制冷空调能耗及减排节能技术

杨宝力

德州艾荷过滤设备有限公司 山东德州 253500

空调工程是现代建筑中非常重要的组成部分，是人们获得建筑住宅舒适性的重要渠道。然而，在建筑工程节能减排的大趋势下，空调的高能耗也得到人们的高度关注。在建筑工程的各部分工程内容中，空调是耗能相对最高的部分；所以要想推动建筑工程的节能减排，就必须要从空调方面做起。当前，人类对于环境保护的重视程度日益提升，各行业推行节能降耗已经成为主流方向，建筑工程也必须强化节能减排，推行绿色建筑，这是实现可持续发展的必由之路。

1 暖通空调工程节能减排概述

在当前，全社会普遍遵循环境保护和生态平衡的发展理念下，建筑工程作为社会经济发展的重要组成部分，必须从工程建设能源资源节约层面上遵循社会、经济发展理念，为环境友好型社会建设发挥有效促进作用。那么，在建筑工程建设中，通风空调实现能源资源节约和环境保护是主要建设部分。建筑工程中的通风空调主要指的是在集中采暖、制冷、通风设施、空气调节等功能建设和完成的基础上，实现一体化的综合设置和使用。此种工程建设中需要对多学科知识进行使用，系统构成较为复杂，但是在建设完成后，构建了良好的室内居住环境，整体上而言，此种空调系统具有明显的应用优势，大大降低了空调能耗和二氧化碳排放量[1]。

2 空调系统节能分析与控制策略

2.1 增加自然冷源利用时长

空调主机系统形式多样，合理选择主机方案，充分利用自然冷源资源是系统节能的关键。设计需根据项目气候条件、总建设规模的大小、定位的客户类型、IT负荷增加的时序进度等合理匹配选型冷源方案。在保证空调系统运行安全可靠的条件下，充分利用自然冷源，因地制宜的选择空调冷源系统。针对水冷冷冻水空调系统，提高冷冻水供回水温度、提高送风温度可增加自然冷源利用时间。

选择相同的建筑模型、相同的冷源方案，空调系统为高压水冷冷水主机，改变供回水温度，计算不同地区的PUE值。根据计算冷冻水供回水水温每升高一度，空调系统耗电平均节省约3%，不同地区自然冷增长的时间不同，节能的潜力不同。设计应在保证系统安全可靠的前提下，合理提升供回水温度或者空调系统的送回风温度[2]。

2.2 空调低负载运行策略

冷水机组在50%以上负荷时能效较高，80%左右负荷时达到最佳能效，冷却塔在逼近度5-6度左右效率最佳，水泵以满负荷时对应的工况点为水泵效率最高点。而某些大型数据中心机架上线率只有设计值的30%-50%。空调负荷较低，非设备最佳运行工况值。负荷较低时（一般低于容量的20%），空调主机易发生喘振，影响系统运行。

因此在设计选型时应结合工艺的分期需求，选择合理的冷水机组规格和数量，减少冷水机组的运行台数，结合蓄冷罐的蓄冷功能，制定合理应对机架上线率低的空调系统方案。

2.3 保证冷却水系统的通畅性

安装暖通空调系统前，施工人员必须对施工环境、建筑结构以及建筑物的功能进行全面的勘察与分析，根据勘察结果设计施工方案，确定冷却水管道的定位与布局。同时，进行冷却水管道安装时，必须综合考虑水温、水压等因素，注意管道的耐热性与腐蚀性，按照相关要求，对冷却水管道的规格与质量进行把控，确保暖通空调系统的安装质量符合相关标准的要求。

除此之外，要考虑水质对水循环系统造成的影响，为避免管道堵塞情况的发生，需要安排工人对冷却水管道进行定期的维修与清理，及时清理管道中的堵塞物，有效解决冷却水管道堵塞问题。

2.4 新风系统的热回收

对于新风系统，其主要工作原理是先将室内的空气排到室外，再将室外新鲜的空气经过自身系统的粉尘过滤、除湿以及加湿处理后，收入高效热回收器中，在不消耗其他能源的基础上，将室外的新鲜空气调节成与室内温度相近的空气，最后通过通风管将空气送入室内，整个过程不仅具有连续性，而且可以确保室内空气的洁净。同时，降低电能的消耗，提高环境的舒适度，为人们创造舒适、雅静且安全的生活环境。

2.5 加强新技术的应用

热声制冷技术。热声制冷技术是一种泵热过程，它通过声波将热从低温端送到高温端。高温端固定在环境的温度时，低温端就可以持续降低温度来实现制冷。其在特定场合具有独特的优势。热声制冷技术能使用惰性气体或其混合物，并且它的成本较低，结构简单可靠性强、对温室效应和臭氧层环境的影响很小。虽然制冷效率有待提高，但是已经打破了传统制冷技术的发展，为科研人员提供了新的发展方向。

地源热泵技术。地源热泵技术是将地表浅的地热能源转换为空调制冷能源的技术。地热资源来源于地下水，温度是当地的平均温度。以徐州为例，徐州的年平均温度在14.2℃，夏天温度平均在33℃，冬天在零下10℃左右。冬天从地下抽取的热量通过机房加热，完全可以引到办公等的正常使用。夏天利用地下的冷量，将散热功能又提高了一个等级，降低了靠电力等资源的消耗，也不需要用水资源或是自然风来实现散热功能，所以也就不需要相应的锅炉设备。地源热泵技术是一种集节能、环保、绿色为一体的新技术，目前已经实施应用。

2.6 合理规划末端气流组织

根据工艺选择末端形式和送风方式，采用冷热通道封闭技术，同时保证风系统的密闭性，提升冷量利用效率，通过优化与控制空气气流达到节能效果。末端空调建议采用温湿度独立控制，选择较为节能的湿膜加湿，在满足客户需求的前提下提升空调送风温度，提高空调送回风温差，减少送风输送能耗[3]。

2.7 提升运维团队的节能意识和专业水平

运行维护人员空调系统节能的践行着，专业的运维团队、高效的运维优化对降低数据中心实际与运行PUE潜力巨大。结合设计合理调节冷冻水供回水温度和末端送风温度；在低功耗下合理设置水泵的运行频率，充分运用蓄冷罐的蓄冷能力，有效避免空调主机“喘振”问题；合理开启冷却塔的数量，充分利用自然冷源。

3 结语

总而言之，随着人们环保理念的增强，暖通空调系统在建筑节能中的有效应用得到了越来越多的关注，为了提高人们的生活质量，需要对暖通空调系统在建筑空调节能设计中的应用进行优化，从而在实现环境保护目的的同时，促进建筑行业的发展。