北京首华物业管理有限公司 北京
摘要：随着当今社会经济的不断发展，建筑能耗进一步的加大。随着人们生活水平的不断提高，中央空调系统在公共建筑及民用建筑的应用越来越广泛，中央空调的能耗将进一步加大。节能减排的问题已迫在眉睫，无论从节能降耗的角度看，还是从新技术应用的角度看，中央空调系统节能都具有重大意义。本文介绍了节能减排技术在中央空调系统工程上的实施与利用，如：VRV空调技术，热回收技术，冰蓄冷技术在实际项目的应用；还有中央空调系统运行管理方面体现的节能，如：制定节能运行管理制度，对既有空调系统进行节能改造，调整空调运行参数，控制保温质量及水质；现行的节能审计一般方法。
关键词：中央空调系统；运行节能
前言：
节能减排是大势所趋，建筑节能也成为我国十大重点节能领域。而作为用能大户，空调系统的节能是建筑节能中的重要环节。但是，由于种种原因，运行管理中如何实现节能并不为业内人士重视。大量资金和精力没有投入到能效和节能工作中[1]。结合个人的工作实践，对我在此方面所做工作加以总结。空调系统的节能技术是否能在项目中起到作用，需要合理的设计方案、精心的施工和科学的运行管理，缺一不可。下面将我在工作中接触到的节能技术，结合实际的项目和运行管理工作，阐述一些个人观点。
一、中央空调节能技术应用
近年来，我参加过几个大的工程项目。有一些工作是在项目初期，进行方案深化设计。在其中，我通过对方案的编制和论述，对新的技术应用有了一定认识，并探索这些技术的应用对于节能降耗的意义。
1 热回收式新风系统
在空调系统中利用空气热回收设备，一般可节省新风负荷70%左右，节约空调负荷10%以上。我国大陆地区原来使用较多是显热回收器，虽然设备费用低、结构简单、安全可靠，可存在要占用较大的建筑空间、接管位置固定、传热效率低等问题，我就在方案设计中采用全热回收器，特别是转轮式全热交换器[2]，如下图所示。其主要应用于热回收式新风换气机组。组成部分是外壳体，换热芯体和送排风机。其中的重要部件换热芯体是由相互垂直的空气通道瓦楞与全热交换纸相互叠加、黏结、加工而成。空气通道为pvc材质（厚度0.15mm），抗老化，阻燃性能好；全热交换纸是由专用纤维材料采用特殊工艺加工而成的纸张，具有气密性好、透湿率高、抗撕裂、耐老化及具有防霉、抗菌等特点。工作原理是当室内空调回风和室外新风分别成正交叉方式经热交换器时，由于平隔板两侧气流存在着温度差和水蒸汽分压力差，两股气流间同时产生传热传质现象，引起全热交换过程，让新风从空调排风中回收能量，夏季使新风降温减湿，冬季使新风增温加湿。
.png)
图1－1 全热交换器
2 VRV空调系统
空调系统经常处于变化的负荷工况下，需要调节系统的水量和风量来满足需要。变容量空调系统，包括变风量（VAV）、变水量（VWV）、变制冷剂流量（VRV）系统在内，是需要适当考虑采用的节能选择[3]。其中，VRV是英语Variable Refrigerant Volume的缩写，表示此类空调系统是通过变频控制经过制冷机的制冷剂流量，进而调节供冷量（或供热量）的空调系统。该系统优点有：系统结构简单；控制灵活；占用空间少；安装方便快捷；高效节能。它适用于建筑层高较低、总楼层数不多的中、小型建筑。
劳动和社会保障部旧办公楼改造工程，建筑面积12000平米，包含南楼、北楼及餐厅。改造前办公楼全部采用分体壁挂空调器，北楼一层印刷室制冷负荷较大、且需电费独立计量。
考虑VRV空调系统的适用性，我为北楼一层印刷室设计采用了VRV空调系统。其系统如下图所示：
.png)
图1－2 VRV系统图
印刷室人员变化大、层高较低，比较符合VRV的使用条件。而且，它的制冷剂流量可随负荷变化而变化，从而实现最大限度的节能。还有，该系统符合甲方的独立计量要求。采用这种系统也可实现插卡取电开机、人离开时取卡断电而关闭空调。该工程投入运行以来，比上一个制冷季能耗减少了10%-15%。
3 冰蓄冷空调系统
冰蓄冷中央空调系统是指在夜间低谷电力时段将建筑物所需空调冷量部分或全部制备好，并以冰的形式蓄存起来，在白天电力高峰用电紧张时段溶冰，为建筑物供冷的一种空调系统。与常规空调系统比较，蓄冷空调一方面对电网削峰填谷，优化资源配置，减少电力电站投资，保护生态环境有良好的社会效益。另一方面，对采用蓄冷空调的业主而言，还可以得到以下的实惠：减免电力增容费用，减少制冷主机的装机容量，减少相应的配电设备投资，节省大量的运行费用，停电时还可以作为应急冷源继续供冷。
在目前工程实际运用中，冰蓄冷空调系统得到了广泛应用，在我所作的工作当中，我参与了首发大厦空调系统调试。首发大厦夜间需要供冷的地区有南门岗、物业用房和监控大厅，需要主机蓄冰同时供冷。目前处于调试运行阶段。下图：
.png)
图1-3冰蓄冷主机上游串联系统
二、运行中的节能应用
1.制定节能运行制度
公共建筑空调温度控制是空调系统节能运行中的重要一环，与空调系统节能运行密不可分。制定科学、合理的节能运行管理制度是保证空调系统高质量、高效率地运行，降低能耗、延长检修周期和使用寿命的基本保证。降低空调系统运行能耗，不仅需要采用一些先进的节能技术和节能产品，更重要的是提高空调系统的运行管理水平。我参加的08年奥运射击场物业管理项目的节能运行制度有以下几方面：
（1）定期检查和改善围护结构、设备、水和空气输送系统的保温性能，参照GB4272执行。
（2）合理降低建筑物空调的温、湿度标准，适当增大送回风温差和供回水温差。
（3）合理控制和正确利用室外新风量。
（4）定期检查系统跑冒滴漏现象。
（5）定期维修、校核自动控制装置及监测计旱仪表。
（6）水质管理专人负责。
（7）建立运行管理、维护、检修等规章制度。
（8）建立运行日志和设备的技术档案。
（9）专业操作人员培训上岗。
2.合理的控制运行参数
北京市实施《中华人民共和国节约能源法》办法（2010年修订）中的第三十六条明确规定“使用空调采暖、制冷的公共建筑应当改进空调运行管理，充分利用自然通风，并按照国家规定实行室内温度控制制度”。
（1）合理设定室内温、湿度
从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。在保证生产工艺与人体健康的条件下，夏季室温每提高1℃，约可减少热负荷11.2%。在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%，则可节约能量17%左右。
据资料测算，仅仅将夏季室温提高1℃，就可使空调工程投资总额降低约6%，运行费用减小8%左右。美国国家标准局认为将夏季室温从24℃提高26.7℃，可节能15%。
（2）提高机组供水温度
随着负荷的不断变化，适当地调整冷水主机的设定温度可收到较好的节能效果。冷水温度越高，则主机耗电率越低。每提高1℃，节电约3%。在调高冷水设定温度时，需符合负荷端的温度要求。调高冷水的设定温度有两种方法：一是冷水温度随室外气温设置；二是冷水温度随热负载设置。在恒奥中心的运行当中，我们运行人员将冷水机组出水温度提高到10度，通过实际运行，也可满足大楼的使用需求，节约了能耗。
（3）冷冻水的供、回水温差
一般空调水系统的输配用电，在夏季供冷期间约占整个建筑动力用电的12％－24％，因此水系统节能具有重要意义。目前，大流量、小温差现象普遍存在，设计中供、回水温差一般均取5℃。而在我们对许多现场进行踏勘时发现，多数空调系统夏季冷冻水系统供回水温差较好的为3-4℃，较差的只有 1－1.5℃，造成实际水流量比需要的水量大，使水系统电耗大大增加。
3.对既有空调系统进行改造
空调设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。在降低能耗的同时，减少了设备的磨损，延长了设备的使用寿命，也降低企业的运行成本。同时自动控制系统可事实监测系统的运行参数，及时反应各个设备的运行情况，便于运行人员对系统进行监控。恒奥中心项目中，我们对空调水系统进行安装电动调节阀的改造施工。空调机组出水管上安装的电动调节阀由空调机组送风管上安装的温度传感器连锁控制。在机组启动后，当温度传感器检测到出风温度未到设定值，电动调节阀的执行机构感应到电流将阀芯全部打开，此时设备冷负荷为最大。当检测到出风温度达到设定值，则电动调节阀开度减小，使通过空调机组的冷冻水量相应减少，设备冷负荷降低，实现节能运行。
4.普查并保证管道保温质量
空调设备和管路的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。如果保温效果不好，或维修后保温层修复不好，都会大大地增加冷损失量，也会降低制冷效率。所以，我很注重做好空调设备及管路的保温，以减少能量的无效耗费。保温施工上的疏漏往往就出现在这些进出不便的管道井里，有些管井里的管没有保温，对空调系统的制冷效果造成不同程度的影响，也增加了系统的能耗。
5.空调系统维护管理措施
水中杂质、氧气及微生物等对空调系统危害较大，既会阻塞管路或填料，也能使金属壁面或填料腐蚀；更在受热面发生结垢而降低传热效率，增加了空调机组的能耗。冷却塔大多置于露天，空气中的尘土、水中的氧气和微生物、补充水中的悬浮物等进入冷却水系统后，会沉积、附着，并产生各种引起腐蚀的有机酸。冷冻水系统虽然比较为密闭，但水中溶解的氧气对冷冻水系统中的钢铁构件也会有腐蚀作用。根据理论计算，冷凝器的污垢每增加0.1mm，热交换效率就降低30％，能耗则增加5-8％[4]。
对于末端的负荷设备，如空调机组的风机叶轮，应定期进行清理，风机叶轮附着尘埃的厚度为0.2mm时，送风量将降低20%[5]。清理后可以提高设备运行效率，切实降低能耗。空调机组、冷却塔等设备都应按照设备维护手册的规定，定期进行维护。
三、空调系统能源审计的一般方法
空调系统的能源审计主要是针对建筑物内空调系统的用电量做工作，通过对系统进行诊断分析提出改造方案，将改造后的节能量做预计，出审计报告。能源审计分为以下几个步骤：
（1）对冷水机组、冷却塔、冷冻（却）水泵等主要耗能设备进行运行参数测定。主要测出设备满负荷运行时的电流，计算出实际功率。
（2）对一次供（回）水及二次供（回）水进行温度、压力、流量等参数的测定。流量测试可用超声波流量计。
（3）对用冷端的供（回）水温度、压力进行测定。记录房间温度及室外温度。
（4）对外网情况进行普查，主要检查外网走向、供冷面积及管道保温脱落情况。
（5）进行参数比对分析。将实测数据与设计数据作比对，标注出相差较多的数据。
（6）出能源审计报告，提出改造或运行方面的建议。主要针对设备不匹配，设备老化、外网水利不平衡，设备耗电量大等情况提出改造建议。根据实际情况，将自动控制和变频等新的技术应用到改造方案里。预计出节能量。
四、结论：
合理的设计方案、精心的施工和科学的运行管理对中央空调系统节能都是至关重要的。在项目现场的深化设计和运行管理的实践中，根据实际情况和节能需求，结合自己的技术储备，我采取了相应的节能措施。我从热回收、VRV等技术的设计和应用等方面都做了一些尝试，取得了一定的节能效果。在空调运行管理方面，总结一些节能运行的心得体会，希望对今后的工程实践有所帮助。
参考文献：
[1]山东大学智能建筑与节能技术研究中心编著。建筑节能技术与工程基础[M]。北京：机械工业出版社，2008。
[2]李晓燕，闫泽生编著。制冷空调节能技术[M]。北京：中国建筑工业出版社，2004。
[3]鱼剑琳，王沣浩编著。建筑节能应用新技术[M]。北京：化学工业出版社，2006。
[4]谭永宏编写。从楼控论中央空调系统的节能。《中国高新技术企业》2007年04期。
[5]李先瑞主编。供热空调系统运行管理、节能、诊断技术指南。北京：中国电力出版社2004年第一版。