蔣愛軍

（蘇州科士達(dá)印務(wù)有限公司，江蘇 蘇州 215129）

中央空調(diào)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一個部分，無論是在普通的居民家中，還是車站、酒店、商場或者是圖書館等多種公共場所，都有中央空調(diào)的影子。但是，中央空調(diào)在被應(yīng)用得越來越廣泛的同時，也暴露出了耗能量大的特點，這與目前提倡的節(jié)能環(huán)保理念相沖突。因此，探討中央空調(diào)中的節(jié)能管理是很有必要的。

1 在空調(diào)系統(tǒng)運行中進(jìn)行節(jié)能管理的重要意義

中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜而且龐大的，在對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，其中有關(guān)最大冷量負(fù)荷的設(shè)計在很大程度上依賴于最高氣溫。我國大部分地區(qū)的最高氣溫持續(xù)時間基本都是一個月左右，并且平均每天最高氣溫也就幾個小時，因此，很多時候中央空調(diào)的系統(tǒng)運行狀態(tài)都沒有達(dá)到滿負(fù)荷的情形，導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的過剩問題（如表1 所示，不同的室內(nèi)設(shè)計溫度下節(jié)能效果存在較大差異）。所以，一些專家評估得出，我國廣泛應(yīng)用的中央空調(diào)，其中的節(jié)能空間至少還有30%左右。中央空調(diào)在正常運行的情況下對于能源的消耗都是非常大的，在空調(diào)的運行過程中進(jìn)行有效合理的節(jié)能管理，能夠在很大程度上降低空調(diào)系統(tǒng)運行過程中對于能源的消耗，從而讓能源在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用更加良好，提高能源利用的效率，在一定程度上解決了國家所面臨的能源問題。除此之外，在空調(diào)系統(tǒng)的運行過程中采取節(jié)能手段，還能夠更好的將能源投入到大量實際的領(lǐng)域中，從而造就更大的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步提高人們的生活水平以及社會的性能。

表1 室內(nèi)設(shè)計溫度改變的節(jié)能效果（kW/m2·a）

2 中央空調(diào)節(jié)能運行的管理對策

2.1 制冷主機(jī)維護(hù)和設(shè)定

中央空調(diào)系統(tǒng)中耗水量以及耗電量比較大的配套設(shè)備主要有制冷主機(jī)、冷卻水塔和水泵等。制冷機(jī)組一般情況下是采用變頻驅(qū)動的模式，來實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速以及導(dǎo)流葉片的開關(guān)度進(jìn)行同步的調(diào)節(jié)，這樣不僅能夠保障機(jī)組運行過程中的節(jié)能效果，還能夠讓空調(diào)系統(tǒng)在冷卻水溫度極低和負(fù)荷運行這兩種相對極端狀態(tài)下的節(jié)能作用得到有效實現(xiàn)。除此之外，對制冷主機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定和維護(hù)可以使冷凍機(jī)組的啟動性能得到一定程度上的優(yōu)化，增加設(shè)備的使用壽命，中央空調(diào)系統(tǒng)在安靜運行的過程中，不僅有效防止了喘振，還提高了機(jī)組的可靠性。

空調(diào)系統(tǒng)在使用的過程中，需要定期的對制冷主機(jī)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，同時要及時清洗冷凝器以及冷卻水管路、更換潤滑油、清潔水處理儀和過濾器、維修檢查水塔風(fēng)扇以及潔凈接水盤和填料等，只要做到這些，就能夠在很大程度上提高制冷主機(jī)的工作效率，并且減少對能源的消耗。例如，當(dāng)有一些污垢存在于冷凝器中時，會嚴(yán)重影響冷凝器的換熱效率（見表2），所以定期對冷凝器進(jìn)行清潔是很有必要的。在對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體上的設(shè)計時，大多數(shù)情況都會以系統(tǒng)最大的負(fù)荷能力為依據(jù)，如果能夠保證制冷主機(jī)的運行是沿著最優(yōu)工況曲線附近進(jìn)行，那么制冷主機(jī)的運行情況將會達(dá)到最佳。冷凍水的出水溫度會影響到制冷主機(jī)的出力情況，溫度每升高1%，出力就會降低6%～8%左右，因此，設(shè)置一個合理、科學(xué)的主機(jī)運行數(shù)值，再將冷凍水出水的溫度設(shè)定成一個比較恰當(dāng)?shù)膮?shù)，這樣能夠最大限度的實現(xiàn)節(jié)能運行目標(biāo)。綜上所述，設(shè)定中央空調(diào)主機(jī)運行的溫度參數(shù)時，需要結(jié)合實際的需求，不僅要考慮為人們提供更好的舒適度，更要迎合節(jié)能環(huán)保的社會發(fā)展趨勢。

表2 不同厚度的污垢對冷凝器換熱效率的影響

2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

一般情況下，空調(diào)的水系統(tǒng)實行輸配用電模式，其中冬季供暖就占據(jù)了整個建筑大約20%～25%的動力，而夏季供暖同樣也占據(jù)了大約12%～24%，由此可知，對空調(diào)的水系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)節(jié)能研究，有著很大的發(fā)展空間。在整個空調(diào)系統(tǒng)中，實現(xiàn)水體輸送功能的設(shè)備是水泵，在輸送水體的過程中，會產(chǎn)生大量的能源消耗，主要包括流動的阻力損耗以及傳熱造成的冷量損耗等。針對管路系統(tǒng)而言，其最主要的功能就輸送冷量，而這個過程中減小流動阻力所產(chǎn)生的能量會轉(zhuǎn)變成熱量，從而造成冷量的損失。要想有效的降低水泵能源消耗，除了需要做好水管保溫工作之外，還需要做好以下幾個方面的工作。

2.2.1 盡量減少閥門、濾器的阻力

所謂的閥門，是對管路阻力特性進(jìn)行有效調(diào)節(jié)的重要部件，文偉閥門存在阻力，會在一定程度上增加水泵的電耗與揚程，所以，應(yīng)該盡量減少應(yīng)用閥門來進(jìn)行阻力調(diào)節(jié)的工作。

2.2.2 設(shè)定合適的水流量

水泵的電耗與水流量之間有著一定的比例關(guān)系?？照{(diào)系統(tǒng)中，水的流量主要是由空調(diào)的供回水溫度差以及冷熱負(fù)荷來共同決定的，其中，供回水的溫度差越大，空調(diào)中的水流量就會越小，進(jìn)而使得水泵的電耗也就相應(yīng)的變小。

2.2.3 提高水泵效率

所謂的水泵效率，大體上指的是原流體利用動力軸所產(chǎn)生功率的程度，水泵的效率會跟隨水泵的工作狀態(tài)點而發(fā)生變化。當(dāng)有著一樣的輸出功率時，如果水泵效率降低了，那么水泵所產(chǎn)生的能耗將會有增大。因此。在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計過程中需要選購合適的水泵，這樣才能夠讓水泵的工作能夠有更高的效率。

2.3 變頻調(diào)速

可以使用專業(yè)化程度相對更高的冷卻泵變頻技術(shù)，來完成循環(huán)水系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，保證水流量能夠達(dá)到最佳。變頻控制系統(tǒng)可以以制冷機(jī)組出水和回水之間的溫度差作為相關(guān)依據(jù)，有效調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的運轉(zhuǎn)速度，也就是調(diào)節(jié)循環(huán)水泵中水的流量，從而讓制冷機(jī)組出水和回水之間的溫度差保持恒定。對水泵使用變頻控制的過程中，流量和消耗的功率是正向比例關(guān)系，這就意味著，一旦水泵中的流量減少，那么消耗的功率也就會隨之變小。

空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)水流量和制冷量有著密切的關(guān)系，當(dāng)制冷量發(fā)生變化，那么循環(huán)水流量也就會有相應(yīng)的變化，進(jìn)而影響到循環(huán)水泵所產(chǎn)生的能耗，而應(yīng)用閥門來進(jìn)行水泵流量的調(diào)節(jié)，所消耗的能量是沒有多大變化的。使用變頻進(jìn)行控制之后，水泵就實現(xiàn)了軟啟動和軟停止，這個過程所產(chǎn)生的電流都比額定的電流要小，也就不會對電網(wǎng)造成沖擊。如果能夠減小停泵時出現(xiàn)的水錘效應(yīng)，那么就能夠有效消除水錘給空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)造成的沖擊。同時，還可以降低設(shè)備出現(xiàn)的故障率，在一定程度上減少了設(shè)備的維修和保養(yǎng)，延長了設(shè)備使用的年限。

2.4 冷卻塔的節(jié)能運行

達(dá)到冷卻水機(jī)組的負(fù)荷限度前提下，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行循環(huán)水流量調(diào)整，并找準(zhǔn)播水器的角度，將散水槽清理干凈，并合理調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)葉片角度，把飛水量盡量減少，從而達(dá)到控制飛水、減少水資源浪費的目的。在冷卻塔中，熱水需要經(jīng)由蒸發(fā)作用來釋放其潛在熱量從而達(dá)成降低自身溫度的作用，不過在冷卻負(fù)荷降低且風(fēng)量未發(fā)生變動時，蒸發(fā)水分所須取得熱量有部分是源于空氣之中，導(dǎo)致空氣干球溫度相較于進(jìn)口溫度變低。就系統(tǒng)層面分析，經(jīng)過風(fēng)機(jī)大幅度輸送風(fēng)可以降低冷卻塔的出水溫度，對于提升機(jī)組性能有著較大幫助，不過同時也會導(dǎo)致冷卻塔的風(fēng)機(jī)與水泵電能使用量變高，機(jī)組冷凝溫度的下降在提升機(jī)組性能方面的積極作用并非是必然有效的，大風(fēng)量促使出水溫度降低并無法起到節(jié)能效果，反而會導(dǎo)致大量水資源因蒸發(fā)而消耗。

3 結(jié)語

在暖通行業(yè)，在實行中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與運行管理工作中，必須要多加考慮節(jié)能降耗方面的問題，要盡可能的開發(fā)空調(diào)所有運行環(huán)節(jié)中的節(jié)能潛力，使得運行能量能夠被最大程度的挽回。并且，還要把能源消耗量設(shè)為判定系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，提高人們對節(jié)能的重視性。