空调系统的耗能与节能

屈志宏

摘要：本文主要探讨了空调安装系统中的关键能耗部分，且对于新风系统中节能做出了解释。

关键词：节能；新风系统

空调系统耗能是现代绿色建筑不可回避的重要指标，无论是未建工程还是已完成工程，都必须作为重点工作加以考虑或优化。比如待建项目在设计之初根据基础设施条件、建筑物使用功能、气候及环境因素等方面合理选择空调系统方式，达到降低能耗的目的；对于完成的工程项目，依照已有的设备运行工况来制定相应的节能措施，体现在操作规程上，按照实际的运行负荷特性，立即对整个系统的控制进行优化，并加大，目前的空调系统的日常维护与保养。

一、空调系统的能耗

1、系统方面的能耗：设计阶段全方位研究建筑的使用的特性，研究热负荷的规律，使用大小合适的主机，不使用单一的大主机，以避免大机组在部分负荷的低效率下运行。日常运行时要注意根据实际空调机组的负荷变化及时变换主机的运行参数和运行模式，使运行模式与环境现状保持一致，达到运行状态最佳。

2、热交换方面的能耗：热交换器及冷却塔部分在常年连续的使用过程中会有灰尘和污垢结在热交换器的表面，增加了阻力降低了热交换效率，也会造成较大的浪费；交换介质水应该采用经过水处理后的软化水，杜绝水垢、杂质等污染；同时对于热交换器和冷却塔进行定期清洁和维护，尤其是对于开式冷却塔的定期清洁和维护更为重要。

3、动力方面的能耗主要有：水泵电机、风机电机等能耗，是系统维持运行的能耗，按照目前的技术条件完全可以采用变频控制，使主机“按需”运行，避免出现大马拉小车现象。较大的系统，应采用多个设备搭配统筹运行，这样可以避免比较大的系统在低负荷时的低效率运行；

4、介质输送方面的能耗：空调的水管、风管对冷热的输送，管路系统应做好全面严密的保温，这一点是非常关键的。空调系统在长时间运行以后，对管路系统的保温层需要进行检查、检修和补损，确保保温系统有效，减少管路系统的热量损耗，同时进风口、出风口滤网部位的清洁也十分关键，定期清洁不但可以减少阻力损失，还能减少细菌、灰尘对室内空气的污染，间接地减少主机能耗，提高空气质量；

5、排风系统、排水系统也存在能耗：：因为排风与排水均会使部分的热量没有加以利用就浪费掉，整个系统中还必须重新引入较低温度的风与水，因此在考虑成本和效率的前提下采用热交换器或热回收器回收排风、排水里面的低品位热量也是很有必要的。

二、新风系统的节能

主机部分的能耗无疑是整个空调系统最大的，在系统完成后，通过调节运行参数和运行模式可以有效的减少耗能。而新风系统的耗能也不可忽视，根据以往经验分析，新风负荷占总负荷的30%左右，合理选择新风处理设备以及合理运行是减小新风能耗的关键，运行中有效降低新风量的引入，最应该注意的是控制造成环境污染的污染物源头，例如进行装修时选择材料要注意材料是否绿色、环保、室内吸烟人数的多少等等，只有将污染源头控制住了，才能有效减少新风量。一般情况下引入新风的目的就是为了将室内受污染的空气稀释成人体可接受的程度，因为空调的送风系统并不能直接使室内含有的过量二氧化碳、粉尘细菌等污染物的空气清洁干净，只有将室外污染程度相对来说低的空气引进室内，才能稀释室内污染空气。

所以根据上述内容，减少新风量的引入，需要注意以下几点：①引入新风的所在地的空气质量要有所保证，空气质量需要达标；②新风的引入口与室内之间的距离不宜过长，以免新风在到达室内的过程中再次受到二次污染；③选择空气过滤网时，应选杀菌性能好，吸附能力强的过滤网，可以有效杀灭室内细菌，清除室内灰尘颗粒等，室内污染物变少了，新风的引入也就会降低，还需着重注意的是过滤网要及时清洗更换，保证风口畅通清洁；④新风送进室内的方式也需要注意，将新风引入到送风系统中，根据室内空气质量的好坏来确定送风区域，区域空气污染严重的部位就将新风送入该区域，不用将整个室内的空气进行替换，也就减少了新风的引入。目前使用比较多的减少新风引入的方法是根据室内二氧化碳的含量的高低来确定新风引入量的大小，即：室内二氧化碳含量过高就加大新风的引入量，一直到室内二氧化碳含量达到标准为止；室内二氧化碳含量在标准以下，那么就可以减少新风的引入（我国的暖通规范规定CO2浓度要控制在1000ppm以内）。

但是仅仅根据二氧化碳的含量来确定新风引入量仍然无法保证室内空气质量的，因为二氧化碳只是室内污染物中的一种，其他一些细菌、粉尘等污染物如果没有被有效地排出室外，超出可允许的范围，人体也很容易受到影响。例如许多常年呆在办公室内或人员密集的大楼内工作的人们都容易患上“大楼病综合征”，这都是因为接触各种有害物质导致的。所以，仅仅以二氧化碳含量来作为新风引入的标准是片面的，在引入新风时还是要考虑到室内其他污染物是否在允许范围内。

三、工程实例

实例简介：

无锡某精密模具厂的一期和二期工程采用集中空调系统，采用空调加新风的空调系统方式保障办公楼和生产车间的环境温度和空气质量状况的空调系统，在一期工程完成后的三年的使用中，存在温度不达标，空气质量差，夏季温度较高时，员工经常出现头晕现象，意见很大，同时设备运行能耗较第一年大幅上升，为了解决这一问题，工厂设备科在二期工程施工前组织设计、施工、监理以及运行人员对一期工程存在问题进行新风系统有效性和节能分析，制定相应的改造措施在二期工程空调施工中进行落实和优化，取得了好的效果。

1.新风系统有效性和节能分析

（1）空调系统管理运行制度不健全，运行操作不规范，人员变化频繁，专业素质不高，操作简单不规范，没有节能运行的措施和方法。

（2）空调系统的风口、过滤网等堵塞污染严重，风管、冷却水管以及部分阀门保温破损严重，公司无空调系统专业人员进行定期维护保养。

（3）新风系统为1台大的PAU预冷空调箱集中处理新风，将室外新风处理后送入车间和办公楼，管路长短不一，设备和人员集中区距离较分散，新风压头损耗大，风量偏小，新风系统无法发挥其有效性。

2.改造措施

（1）建立和完善空调系统管理运行制度，招聘专业管理人员进行管理，系统培训空调运行操作人员，委托专业空调维保公司对空调系统进行定期维护保养。

（2）由于工厂内的生产线分部在不同区域，所以，如果是让水冷柜机直接制冷后送风的话就不太划算，在水冷柜机外设置一个送风管道，直接送风到生产线上。这样一来，工人们也可以在温度适宜的环境中工作，而工厂的空调在使用高峰期也能够保持适宜温度。

（3）将耗电多能效又低的空调停用，降低制冷压缩机和空调风机的能耗，由于水冷柜机设置了送风管道，给生产线上的员工直接送风，所以就算停用一些空调，也不会影响到员工工作区域的温度情况。

（4）主机的运行参数优化，使运行状态最佳；冷却冷冻水泵的变频改造，添加变频器；

（5）空調末端的优化运行：对于空调风柜秋季可以多采用室外凉的新风；定期维护保养空调风柜；定期清洁初、中效过滤器；定期清洁风机盘管，定期清洁和维护冷却塔；

（6）采用联动控制来自动控制除湿机的启停，根据需求调整空调风柜的温湿度设定值；

（7）根据季节变化合理运行新风系统；

3.改造成效

经过有针对性的改造以后，一期车间综合楼的空调系统运行有了很大的改善，虽然动力车间增加了几个管理和运行人员，但是在大家的共同努力下，空调能耗较往年降低17%，办公楼、车间环境舒适，工作效率明显提高，在改造完成后的2010年夏天再也未出现工人反映头晕恶心的现象。

四、结束语

全面了解空调系统能耗，是为了做到更好的节能，节能工作永无止境，需要我们从业人员不断地学习、思考、实践和改造，优质的新风系统设计和安装选择能够更有效的提高和改善空调系统对室内空气质量的要求，同时合理有效地运行，及时正确的保养和维护也将使一个完整的系统发挥更大的效能。营造一个低碳舒适的工作与生活环境，是我们暖通空调专业工作者的责任，也是我们每个人的共同愿望。