能耗在空調(diào)系統(tǒng)中所占的比例雖然并不大，但由于其使用頻率高，累計(jì)能耗還是十分可觀的。冷卻塔的設(shè)計(jì)是按全年最不利工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的，如何改善其工作狀況，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，同樣具有重要意義。
冷卻塔冷卻能力的影響因素有循環(huán)水量，水溫，誘導(dǎo)風(fēng)量，當(dāng)?shù)乜諝飧蓾袂驕囟群涂諝庵谢覊m濃度等，在這些因素中，除空氣中灰塵濃度無(wú)法控制)要靠管理人員勤于清洗)外，其它因素可以通過(guò)一些控制手段來(lái)改變冷卻塔的工作狀態(tài)，找出適合這些因素變化的最佳工作狀況，從而達(dá)到節(jié)能目的。
1)溫度控制：利用熱敏電阻聯(lián)接溫度調(diào)節(jié)器，控制冷卻塔風(fēng)機(jī)電源的通斷。熱負(fù)荷變化時(shí)，通過(guò)熱敏電阻的檢測(cè)，發(fā)信號(hào)給調(diào)溫計(jì)，控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)停。熱負(fù)荷低于某種程度，命令風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，熱負(fù)荷升高，則再讓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，從而達(dá)到節(jié)能目的。此方法目前應(yīng)用最普遍。
2)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的控制：對(duì)并聯(lián)配置的冷卻塔而言，風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以通過(guò)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定風(fēng)機(jī)開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)。
4 降低水系統(tǒng)的隱性能耗
在空調(diào)系統(tǒng)中，冷卻水，冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能，即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗，往往被人們所忽視。實(shí)際上，這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當(dāng)大的，水的大量耗失，一則增大水資源的壓力，二則也增加冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔的電能消耗，即隱性能耗。
1)冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能
冷凍水在空調(diào)系統(tǒng)中主要起著中間載冷作用，在隱性能耗方面主要表現(xiàn)在管路保溫的冷量損失及冷凍水流失方面，其中后者往往被忽視。冷凍水流失絕大部分是因?yàn)榕盼坶y、旁通閥失效或關(guān)不死所致。
2)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能
冷卻水系統(tǒng)中水的流失主要在如下三個(gè)方面：(1)蒸發(fā)耗水。冷卻塔內(nèi)熱水通過(guò)蒸發(fā)釋放潛熱而達(dá)到自身的冷卻。在設(shè)計(jì)工況下，冷卻塔內(nèi)空氣呈等溫加濕變化，而空氣吸收了冷卻水的蒸發(fā)水分，從而冷卻水水溫降低。然而當(dāng)冷卻負(fù)荷減少而風(fēng)量不變時(shí)，水分蒸發(fā)吸收的熱量一部分來(lái)自空氣，使空氣的干球溫度較之進(jìn)口溫度值下降。從系統(tǒng)的角度來(lái)講，通過(guò)風(fēng)機(jī)大量送風(fēng)能降低冷卻塔出水溫度，有利于提高機(jī)組的性能，但卻增加了冷卻塔的風(fēng)機(jī)和水泵的電能消耗，機(jī)組冷凝溫度的降低并不總是導(dǎo)致機(jī)組性能的提高，實(shí)際上機(jī)組的耗電指標(biāo)隨著冷凝壓力的進(jìn)一步降低有升高的趨勢(shì)[5]，因而大風(fēng)量導(dǎo)致的出水溫度降低，并不能達(dá)到節(jié)能的目的。(2)控制飛水，節(jié)約水耗?？諝鈱⑺?滴)帶出冷卻塔，造成水耗稱為冷卻水飛水。這是冷卻水系統(tǒng)的另一種隱性能耗，其產(chǎn)生的原因主要在于循環(huán)水量過(guò)大。因此，在滿足冷卻水機(jī)組負(fù)荷的情況下，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整循環(huán)水流量，調(diào)整播水器角度，清掃散水槽，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片的角度是可以將飛水降至最低程度的。(3)排污換水消耗。盡管排污換水消耗是不可避免的，但是保持水系統(tǒng)清潔卻可以減小換水的頻率。
5 減少水質(zhì)污垢、腐蝕及青苔影響
水質(zhì)的水垢、腐蝕及青苔對(duì)制冷系統(tǒng)影響極大，這也是空調(diào)系統(tǒng)能耗高的重要原因。[6]為了減少水垢、腐蝕及青苔對(duì)水系統(tǒng)的影響，除設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)采取措施外，應(yīng)增設(shè)水處理裝置。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，高頻多段磁場(chǎng)能很好的對(duì)水質(zhì)進(jìn)行處理，因此空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)增設(shè)、提倡選用高頻電磁多功能水處理裝置。
6 新的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
為了使得空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外也有采用分散式機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)和冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的趨勢(shì)，例如戶式中央空調(diào)VRV系統(tǒng)等，在這些新系統(tǒng)中，采用了大量的新的節(jié)能技術(shù)，數(shù)碼變?nèi)轀u旋壓縮機(jī)技術(shù)，雙壓縮機(jī)技術(shù)，制冷劑直接輸送技術(shù)，制冷劑的智能分配技術(shù)，風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，高智能化控制技術(shù)等。但由于使用這些新技術(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng)的初期投資大和各個(gè)城市分時(shí)電價(jià)實(shí)施情況不同等原因，故至今仍在全面推廣之中。
7 結(jié)論
以上是中央空調(diào)節(jié)能的部分措施，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的技術(shù)將應(yīng)用到空調(diào)節(jié)能中來(lái)。但是，對(duì)節(jié)能的認(rèn)識(shí)應(yīng)該有一個(gè)正確的觀點(diǎn)即不能因節(jié)能而降低使用水平和抑制合理需求，而應(yīng)該從提高能源利用效率來(lái)采取對(duì)策解決問(wèn)題。每個(gè)從事中央空調(diào)管理的人員更應(yīng)該在空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域積極地爭(zhēng)取挽回所有可能挽回的能量。
