对于空调系统节能技术的几点思考
（内蒙古建筑职业技术学院机电与暖通工程学院，呼和浩特 010050）
摘要： 随着国民经济的发展，民用、公用及商用建筑中空调的普及，带来了一个严重的能量消耗问题。本文从围护结构、空调的冷热源、空调机组及末端设备、空调水系统及空调新能源几个方面提出了一些节能措施和方法。
关键词： 暖通空调；节能技术；能耗；中央空调；空调水系统
0引言
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，在各类建筑中，空调已日渐成为人们获得舒适的室内环境的主要手段，这就使得空调能耗也已成为建筑能耗的主要组成部分。近年来，电力供应日渐紧张，炎热的夏季是空调用电高峰季节，许多城市为保证人民生活用电而对一些用电企业等实行拉闸限电，限制了企业的发展；既要保证企业的正常生产及人们的正常生活，这就使得空调系统的节能尤其重要。
1暖通空调系统能耗的构成
1.1 空调系统能耗的构成及特点为了获得良好的生产和生活环境，现代建筑中通常采用设置空调系统来保证这一需求。因为空调系统能对空气进行温度、湿度、清洁度及流速的处理，进而满足生活和生产的需要；而其所消耗的全部能量称之为空调系统的能耗。该能耗包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备（风机和水泵）的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素是建筑环境，包括室外气候条件、室内环境、围护结构的性能、建筑规划设计、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等等。一般可将空调系统的能耗可分为两大部分:
①供给空气处理设备冷（热）量的冷热源耗能。
②动力耗能：克服空调系统工作介质循环阻力的耗能。
1.2 空调系统的能耗的特点：
①系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率；
②维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性，这就使得在满足条件的要求情况下尽可能利用天然能源，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等；
③冷热量的处理通常以交换形式处理，可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗，有效利用能量。
1.3 空调节能的重要性当前，现有的暖通空调系统所使用的能源基本是高品位的不可再生能源，其中电能占绝大比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环保问题，随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加，酸雨现象频繁发生，对生态环境和可持续发展造成了很大的影响。据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是惊人的，如果采用节能技术，现有空调系统节能20%——50%是完全可能的.因此，在暖通空调系统中考虑节能意义重大。因此，采用合理的措施和策略来节约空调能耗，对我国来说可以节约资源、保护环境，而且可避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可减少空调运行费用的开支，其经济性是显见的。在某种程度上，综合利用各种技术措施达到空调节能，有利于国民经济的可持续发展，是一件利国利民的好事。
1.4 影响空调能耗的因素影响空调能耗的因素有很多，例如，室内温湿度设定值、室外空气量、空调方式、空调系统的控制运行和维护管理等。建筑物的朝向和平面布置、建筑维护结构的保温性能、窗户隔热和建筑遮阳等也对空调能耗产生很大影响，因此，在空调设计运行时应综合考虑各个因素的影响，力求在最大程度上降低空调能耗。
2空调系统的节能分析
2.1 优化设计方案暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。在对设计方案进行经济性比较分析时，必须综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。在设计方案比较选择时必须对工程设计项目的环境条件的特点、实际需求和环境条件的变化趋势等情况进行深入调查研究，对各种技术方案的特点、适用条件和范围进行客观深入的分析，对暖通空调各种技术发展的方向和趋势有深入的了解，尤其必须对各种设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的计算和综合对比分析。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失，产生不必要的能耗。
2.2选择合理有效的节能技术
2.2.1 围护结构首先墙体和屋面做好内外保温，控制好窗墙比，通常外窗的耗热量可占建筑物总耗热量的35%~45%；在保证室内采光的前提下；合理确定窗墙比十分重要。一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字：北向25%；东向30%；南向35%。
其次提高门窗气密性房间换气次数，设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段，当房间换气次降低0.2次／h-0.3次／h，建筑物的能耗可降低8-10％左右，根据门窗的具体情况，分别采用不同形式的密封条．如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条，其形状可为条形或冲浪形。塞紧并固定。
2.2.2 空调冷热源中央空调能耗主要包括三部分，即空调冷热源、空调机组及末端设备、水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容。
对于冷水机组可以通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度实时测量及对楼宇热惯性的预测，确定最优化的设备启、停时间。此项措施预计可使主机、水泵、冷却塔风机平均每天减少运行时间。同时根据楼宇冷负荷变化，通过变频装置调节冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量，也可使主机负荷下降，从而控制机组运行台数。
针对热水系统如果采用的是锅炉系统，首先根据供暖需求量，通过开关锅炉的台数进行控制；其次根据室外温度对供水水温重新进行设定，减小能量消耗；第三采用变频泵调节供水量，以适合负荷变化。如果使用的是热交换器系统，首先根据空调负荷的大小，通过变频泵调节供水量；其次通过一个室外恒温器，当负荷减少时重新设定供水温度，当热水泵不运行时，通过流量开关联锁把两通阀关闭。
采用人工冷、热源进行预热或预冷运行时新风系统应能关闭，其目的在于减少处理新风的冷、热负荷，节省能量消耗；在夏季的夜间或室外温度较低的时段，直接采用室外温度较低的空气对建筑进行预冷，是节省能耗的一个有效方法，应该推广应用。
2.2.3 空调水系统空调水系统的节能主要体现在用电上，一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整座建筑物动力用电的25～30％，夏季占15％～25％。因此水系统节能具有重要意义目前，空调水系统在设计上可采取下列措施：①根据水泵的特性曲线选定水泵型号，同时结合水泵的铭牌数据进行校核；②每个水环路进行水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路采取有效措施，避免水力、热力失调，通常，空调系统冬季和夏季的循环水量和系统的压力损失相差很大，如果勉强合用，往往使水泵不能在高效率区运行，或使系统工作在小温差、大流量工况之下，导致能耗增大，所以一般不宜合用。但若冬、夏季循环水泵的运行台数及单台水泵的流量、扬程与冬、夏系统工况相吻合，冷水循环泵可以兼作热水循环泵使用积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施；③大流量、小温差现象普遍存在，经实测，夏季冷冻水回水温差较好的为35℃，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，可采用“大温差”技术达到节能的目的，即当媒介携带的冷量加大后，循环流量将减小，可以节约一定的输送能耗并降低输送管网的初投资。虽然该技术近几年刚刚发展起来，具体实施的项目并不多，但由于其显著的节能性，随着我们技术上的不断成熟，大温差系统必然会得到广泛应用；我国采用大温差技术的典型工程有：上海万国金融大厦、上海浦东国家金融大厦等。