中央空调实现节能的11大措施

 

合理的方式来节约空调的能耗,既节约资源、保护环境,又可以避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可以减少空调运行费用的开支，空调节能是一件利国利民的好事。本文我们就来探讨下如何实现中央空调的节能？          

     

一、  中央空调的主要构成和节能要点

    

空调工程的节能主要包括:节电、节水、节省冷量和热量。  

而空调制冷系统的能耗据考核已占空调工程能耗的一半以上，中央空调系统有主机和末段系统。  

按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统 、全水系统 、空气-水系统 、冷剂系统 。  

按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。  

按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式 、混合式(一次回风 二次回风)。  

主要组成设备有空调主机(冷热源) 风柜 风机盘管等等；中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统，中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。  

 

 

     

二、  中央空调的11大节能措施    

  

  1、设备设置配备      

 

目前空调冷水系统大都采用 1 级泵定流量系统。水泵容量是按冷水机组最大负荷时选定的，且全年在固定的水流量下工作。  

 

当一些空调末端停机时，水阀不能关闭，回水温度随着降低，使得供回水间温差减小。由于季节昼夜和建筑物使用功能的不同，实际空调负荷在一年绝大部分时间内远比设计负荷低 ( 前面也谈到过 ) ，全年有 60 ％的时间实际负荷是在设计负荷的 50 ％～ 70 ％ 以下运行，而冷水流量不变情况下，供回水间温差由设计的 5~ 7 ℃ 降为 0.5～1.0℃ ，即系统在大流量小温差的情况下工作，从而浪费了水泵运行的输送能量，且增大了管路系统的冷热量损失，从中央空调系统空气处理过程可以看出，夏季室内温度越低、相对湿度愈低，系统设备耗能愈大;冬季室内温度越高、相对湿度愈高，系统 设备耗能愈大，相应地初投资和运行费用也随之增大，由于每个人对舒适感的要求标准差别很大，故对民用中央空调可有一个范围较宽的舒适区。  

   

（1）冷冻、冷却泵匹配节能    

例如：深圳及周边地区运行中的冷却、冷冻泵，有20~30%是不匹配的，主要表现为扬程偏高。例XX药厂主机853RT，冷冻泵流量Q=600m3/h，扬程42m，N=110kW；冷却泵Q=660m3/h，H=31m，N=75kW。经勘测计算流量可不变，冷冻泵扬程改为32m，冷却泵扬程改为20m。冷冻泵由110kW改为75kW，冷却泵由75kW改为55kW。改造后噪音减小、磨损减小、节能35%，空调系统更安全高效。改造费用很少，换几台泵约10几万元，每年省电70~80万度。流量扬程匹配了，既节能又安全。

   

（2）空调系统和空调主机设计选型    

1、大型空调系统用离心机、螺杆机组能效比更高。满液式螺杆机COP已>5，而离心机COP>6。
               

2、水冷冷水机比风冷机能效比高。风冷机COP=3~3.5，而水冷机COP≥5~6。                  

3、有些进口大品牌，使用了多项节能创新技术，新型号的满液式螺杆机COP≥5，离心机COP≥6，选对了这样的品牌型号，就意味着项目已经节能10%，甚至更高。                  

4、磁悬浮制冷机已进入空调系统，其摩擦阻力更小，不用冷冻机油润滑，油垢造成的热阻也不存在，转速达数万转/分钟，所以能量调节范围更大，能效比更高。目前该主机比机油润滑的机组造价会高一倍。                  

 

2、系统设计与控制      

 

在该舒适区范围内，夏季降温时，取较高的温湿度值;冬季采暖时，取较低的温湿度值，可获得一定的节能效果。建筑内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性，根据经验统计资料表明，如果在夏季将设定值温度下调1℃，将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃，将增加12%的能耗，因此将建筑内温湿度控制在设定值精度范围内是大楼中央空调节能的有效措施，为降低能耗，空调房间室内温湿度基数，在满足生产需要和人体健康的情况下，夏季尽可能提高，冬季应尽可能降低。  

现在有些业主盲目追求“够冷”境界，大幅度提高室内温湿度设计标准，这样做，不仅无谓地浪费大量能源，而且还会产生舒适感的负面效应，空调系统温湿度控制精度越高，舒适性越好，同时节能效果也越明显。而空调系统前端所测信号准确性直接影响到中央空调系统的精确控制程度。  

所以，所测信号，尤其是温湿度这样的模拟信号，必须尽可能准确，还有，一定要选用高控制精度的BAS对中央空调进行控制。因为，BAS采用DDC（直接数字控制器）直接控制电动水阀阀门的开度，而无须中间调节器;另外，DDC内含有丰富的计算控制软件，如比例积分微分（PID）算法、模糊控制算法、遗传算法等，来保证控制的精确度。  

 

 

   

  3、空气源热泵、水源热泵、地源热泵        

 

（1）、空气源热泵用于产热水

能效比COP=3.5，即耗电1kW可产热3.5kW，效率是较高的。但注意室外温度近冰点时效率明显下降，室外机要有除霜措施。应定期清洗室外机上的油污、灰尘，保持高效换热。近年来空气源技术发展迅速，冬天低温环境下的也可以使用。

 

（2）、水源热泵机（专业称水环热泵机）

即共一组冷却塔冷却，各末端机组可单独制冷、制热。用水冷却比空气冷却能效高 COP>4.5，同样输入功率，水冷机制冷量比风冷机大30~40%。各用户可根据自身情况决定开关机时间和温度设定，可以得到更好的节能效益。因为各机组是小机组，冷凝器多是板换或套管换热器，容易堵塞，污垢去除难度大，时有高压故障。所以，冷却水的杀菌藻、过滤排污、软水除垢尤为重要！

 

（3）地源热泵空调

利用了地下水约18~20℃恒温的特点，取地下热作冷却或蒸发热源，因为地下水温比冷却塔回水温度低10~12℃，降低冷却水温10~12℃，空调主机可节能30~36％。但必须解决几个问题：

             

             

             

1）抽出来的地下水经换热后要全部回灌！否则会引起地质水纹变化，地表沉降下陷的事故；              

2）地下黄泥水应经过严格的过滤或沉淀，再供冷凝器或蒸发器水侧换热，否则大量泥污粘在铜壁内壁并积淤，主机换热不良，温度、压力上升，一个星期到半个月必须通炮；              

3）要加装冷凝器自动清洗，才能保证连续有效的节能运行；              

4）要周期更换供水回灌井，否则毛细管堵塞，水量减小。              

         

 

湖水、河水、海水冷却，也可节能。但要严格过滤，并加海绵球自动清洗。否则不能连续有效节能运行。

 

  4、蓄冰空调       

 

蓄冰空调的原理是利用晚上谷电制冷制冰，白天峰电时融冰供冷，晚上以低价的谷电制冰，白天峰电高价时融冰供冷，综合省电费约30%。对电网移峰填谷，缓解峰谷供求不平衡有利的。但机房一次性投资增加约30%，蓄冰槽、罐都要较大的安放面积和空间，多次换热的损失，几级制冷、释冷、换热加压泵的流量、扬程 ，都应计算精准，才能获得最佳高效节能。

 

 

5、新风控制        

   

根据舒适程度要求，一般把总新风量控制在全风量的10%左右，是可以节能的。有的空调系统回风量不到90%，回风量偏小，无度的增大新风热负荷，不是节能运行。

 

 

6、冷冻水温提升2-3℃，主机节能6-10℃       

   

有经验的师傅会把冷冻水温设在9~14℃，主机可节能6%，同样能满足舒适性中央空调对冷冻水温的需要。有人认为末端空调不够冷，就把冷冻水温降到4~9℃，这样主机多耗能10%。实际个别末端空调不够冷的真正原因，是水侧、风侧有污堵，换热面积或效率下降所至，应定期清洗水侧污垢、定期清洗风侧翅片污垢就可以解决了。这也是空调运行管理节能的常用方法和有效措施。

 

7、水泵、风机变频       

   

空调冷冻、冷却泵流量设计会有10~20%余量，空调运行中负荷会有变化波动，主机随之加载减载，冷冻、冷却水流量也可以相应的增减。节能技术规定主机出回水温差为5℃时是冷冻、冷却水经济流量，当温差<5℃为流量偏大，主机是节能的，水泵则多耗能，当温差>5℃水泵节能，主机则多耗能甚至不安全！用温度传感器、压差传感器、PLC和变频器控制冷冻、冷却泵的转速，达到温差=5℃，冷冻、冷却泵可节能30~50%。

风机变频道理同上。

 

8、冷却塔风机温控节能       

   

冷却塔回水温度从32℃每下降1℃时，空调主机可省电约3%，当冷却塔回水温度降到26℃时，水温再下降，主机省电不明显，此时关闭风机电机，每小时可省电度数为电机功率数。在深圳每年约有一半时间回水温低于26℃。此时在回水管上装个温感探头，加上温控器与风机启停电气连锁，即可实施简单的温控，投资很小，性价比高。

 

9、风冷机组高压喷雾，节能30-50%    

风冷机多联机组，风冷模块机组合，能量调节方便，供冷供热方便，风冷机能效比≤3.5。如增加一套高压喷雾系统，则变为蒸发式冷凝器换热机组，能效比≥4，节能约30~50%。在高压喷雾前有严格过滤、软水、除菌藻等措施，喷雾颗粒控制在5~10um(涉及具体工艺)，否则翅片很快堵塞或霉烂。

 

10、全热回收新风排气系统    

大型超市、酒楼、工厂、展馆，如有条件使用全热回收新风排气系统，取代以往独立的新风机、排气机，从排出的风中收回热量，用于新风预热预冷、除湿，可以省去原独立新风机所耗冷量、热能。是一项有效的节能技术。

 

   

   11、冷凝器自动清洗技术        

近年来新设计中央空调已规定要用冷凝器自动清洗技术，老的空调节能改造也越来越多用冷凝器自动清洗系统。冷凝器自动清洗的基本原理，是通过一种装置定时定量的把海绵球送进冷凝器，洗刷铜管内壁的水垢、污泥、菌藻，使冷凝器减小热阻，保持最佳热能状态，得到节能10~30%。是减少化学排放，减轻人工劳动，改善劳保条件、节能减排的好方法、新技术。

 

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