土木在线论坛 \ 暖通空调 \ 中央空调 \ “从设计到运行”，空调系统节能的11项措施

“从设计到运行”，空调系统节能的11项措施

发布于：2023-09-08 13:20:08 来自：暖通空调/中央空调 [复制转发]

业态与使用功能丰富的建筑，若空调系统采取合理的设计与运行的措施能节约空调的能耗,实现既节约资源，又减少碳排放,还可以避免不必要的配电增容的成本；采取适宜的设计与运行措施对用户来说是利国利民的趋势。

如何在空调系统的设计与运行中采取有效的措施，能够达到节能的目标？

（示意图，不对应文中任何具体产品）

空调系统的设计方式与降低能耗趋势

空调系统减低能耗首先是在降低冷量和热量损失，其次是降低用水、用电消耗量，以及实施低成本运行方面采取合理、适宜的措施。

空调制冷系统的能耗根据行业内相关统计数据，空调系统能耗最大的占比是中央空调系统主机和末端设备。

就目前专业的设计方式，按室内热湿负荷所用的介质可分为全水系统、冷剂系统、空气-水系统、全空气系统；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)。

空调系统通常由冷热源机组、冷却塔、风柜、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、补水装置、风机盘管等设备组成；空调供暖、供冷系统是各种业态的建筑设施中不可缺的功能性系统，空调系统在改善人类工作、生活环境的同时，也会消耗大量的社会能源。当前全社会降低碳排放，节能降耗已是大势所趋，势在必行。

降低空调系统能耗的途径和措施

1. 设计阶段采用全热回收新风排气系统新技术

对综合条件适宜的项目，在设计时使可采用全热回收新风排气系统，如大型超市、酒楼、工厂、展馆等建筑，可在系统设计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，是当前一项有效的节能降耗的新技术。

2. 设计阶段采用冷凝器自动清洗新技术

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。当前，设计空调系统已规定要用冷凝器自动清洗技术，对于建筑节能改造的项目，针对老的空调系统进行节能改造也开始采用冷凝器自动清洗系统，得达到到节能10至30%的效果；是提高运行工效、降低碳排放、节能降耗的新技术。

3. 设计中重视设备选型与系统匹配

在空调系统的首选设计方式中，空调冷水系统大都采用1级泵定流量的思路。水泵选型是按冷水机组最大负荷时选定的，且考虑了全年在固定的水流量下运行。
许多空调系统在终端设备关闭时运行，由于水阀常开，回水管路温度降低，导致系统供回水管路温差较小。由于系统运行过程中昼夜能耗存在差异，用户在建筑室内环境温度、使用功能等方面的能耗要求也会不同，实际运行中的空调负荷一年中的大部分时间，空调系统的温度都远高于设计值。低负荷现象，有很多实际项目案例表明，空调系统在一年中大约有40%~60%的时间段，其实际运行负荷运行在30%~50%以下的状态设计负荷的变化，因此当冷水流量保持不变时，供回水温差可能会由原设计的5～7℃减小到1.0℃左右的温差。因此，空调系统大多在大流量、小温差的情况下运行，导致水泵循环。输送能源过程中能源消耗的浪费也增加了管道系统的冷热损失。从空调系统调节建筑物室内环境温度的过程和数据分析可知，夏季室内温度越低，相对湿度就越低。系统设备的能耗会更大；冬季室内温度越高，相对湿度越高，系统设备的能耗最大；这一现象证明，前期建设投资和后期系统运行成本都会相应增加。

考虑不同的用户对环境舒适感需求有所不同，差异比较大，因此建议民用中央空调系统在设计和运行经济性的指标范围，可适当放宽舒适度的空间。

优化冷却水、冷冻水循环泵的选型：参考相关项目案列，在国内某一些地区，空调系统运行中的冷却、冷冻水循环泵，大约有20%的泵、阀选型是不适宜的，大多存在选型的扬程偏高。比如：某项目机组为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。

经采取设备改造，设备间噪音减小，设备磨损维护减小，能耗降低了约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，每年节约电耗月70万度。循环泵的流量、扬程匹配了，设备运行即节能、又安全。

优化空调机组的设计选型：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。

水冷冷水机比风冷机能效比高：风冷机COP=3至3.5，而水冷机COP≥5至6，相对节能。个别进口大品牌机组，节能技术领先，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。

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。

4.系统设计与运行控制的设计组合优化

系统设计考虑环境温度舒适区范围的确定。设计中，对于夏季的供冷，可选取较高的温、湿度值；而冬季的供暖，则取较低的温、湿度值，保证设计与运行均可达到节约能耗的目的。建筑室内温、湿度的变化与节能有一定的关联度，根据行业相关数据，若在夏季如果将机组的设定值温度下调1℃，将增加9%的能耗；而在冬季将设定值温度上调1℃，则会增加12%的能耗。因此将室内温、湿度控制在合理的舒适区的一定精度范围，是空调系统的最有效的节能做法，因此为降低能耗，空调房间室内温湿度基数，在满足生产需要和生活舒适的条件下，夏季尽可能提高，冬季应尽可能降低，空调系统运行的节能效果最为明显；为此空调系统前端所测信号准确性直接影响到空调系统的精确控制程度。

所以对温湿度所测信号数据必要准确，而且要选用高控制精度的BAS对空调机组和系统进行控制，因为可直接控制电动水阀阀门的开度，另外可结合某些系统的计算控制软件，可提高空调系统的温、湿度精确控制，对于空调系统能耗的节约管理效果更佳。

5. 设计选用空气源热泵、水源热泵、地源热泵设备的性能比较

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。但室外温度近冰点时效率明显下降，室外机要有除霜措施；运行期要定期清洗室外机上的油污、灰尘，保持高效换热；冬季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）共一组冷却塔冷却，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%左右；用户可按需求随时进行开关机和温度设定，便于节能运行的管理。因为是小机组，冷凝器大多是换热器容易堵塞，污垢去除难度大，时有高压故障；所以对冷却水的杀菌藻、过滤排污、软水除垢要求高。

3) 地源热泵空调利用了地下水约18至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至12℃，降低冷却水温10至12℃，机组节能大约节能在35％。但设计与运行首先要解决抽出来的地下水经换热后要全部回灌，要周期性更换供水回灌井，否则毛细管堵塞，水量减小；其次是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，否则造成设备损害；第三是要加装冷凝器自动清洗，才能保证连续有效的节能运行，采用湖水、河水、海水冷却，可以节能，但要严格过滤，并加海绵球自动清洗。

6. 设计与运行区域特点结合采用蓄水空调方式

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，此方式综合省电费大约在30%左右；在某些用电荒地区，对电网移峰填谷，缓解峰谷供求不平衡有利；但机房建设一次性投资增加约30%，而且蓄冰槽、罐占用空间大，存在多次换热的损失，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效果。

7. 采用新风控制

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。

8. 设计选用变频控制方式运行水泵、风机设备

空调系统的冷冻水、冷却水循环泵在流量设计时会考虑有10至20%的余量，系统运行中负荷也会有波动与变化，机组也随之加载减荷，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，主机则耗能，甚至运行会不安全。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、冷却泵运行可节能30至50%。

9. 设计与运行采取对冷却塔风机进行温控启停的措施

冷却塔回水温度从32℃每下降1℃时，空调机组可省电约在3%，当冷却塔回水温度降到26℃时，水温再下降，主机省电会不明显，此时关闭风机电机，每小时可省电度数为电机功率数。在某些地区每年约有一半时间空调系统的回水温度低于26℃，因此在回水管上安装温感探头，把温控器与风机启停做电气联动，如此采取温控措施，成本小，空调系统运行期的节能降耗效果最好。

10.设计与运行对机组采取高压喷雾的节能措施

风冷多联机组，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。设计在空调系统中若采取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至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至10um(涉及具体工艺)，避免换热机组的翅片堵塞与腐蚀。

11. 运行期冷冻水提升2至3度，机组可节能6至10℃的措施

用户在运行期把系统冷冻水温设在9至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至9℃，这样主机多耗能10%。在具体案列现场，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；这是空调系统运行期降低能耗管理的最常用、最有效的办法和措施。

空调系统不仅仅是为我们提供舒适环境的设备，更是我们生活中的能源消耗大户。因此，采取适当的节能措施，既能节约能源，减少碳排放，也能降低运行成本，实现经济和环保的双赢。

让设计师们一起，从设计和运行出发，让空调更“绿色”、更节能，为我们的生活带来更多的舒适，同时也为地球做出贡献。冲破热浪，我们有的是办法！

空调系统节能空调系统系统节能节能

0人已收藏
0人已打赏
免费
0人已点赞
分享

复制链接新浪微博微信扫一扫

全部回复（0 ）

只看楼主我来说两句抢沙发