大型商业综合体暖通空调节能设计探讨

甘冠华

深圳市科德环保科技有限公司 广东 深圳 518052

引言

中央暖通空调在人们的日常生活中是很常见的。为了调节室内的温度，中央暖通空调经常用于普通居民的住宅内，还有一些大型商场以及酒店和图书馆等多种公共场所，民用建筑和公共建筑综合体对中央暖通空调具有很大的利用率。但是随着对中央暖通空调的利用越来越普遍，我们发现中央暖通空调在运行的过程中产生了极大的能耗，这也成了中央暖通空调运行的最大缺点。然而，目前全球都面临着资源紧张以及环境污染的状况，而中央暖通空调在运行过程中的耗能巨大，这与我国提出的可持续发展绿色环保的理念相违背。因此，对中央暖通空调的节能降耗管理是势在必行的[1]。

1 对中央暖通空调进行节能管理的意义

中央暖通空调的系统具有复杂性和规模庞大的特点（如图1所示）。在对中央暖通空调进行安装之前，我们一般会对整个系统进行合理科学的设计，而在进行设计时，设计师会根据中央暖通空调所在场所的最高气温来制定中央暖通空调对于冷能量复合的最大程度。在我国绝大多数地区，每年的最高气温基本上都集中在一个月而随着时间和温度的关系，这些地方每天平均的最高气温，最终折算下来，也就是几个小时。因此导致许多中央暖通空调在运行的过程中都没有达到最高的冷负荷量，使中央暖通空调在配备的过程中大于实际所需要的冷量，造成了耗能严重过剩的问题。基于以上问题，我国一些专业的学家根据测评得出结论，我国在进行中央暖通空调的运作时，在节能降耗方面还具有很大的发展空间，而中央暖通空调在实际运行的时候，对于能源的消耗是非常巨大的，因此，对中央暖通空调运行过程中进行科学合理的节能降耗管理，能够一定程度上降低中央暖通空调系统在运行过程中对于制冷能源的消耗，并且这一研究结果也可以在其他领域中得到普遍的使用。而节能管理的方法，不仅可以提高对于资源的使用效率，还能在一定程度上解决我国所面临的能源缺乏的问题。与此同时，在中央暖通空调系统的运行过程中进行节能降耗的管理，还能将更多的能源利用于各行各业为我国经济发展做出一定贡献[2]。

图1 中央暖通空调系统

2 中央暖通空调节能运行的具体方式

2.1 根据人流量调整设计指标

另外，对于大型的商业性建筑综合体来说，人流量与室内的温度也有着直接的联系，根据人流密度而设计的暖通空调参数，也是一种可以达到节约资源的效果。在这一商业大楼上的超市中进行人流量调查，通常在上午的时间段 ，超市内人流密度较低；而在下午的时间段，超市内的人流量密度普遍比上午高；在节假日人流密度就更大。因此，如果空调暖通设备不是根据市场中的人流量和密度来进行科学合理的系统深化设计，就可能会导致商店的温度太高或过低，造成了大量的资源浪费。在商场里的展柜比较多，超市中也配备了许多用于加工的散热器，自动扶梯也没有时刻地进行照明作业，使得照明过度负荷和设施的超负荷变化成为最耗电的项目。因此，以科学合理的平均新风速度来进行新风系统的设计，从而能够让新风的供给需求得到充分的满足，尤其是在季节性的过渡时期使用新风器可以进行室温的调节，在冬季将室内区域的余热全部排除，增加了新风的数量，从而形成良好的环保节能。目前在大型建筑物的屋面中常采用保温技术，热量的散失和制造冷风渗透明显降低，因此，适当地减少制动机的冷负荷和电机的热负载等指标值，也就能够有效地提高节能效果[3]。

2.2 根据实际情况设置制冷主机

中央暖通空调系统在运行的过程中，主要对于水能和电能的消耗较大，这其中消耗较大的设施主要是制冷主机和水泵等。而制冷方面，一般情况下，我国所使用的模式都是变频模式，变频模式的特点是可以让中央暖通空调系统的调节，根据具体的情况进行变频同步驱动。采取变频驱动模式，不仅能够让机组在运行的过程中达到节能降耗的效果，还能让暖通空调系统在特殊极端的情况下，也能够降低对于电能和水能的消耗。除此之外，中央暖通空调运行管理系统还对制冷机组进行了一定程度上的维护，可以使制冷机组在使用的过程中达到一定程度的优化，这不仅增加了制冷机组的使用寿命，还提高了中央暖通空调在运行过程中的平稳程度[4]。

2.3 对于暖通空调水系统的调节

在一般的情况下，中央暖通空调的水系统所使用的用电模式是配用电模式。这其中对于我国部分地区的冬季制热动力就占据了整个中央暖通空调系统四分之一的动力。由此我们可以看出，中央暖通空调对于水系统进行调节，在一定程度上还具有很大的发展空间。而在整个暖通空调系统运行的实际过程中，输送水体的主要设备就是水泵，在输送水体的具体过程中，水泵也会产生极大能源消耗。而针对中央暖通空调系统中的管道路径系统，最主要的功能就是输送中央暖通空调的制冷量。因此，如果在这个过程中对管道输送系统减少流动的阻力就会产生热能，从而造成管道内制冷量的损失。因此，如果想要有效地降低水泵的能源消耗，还需要做好以下几个方面的工作：

尽量地减少开关器内的阻力。在中央暖通空调运行系统中，可以对于各路管道的输送量进行调节的重要部件就是阀门，而在阀门的启用过程中，会产生一定阻力，这会造成水泵的电能消耗过大，因此，在实际运行的过程中，应该减少对阀门的应用[5]。

在运行过程中，根据实际情况设定合理的水流量。在中央暖通空调系统运行的实际过程中，暖通空调对于供回水的温度，以及对于制冷制热的复合程度，决定了水泵对于水的使用量。如果供回水的温度差距较大，那么中央暖通空调系统中水流量就会相对较小，这也可以在一定程度上减少水泵对于电能的消耗。

在最大限度上提高水泵的利用效率，水泵的利用效率会根据中央暖通空调运行的实际情况而不断发生变化。如果水泵的效率变低，那么相应的水泵所产生的能源消耗就会变大，因此，在中央暖通空调运行的实际过程中，必须要采购合适的水泵，这样才能够保障水泵在工作时具有更高的效率[6]。

2.4 对于冷却塔的节能运行管理

为了使冷却塔机组在实际运行的过程中，可以实现对水流量的实时控制，并且能够精准地找到波水汽的角度，将水槽内的闲置的水清理干净，还要保障冷却机组的负荷，不超过限度对于冷却塔机组的节能运行管理是非常有必要的（如图2所示）。而在冷却塔机组实际运行的过程中，热水需要通过蒸发来释放水中的热能，进而达到降低热水温度的效果，但是如果中央暖通空调系统的出风量没有发生变化，并且在这个前提下，冷却的负荷也在一定程度上降低时，在蒸发水分时所用到的热能消耗有一部分是源自于空气当中的，这就导致了空气出口温度比进口温度要低。从中央暖通空调的系统运行方面进行分析，我们发现如果使用风机大幅度的输送风能，就可以在一定程度上使冷却塔的出水温度降低，这对于提升整个中央暖通空调的运行有着巨大的帮助。但是在提升机组性能的同时，也会导致冷却塔和水泵的电能消耗量变大。因此，运行机组的冷凝温度下降，对于提升整个基础的性能产生的效果并不一定是有利的。也因此，提高风量并不一定能起到节能降耗的作用，反而可能会导致水资源的大量蒸发以及消耗[7]。

图2 冷却塔机组

3 结束语

随着我国经济和工业的不断发展，我国面临的生态环境威胁以及资源利用率不足等问题，已经逐渐凸显出来。而对于生态环境的保护，在近年来也引起了人们和相关部门的极大重视。因此，实行中央暖通空调系统的设计与运行管理就变得非常有必要。中央暖通空调系统在运行的实际过程中所产生的能源消耗量是非常可观的，这一现象不仅不利于我国的可持续发展，还在一定程度上造成了环境的污染。因此，在中央暖通空调系统的设计当中，必须要考虑节能降耗的问题，而节能降耗，不能从一个方面运行，而是要将节能降耗的理念设计到中央暖通空调系统运行的每个环节中去，使得在运行时，资源得到最大程度上的利用[8]。