馮翠花，李春陽，李志亮，夏林鋒，張 偉

（合肥通用機械研究院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

中央空調(diào)在許多公共建筑中都發(fā)揮著重要作用，對公共建筑的運行環(huán)境起著良好的改善作用，中央空調(diào)系統(tǒng)具有較復雜的運行環(huán)境，其節(jié)能情況對中央空調(diào)的良好運行具有重要意義。因此，應加強對公共建筑中央空調(diào)節(jié)能及能效的檢測工作。

1 公共建筑中央空調(diào)使用過程中的能源消耗

伴隨著中央空調(diào)在很多公共建筑中的大量使用，能源消耗問題成為需要重點考慮的因素。很多公共建筑中央空調(diào)在長期使用下，其冷凍以及冷卻效率逐漸下降，沒有對冷卻塔進行及時清洗，降低了公共建筑中央空調(diào)的散熱能力，難以有效閉合截止閥，使公共建筑空調(diào)運行過程中出現(xiàn)冷水短路現(xiàn)象，這些因素的出現(xiàn)消耗了空調(diào)的整體性能，提升了冷源系統(tǒng)的能源消耗[1]。

部分公共建筑中央空調(diào)在管理過程中采用的是人工調(diào)試的方式，其中可能具有上百臺新風機組與空調(diào)箱，工作人員沒有足夠的時間與精力對所有的機器進行及時調(diào)試與查看。部分公共建筑中央空調(diào)制冷過程中產(chǎn)生大量的廢熱，造成了資源的浪費。

2 中央空調(diào)的節(jié)能性及能效檢測

針對中央空調(diào)運行過程中出現(xiàn)的各種能源浪費現(xiàn)象，要求對中央空調(diào)的節(jié)能性及其能效進行有效檢測。要求嚴格按照GB/T 10870—2014《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組性能試驗方法》以及GB/T 18430.1—2007《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組第1 部分：工業(yè)或商業(yè)用及類似用途的冷水（熱泵）機組》以及GB 4706.1 中的相關規(guī)定進行及時檢驗，為了確定在標準工況下空調(diào)運行中的性能系數(shù)，需要充分而有效地測定中央空調(diào)使用過程中壓縮機的電壓電流數(shù)值以及冷卻水的流量，并計算出供回水的溫度等指標[2]。

按照GB/T 13468—2013 以及《泵類液體輸送系統(tǒng)電能平衡測試與計算方法》和GB/T 16666—2012《泵類液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測》等系統(tǒng)指標，測算出水泵的具體能效參數(shù)值。同時為了計算出中央空調(diào)的水泵運行效率以及電機負載率等指標值，需要計算中央空調(diào)水泵進出口流量值、壓力值、電動率以及其高度差等指標數(shù)值，為中央空調(diào)的節(jié)能性能及能效檢測提供多種數(shù)據(jù)支持。此外，嚴格按照《三相異步電動機經(jīng)濟運行》中的相關標準、測定電機的負載率等指標數(shù)值[3]。

3 對中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)運行測算

中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)運行測算包括測算制冷機組的性能，測算水泵的運行效率，測算冷凍水供回水溫差以及測算制冷壓縮機的排氣溫度等。

3.1 測算制冷機組的性能

中央空調(diào)制冷機組的性能可用式（1）表示。

式中，空調(diào)機組的輸入功率以NC表示，機組提供的制冷量以QC表示，冷凍水的供回水溫差以Δt 表示，水的定壓比熱以CP表示。冷凍水的流量以G 表示。制冷機組的性能計算過程嚴格執(zhí)行《公共建筑節(jié)能設計標準》中的相關規(guī)定，在規(guī)定電能的驅動作用下，充分壓縮循環(huán)冷水機組，在具體的規(guī)定條件以及制冷工況下，中央空調(diào)的性能系數(shù)COP 具有具體的測算標準，要求嚴格按照表1 中的規(guī)定進行測算[4]。根據(jù)中央空調(diào)中冷水以及熱泵機組的額定性能系數(shù)計算制冷機組的性能。

表1 中央空調(diào)冷水及熱泵機組額定性能系數(shù)

3.2 測算水泵的運行效率

中央空調(diào)中水泵的運行效率測算表達式為式（2）。

式中，水泵有效功率以Pepe表示，水泵進口液體流量以表示，水泵的出口處液體流量以表示，水泵的軸功率以NP表示，液體的平均流量以Q 表示，水泵進口壓力以Pin表示，水泵出口壓力以Pout表示。水泵進出口壓力表高度差以ΔZ 表示。

計算過程嚴格按照《空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及經(jīng)濟運行》中的相關規(guī)定，要求水泵運行系統(tǒng)的額定功率控制在0.85 的范圍之內(nèi)，同時按照《泵類及液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》中的相關規(guī)定，要求電機負載率＞40%。對中央空調(diào)水泵運行數(shù)值的測算，數(shù)值較低一般是由于水系統(tǒng)阻力特性與水泵運行不匹配，或是水泵的自身性能出現(xiàn)了變化，由此要求及時調(diào)整或更換水泵。中央空調(diào)中水泵運行效率測算過程中要求嚴格按照國家相關機構對液體輸送系統(tǒng)合格率與水泵類效率的指標規(guī)定[5]，見表2。

表2 中央空調(diào)液體輸送系統(tǒng)合格率與水泵類效率的指標規(guī)定

3.3 測算冷凍水供回水溫差

中央空調(diào)系統(tǒng)水流量由空調(diào)水供回水溫差以及空調(diào)冷負荷共同決定，是中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能測算中的重要指標，在空調(diào)水供回水溫差比較大的情況下，產(chǎn)生的空調(diào)水流量較小，需要消耗的電量就比較少。同時隨著空調(diào)水流量的降低，空調(diào)蒸發(fā)器流量速度也隨之降低，由此使換熱系統(tǒng)的系數(shù)值變小，為適應這一變化，需要增加換熱面積，由此對金屬的消耗增大。通過對中央空調(diào)運行過程中多種環(huán)境情況對比發(fā)現(xiàn)，（4～6）℃空調(diào)冷凍水供回水溫差，是比較合理的運行狀態(tài)，因此，很多中央空調(diào)在運行中將供回水的溫差設置為5 ℃。

3.4 測算制冷壓縮機的排氣溫度

中央空調(diào)在制冷的同時會產(chǎn)生大量的廢熱，如何對這些廢熱進行處理是中央空調(diào)運行效率計算的重要指標。在廢熱排放較為集中、廢熱量較大的情況下，可以結合使用需要，對空調(diào)運行過程產(chǎn)生的余熱進行集中回收利用，提升節(jié)能效果。

4 中央空調(diào)運行過程中的節(jié)能措施

4.1 加強對制冷機組的充分利用

通過對中央空調(diào)制冷機組實際運行情況的測算，充分掌握其制冷能力，分析其是否處于高效運行狀態(tài)，加強對制冷機組的充分利用。及時發(fā)現(xiàn)制冷機組運行過程中的不良現(xiàn)象，包括輸水系統(tǒng)設計不合理、冷卻塔實際冷卻效果不良等，及時發(fā)現(xiàn)運行控制中的不良因素，并采取有效的改進措施。

4.2 降低水泵的電能消耗

中央空調(diào)運行過程中，系統(tǒng)耗電量中的15%～30%都由空調(diào)水泵所消耗。在中央空調(diào)設計過程中，需要結合實際建筑物的面積設計冷卻水泵、冷卻塔風機與冷凍水泵等，要求在設計過程中保留10%～15%的余量。中央空調(diào)在一年四季中一般是處于最大的水流量之下工作。由于實際負荷量的變化以及溫度等因素的影響，中央空調(diào)運行過程中的實際熱負荷一般遠低于設計負載。隨著空調(diào)冷負荷的變化，其中的循環(huán)水量也會隨之變化，因此可以通過優(yōu)化設計的方式降低水泵的電能消耗，充分運用變頻調(diào)速技術對水泵的流量進行調(diào)節(jié)，降低水泵的電能消耗，實現(xiàn)節(jié)能效果。

5 結束語

中央空調(diào)在當今時代發(fā)揮著越來越重要的作用，很多建筑物與公共空間都設計并使用中央空調(diào)，對空氣溫度起到了良好的調(diào)節(jié)作用，同時也產(chǎn)生大量的電能消耗與熱能消耗。因此在中央空調(diào)的運行過程中，應加強節(jié)能性能及能效檢測，測算水泵的運行效率、冷凍水供回水溫差以及制冷壓縮機的排氣溫度等，從而判斷出中央空調(diào)的節(jié)能情況與消耗情況，并通過加強對制冷機組的充分利用與降低水泵電能消耗等方式達到良好的節(jié)能效果。