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1、沧州市科学技术协会、沧州市制冷学会 中央空调系统安全操作及节能减排技术讲座中央空调系统节能运行技术措施沧州市制冷学会：张树林 v目前我国空调拥有量已突破9000万台，年 耗电量超过400亿kWh，占总耗电量的40 ，是众多能耗当中重要的一部分，因此在 空调行业推行节能技术显得尤为迫切。很 多空调系统在交付使用后最初几年运行较 好，随着时间的推移，空调系统普遍存在 以下问题：制冷（制热）量衰减、风量减 小、噪音增大、新风系统效果不理想、机 组故障频繁、能耗增加等，其主要的原因 之一是缺乏良好的运行管理和系统维护保 养。下面就空调系统运行中的节能措施和 大家进行探讨。一、空调主机的节能运行n 在空
2、调系统中，主机能耗占总能耗 60以上，因此主机的节能运行是整个 系统节能的重要环节。在空调系统设计 中，主机都要按最大负荷进行设计，而 空调系统对每个具体工况而言，都有一 条最佳的特性曲线，满足这条曲线工作 ，主机效率最高，能耗最小，要控制主 机尽量满足其特性曲线，则可以达到节 能的目的，常见的节能控制方法有：1)启停最佳控制点的设置n 空调装置消耗的电能等于装置运行 的时间和装置的容量的乘积，如果运行 时间减少，消耗的电能就会按比例下降 。对大楼不同场所的空调负荷进行详细 的调查分析，寻找最佳启停控制方式， 将既能满足人们对空调环境的要求，又 能符合节能的要求。管理人员可以针对 建筑环境因素
3、，制定多套节能运行方案 。2)合理选择主机功率n 针对负荷分别选择主机功率，即根 据空调实际负荷调节主机台数或选择主 机功率。例如：某大厦采用了空调大主 机和小主机组合的办法，即正常白天负 荷高峰时使用大主机，18:00以后小负荷 就改用空调小主机，其节电情况非常显 著。3)运行参数的选择n 在中央空调设计时合理设定室内设计计算 温度和相对湿度，避免夏季采用过低温度和冬 季采用过高温度。设计中避免送风温度过低， 因为当送风温度由18降到14时，在同样的 房间温度下(26，相对湿度50)，处理新风 的能耗会增加25。因此，从健康、舒适、节 能考虑，舒适性空调夏季室内设计温度确定取 比室外环境温度
4、低58为好，同时室内外相 对湿度差也不宜太大。4）变水温运行时间时间供水温度/机组组运行台数5月上旬11.515月中旬6月上旬10126月中旬7月上旬8.227月中旬8月中旬728月下旬9月中旬8.229月下旬10月上旬101210月中旬11.51南京某饭店变水温运行方案随着室外气象条件的变化，变水温运行对空调房间温湿度的影响不大， 可以满足室内舒适度的要求。可见，采用变水温运行方案，是可行的。 二、水泵的节能运行n 由于水泵在设备选型时大都留有余量，因此水泵 的出水侧阀门有时不会全开，有的仅能开到1/2，这就 造成了阀门的节流损失。同时由于阀门限制水量，使 主机的制冷效果不理想，往往造成单机
5、供冷不够，双 机或多机时却在部分负荷下工作，造成大量的电能浪 费。设计负荷运行时间约占总运行时间的68， 水泵的能耗很大，约占空调系统总能耗量的1520 。因此，采用变频变流量系统，具有显著的节能效 益。但须注意的是，设计变流量水系统时，必须注意 到各末端装置的流量变化与负荷的改变，所以应考虑 系统的动态平衡和稳定的问题，才能达到节能的最佳 效果。 三、冷却塔的节能运行n 冷却塔的能耗在空调系统中所占的比例虽然并不 大，但由于其使用频率高，累计能耗还是十分可观的 。冷却塔的设计是按全年最不利工况进行设计的，如 何改善其工作状况，实现节能的目的，同样具有重要 意义。n 影响冷却能力的因素有循环水
6、量，水温，诱导风 量，当地空气干湿球温度和空气中灰尘浓度等，在这 些因素中，除空气中灰尘浓度无法控制)要靠管理人员 勤于清洗)外，其它因素可以通过一些控制手段来改变 冷却塔的工作状态，找出适合这些因素变化的最佳工 作状况，从而达到节能目的。主要有以下两点节能措 施：1)温度控制：n利用热敏电阻联接温度调节器，控制冷 却塔风机电源的通断。热负荷变化时， 通过热敏电阻的检测，发信号给调温计 ，控制风机的开停。热负荷低于某种程 度，命令风机停止运转，热负荷升高， 则再让风机启动，从而达到节能目的。 此方法目前应用最普遍。 2)风机台数的控制：n对并联配置的冷却塔而言，风量的调节 可以通过风机台数控制
7、来实现，根据实 际需要来确定风机开启的台数。 四、降低水系统的隐性能耗n 在空调系统中，冷却水，冷冻水两 大水系统的节能，即如何降低水系统的 隐性能耗，往往被人们所忽视。实际上 ，这两大水系统水的耗失量是相当大的 ，水的大量耗失，一则增大水资源的压 力，二则也增加冷水机组、水泵和冷却 塔的电能消耗，即隐性能耗。1)冷冻水系统的节能n 冷冻水在空调系统中主要起着中间 载冷剂的作用，在隐性能耗方面主要表 现在管路保温的冷量损失及冷冻水流失 方面，其中后者往往被忽视。冷冻水流 失绝大部分是因为排污阀、旁通阀失效 或关闭不严所致。 2)冷却水系统的节能n 冷却水系统中水的流失主要在如下三个方面 ：(1
8、)蒸发耗水。冷却塔内热水通过蒸发释放潜热 而达到自身的冷却。在设计工况下，冷却塔内空 气呈等温加湿变化，而空气吸收了冷却水的蒸发 水分，从而冷却水水温降低。从系统的角度来讲 ，通过风机大量送风能降低冷却塔出水温度，有 利于提高机组的性能，但却增加了冷却塔的风机 和水泵的电能消耗，机组冷凝温度的降低并不总 是导致机组性能的提高，实际上机组的耗电指标 随着冷凝压力的进一步降低有升高的趋势，因而 大风量导致的出水温度降低，并不能达到节能的 目的。 (2)控制飞水，节约水耗。n空气将水(滴)带出冷却塔，造成水耗称为 冷却水飞水。这是冷却水系统的另一种 隐性能耗，其产生的原因主要在于循环 水量过大。因此
9、，在满足冷却水机组负 荷的情况下，应适当调整循环水流量， 调整播水器角度，清扫散水槽，适当调 整风机叶片的角度是可以将飞水降至最 低程度的。(3)排污换水消耗。n尽管排污换水消耗是不可避免的，但是 保持水系统清洁却可以减小换水的频率 。 五、减少水质污垢、腐蚀及青苔影响n 系统水中的水垢、腐蚀及青苔对制 冷系统影响极大，这也是空调系统能耗 高的重要原因。为了减少水垢、腐蚀及 青苔对水系统的影响，除设备生产厂家 应采取措施外，应增设水处理装置。国 内外的实践证明，高频多段磁场能很好 的对水质进行处理，因此空调设计应增 设、提倡选用高频电磁多功能水处理装 置。（水医生）六、新型节能技术的应用n为了
10、使得空调系统更加节能，近年来国内外也 有采用VRV系统、水/地源热泵系统及冰蓄冷技 术等，在这些新系统中，采用了大量的新的节 能技术，数码变容涡旋压缩机技术，双压缩机 技术，制冷剂直接输送技术，制冷剂的智能分 配技术，风机调速技术，高智能化控制技术等 。但由于使用这些新技术的中央空调系统的初 期投资大和各个城市分时电价实施情况不同等 原因，故至今仍在推广之中。七、通风系统的节能措施n 现有建筑物的空调系统，大多数都采 用新风系统，尤其是高档写字楼，宾馆 ，娱乐场所等。从以往的经验分析新风 负荷占总负荷的30%左右，所以合理选 择新风处理设备和合理运行就是减小能 耗的关键。1、新风设备的选择na
11、.选择符合特定项目的新风设备，对于既要求 送新风又要求排风的场所可选择全热交换机组 即-新风换气机。新风换气机的热回收效率能 达到70%左右，节能效果很突出。但是对于过 渡季节采用新风系统降温时效果欠佳，因为室 内室外处于等温状态，或室内温度高于室外温 度会出现降温不明显的现象。新风侧需要增加 旁通管路来解决。见附图附图n新风换气机旁通示意新风换气机污风出新风进新风出污风进过渡季节开过渡季节关lb.对于需要过渡季节采用新风降温又需要排 风的场所可以采用组合式热回收空气处理机 组。组合式热回收空气处理机组就是在全热 空气热交换机组的基础上增加表冷段，把室 外的空气进一步冷却从而实现降温过程（需
12、要开启制冷机组）。对新风量，及换气次数 在设计时应做考虑以满足使用要求。lc. 对于需要过渡季节采用新风降温而不需要 排风的场所，可以采用空气处理机组（新风 机组），室外温度较高时开启制冷机组，温 度较低时采用新风直流。对新风量，及换气 次数在设计时应做考虑以满足使用要求。2、空调系统中取用最小必要新风量na、众所周知空调系统中摄入新风量的作用是调节室内 空气品质，使室内环境中的各种污染物浓度保持在卫 生标准所允许的浓度值以下。室内环境中的污染物除 由人体发生的和伴随着人体活动所产生的污染物以外 ，还有建筑材料表面散发的，它们的种类繁多，如一 氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、光 化
13、学氧化剂和悬浮颗粒等。目前在国内还沿用单一的 二氧化碳浓度值作为室内空气的污染指标，一般场合 二氧化碳浓度允许值为1000ppm。迄今为止世界各国 对人体必需的新风量尚无统一的标准。但是从发展趋 势看，为了节能，空调系统新风量取值都在逐渐减少 ，取而代之的是讲究进入室内的新风质量和室内污染 源的控制。目前暖通设计手册给出的新风量是考虑了 节能要求以后的数值。vb、为把系统中的新风量减小到最少程度， 禁止在空调环境中吸烟是关键。从一个人 吸烟引起的二氧化碳气体发生量实验可得 知，当吸烟者按正常速度连续吸烟时，从 吸烟者自身并伴随其动作而发生的二氧化 碳气体发生量几乎是非吸烟者的一倍，因 此为保障
14、吸烟者和非吸烟者的健康，在不 得不允许吸烟的场合（饭店，歌厅等）空 调系统的新风量就要增加很多。如有的规 范中原规定每人最小新风量为8.5m3/h的场 合，当有吸烟情况时就要增加到30m3/h， 这使空调能耗大为增加。3、新风系统的运行n在空调运行期间的管理措施方面，大致有以下 几点做法供大家参考：n对于间歇运行空调系统（如商场，餐饮等）， 系统在预冷或预热时，应切断新风。但是在夏 季时，如果室外空气参数对房间供冷有效时， 就应开启新风，使空调系统尽量多的使用室外 空气送风来预冷空调房间。n根据房间温湿度和洁净度的不同要求，合理组 织气流，使空气多次被利用。l在夜间或过渡季节，使用室外空气供冷
15、。l对于人员密集的会场、体育馆、影剧院等公 共场合和允许吸烟的办公室等建筑物，空调 系统的新风量应根据污染物发生状况而改变 。l新风系统上的过滤净化装置应经常保持清洁 ，使其维持正常的过滤和通过能力。4、通风系统的维护保养n1）设备的维护包括：na.电机的接线、正反转检查、接地情况检 查；nb.轴承检查，有无异响；nc.表冷器检查，有无脏堵；nd.加湿器检查，能否正常加湿。2）通风系统的维护保养（清 洗）n 据调查，按照国际惯例，中央空调每年都必须 清洗保养1-2次，否则就会出现生物黏泥堵塞 ，从而影响中央空调制冷（制热）效果，浪费 能源，增加维修费用。根据有关的资料显示， 生垢0.20.5m
16、m厚度，换热效率降低33， 中央空调运行耗能平均增加20左右。n好多使用单位对中央空调系统的清洗消毒工作 不够重视，往往是使用了3-5年以上时才做清 洗，所需费用几万元甚至更多。实拍空调内部清洗前和清洗后图片对比 清洗前 清洗后 风道 实拍空调内部清洗前和清洗后图片对比 清洗前 清洗后 蒸发器 实拍空调内部清洗前和清洗后图片对比 清洗前 清洗后 过滤网 实拍空调内部清洗前和清洗后图片对比 清洗前 清洗后 冷凝器 l如果每年都按时清洗进风口及主机，清洗的 费用并不高，一个夏天所节省的电费，就足 够了。而进风口和风管的污染源解决了，其 延伸到各个房间的送风管道的污染，就很少 了。l中央空调系统定期清洗可以延长使用寿命。 通过核算可以知道，如果一套中央空调机组 价格为150万元，未经过清洗的机组，其耐 用年限约为7年左右，则平均每年设备折旧 费约为21万元，清洗后，耐用年限可延长3 年左右，则平均每年折旧费约15万元，相当 于每年减少设备费6万元。l而清洗后，中央空调系统的锈蚀、水垢、微 生物污染现象可
