建筑空调系统的节能设计和优化管理

朱世伟

(中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，山西 山西 太原 030024)

建筑空调系统的节能设计和优化管理

朱世伟

(中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，山西 山西 太原 030024)

为更好实现空调节能，本文对建筑空调系统节能设计方面存在的问题进行了分析，并提出了节能设计和空调优化管理的方案，以期促进建筑空调系统节能的不断优化和提升。

节能减排；空调系统；节能设计；动力能耗

近些年，我国社会经济得到了长足发展。但我国社会生活和经济发展都受到了能源的限制，节约能源迫在眉睫。在我国许多居民高层建筑、大型建筑以及办公公共建筑中空调都是必不可少的，其能耗量也非常惊人。只有找出更加节能的空调设计方案，并且寻求一条空调节能优化管理的路线，才能不断降低能源消耗，使我国能源真正走上可持续发展的道路。

一、空调系统节能设计和优化管理中存在的问题

（一）空调系统设计经验不足，设计空调系统不合理

在设计空调系统时一些设计人员为了方便省事儿，并没有对空调系统的运行方式和工作原理进行深入探究，大多都仅仅对空调系统的运行和工作原理有了表层肤浅的了解后就开始进行空调系统的设计。另外，在设计过程中由于经验不足，设计人员经常出现套用现有设计经验的情况，更有一些设计人员在技术水平还未达到标准的情况下，就盲目的引用新技术，并没有将空调系统设计的合理性考虑其中，反而最终造成空调系统达不到节能要求。

（二）设计观念陈旧设计过于保守

设计人员在设计空调系统时经常将空调的安全放在首位，并且不断加大设计的参数，这种保守的设计方式会造成空调的节能性有所降低。例如，空调所用的实际值与计算负荷时的取值偏差过大，所选取的空调水泵型号偏大，配置设计系统时出现不合理的情况等。上述情况的出现都体现出在设计空调系统时设计人员观念过于陈旧，设计过于保守，最终加大了空调运行时的不必要负荷，从而制约了空调的节能性的提升。

（三）静态设计

静态设计一般指以设计工况作为基础对系统进行设计，此种设计并没有从空调节能的角度出发，更没有考虑空调全年运行的实际情况。而且这种设计是站在空调冬季、夏季风量的基础上设计新风入口的，并未考虑在这两季中新风的负荷，最终造成在季节过度时，空调的冷水机组仍然需要照常开启，使得空调的能耗也有所增加。

（四）空调节能管理有待优化

在空调系统的运行管理中也存在一定的问题，如在实际操作中未采用空调的自控系统，而大多数都采用手动操作，这样就会造成控制参数的滞后，加大能源的浪费；尽管当前大部分的建筑都与空调设备公司签订了定期清洗空调设备的合同，但在空调安装实际使用后，空调设备公司并未严格按照合同执行，进而造成空调系统运行阻力的增大，使得空调系统的运行能耗不断加大。

二、空调系统节能设计和优化管理的措施

（一）降低系统设计负荷

一般情况下，空调的冷热负荷是由处理新风形成的负荷、玻璃窗日照形成的负荷、室内热源散热形成的负荷、传热形成的负荷等共同组成的。目前，在空调系统设计中，大多数设计人员以负荷指标估算的方法作为系统设计的标准，为了保障空调的安全运行，经常出现指标过大的情况，最终导致其负荷大大超过了实际需求。要想解决这种问题，在实际系统设计过程中就要先计算空调系统所消耗的冷热负荷，得到正确的计算结果后取最合适的值进行设计，并要排除设定过大的情况。

建筑代号建筑功能 热冷源方式 建筑面积（m2）空调面积（m2）单位建筑面积能耗（GJ/（m2）·a）单位空调面积空调能耗（GJ/（m2）·a）年度空调能耗百分比A 宾馆 离心式冷水机组+燃煤锅炉32000320002.151.0448.1%

表1 ：某区 14幢公共建筑能耗调查结果

为了了解建筑空调系统的节能设计和优化管理，笔者对某城市具有代表性的14幢公共建筑的建筑能耗进行了调查，其中调查的内容主要是一年内十二个月份的建筑各能耗、空调冷热源方式、室内温湿度、空调能耗、二氧化碳浓度以及人们的热舒适等。根据调查的结果，其功能、冷热源方式以及能耗的部分结果如表1所示：由图可以看出，公共建筑单位的面积建筑能耗为0.45——2.76GJ/m2（□a），最大值是最小值的6.13倍，平均为1.65GJ/m2（□a）高于中国武汉的1.313GJ/m2（□a）；其中A、E、F、I、j 这五家星级酒店的平均能耗量为1.404GJ/m2（□a），这低于日本旅馆的建筑节能标准2.152GJ/m2（□a）；H、K、M、N这四幢办公楼的平均能耗量为1.48GJ/m2（□a），超过了日本的办公楼节能标准1.256GJ/m2（□a）的17.8%，但是其低于中国上海办公楼的平均能耗量1.8GJ/m2（□a）。

空调系统形式的选择也非常关键，要与建筑物的规模、用途、使用特点进行结合，各项指标都应当在能源状况以及气象条件的范围内，这些条件一般要通过技术经济进行比较来确定。通常情况下，以负担室内负荷为基础可以将空调系统分成以下几大种类，全水系统、全空气系统、制冷系统等；按照空气处理设置的位置情况可以分为班级中系统、集中系统、分散系统等。在选择空调系统形式时应当注意，要与空调的使用要求和空调的使用原则相互符合，从而做到系统运行更加合理、空调耗能不断减少、空调投资较低等。

（二）确定合理的新风量标准

根据空调系统的设计原理可以发现，在空调系统中新风量越少空调节能就越经济有效，但是减少新风量要根据室内的具体情况从而制定出更加合理的控制新风量标准。首先，可以将冬、夏两季的新风量降至最低，在过度季节时再增加将新风量。由于在冬、夏两季室外新风量越大，空调的能耗量就越大，因此当室内卫生得到满足时，将夏季空调系统控制在最小新风量，能够对局部的排风起到补偿的作用，并且能够保证空调房间内的正压值。

（三）空调系统的控制管理

近些年，随着计算机、网络技术的迅猛发展，空调系统的硬件和软件技术也有所提高。许多空调系统引入了先进的软件体系，通过中央监控对空调的长时间运行进行监控，从而达到了节能的目的。这种系统可以在线对空调的回风进行检测，并且控制空调的新风量，不仅能够保证室内通风卫生，而且能够达到节能的目的。除此之外，一些计算机系统还能帮助空调进行室内外气象以及湿热负荷的测定，并且根据气象条件控制空调系统，使其一直保持在最节能的状态。

（四）能源管理

当前，我国许多建筑在引入建筑空调系统时，都采用引进合同能源管理公司的方法，这种能源管理公司实行的是通过降低整体成本，从而达到减少支付的节能投资方式。这种商业形式就是要改善未来的节能方式，并且使节能工作不断升级，从而达到更大的收益，最终降低运行成本。在与合同能源公司确立了具体的能源管理方案后，能源公司会先垫付节能减耗的相关费用，并且在项目运行过程中业主也无需提供节能相关费用，直到改造完成后，而在改造期间节约的费用将由业主与合同能源公司共同分享。

（五）技术人员培训管理

建筑空调系统在使用过程中技术操作人员的素质也非常关键，要想使建筑空调系统实现真正的节能，还应当不断加强对空调操作人员的培训，提高管理人员的自身专业素质。并且在工作过程中向操作人员灌输多种空调管理与节能的方法，加强管理人员的动手操作能力，增加工作人员的工作经验，从而保证整个空调系统的设备使用的高效率，保持设备的正常运行，最终实现空调节能。

结束语：

目前，我国空调系统使用的耗能情况不断增加，空调节能已经成为势在必行的一项工作，但是许多建筑空调系统仍然存在节能设计问题，管理情况也有待优化。故而，只有不断加强对空调系统节能技术的研究，并将更加优良的技术应用到空调系统中，才能使节能工作更加有效。相信随着我国空调技术的不断革新，管理理念的不断升级，我国空调节能将会得到较快的发展。

[1]王景昱.重庆市公共建筑节能75%设计技术路线及冷源系统节能指标研究[D].重庆大学,2012.

[2]叶凌.既有公共建筑集中空调系统的调查统计与节能改造研究[D].哈尔滨工业大学,2007.

[3]杨凡.太原地区典型酒店建筑空调系统能耗分析及节能方案优化[D].太原理工大学,2011.

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1007-6344（2015）06-0144-02