摘要:随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各行各业的发展都得到了快速的提升。建筑业的发展也不例外。在当前社会城市化发展的背景下,建筑工程呈现出蓬勃发展的状态,中央空调系统作为较为重要的设备组成,虽然可以满足人们日常的生活需求,但是存在着资源损耗严重的问题。这种现象的出现不仅会增加不必要的电力投资,也会严重影响环境的可持续发展,无法满足当前生态环境的建设及发展需求。因此,在建筑工程中央空调系统设计中,应该将系统的运行及管理作为核心,通过节能方案的构建,提高中央空调系统运行的稳定性,降低不必要的电力损耗,充分满足建筑工程中央空调系统的节能化使用需求。基于此,本文主要对中央空调节能系统的设计及实现分析做论述。
关键词:中央空调;系统运行;管理;设计;节能
引言
在公共建筑的全年能源使用去向中,大约50%~60%用于供暖空调与制冷系统,可见中央空调系统的节能优化运行已成为建筑节能不可或缺的一部分。
1中央空调系统运行节能管理的必要性
中央空调系统运行节能管理的必要性主要涉及到以下具体内容:结合中央空调系统的运行状况,其作为一项复杂性以及庞大性的工程项目,在设计中,相关人员会仔细考虑中央空调的负荷特性及建筑工程的使用需求等,以便充分保证空调系统与人们使用状况的相符合,提高资源的利用效率。也就是说,当前的中央空调存在着一定的节能空间,但是,在一些工程项目中由于缺乏合理性,会增加中央空调的能源损耗,无法实现节能环保的目的。通过中央空调系统的节能化管理,可以有效提高能源的使用效率,充分解决空调系统使用中所遇到的能源问题,避免资源浪费,以便充分满足中央空调系统的可持续化运行需求,为行业的节能发展提供支持。
2自然通风技术
在建筑节能方面,自然通风是一种具有很大节能潜力的通风方式,它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点。要解决现有高大空间建筑的能耗问题,人们应综合利用室内外条件来实现。例如,根据建筑周围环境、建筑构造、太阳辐射、气候条件、室内热源、内部分隔等来组织和诱导自然通风。通过机械通风和自然通风二者的对比分析可以得出,过渡季节,与采用机械制冷相比,高大空间建筑采用自然通风消除室内余热所需耗电总量降低50%~60%。对于长宽比L/W≥5的大空间建筑,不宜设置通长的排风天窗,应沿长度方向有间隔地设置;对于长宽比L/W≤3的高大空间建筑,宜沿宽度方向均匀设置通长的排风天窗。因此,高大空间建筑过渡季利用热压和风压作用,实现过渡季节的自然通风是可行的。
3中央空调系统节能管理的优化措施
3.1中央空调节能系统的设计
在当前社会城市化的发展背景下,为了实现中央空调系统运行的节能化,应该将节能系统的设计作为核心。一般情况下,应该做到:第一,明确系统设计中的节能理念,加强对中央空调系统设计的审核及管理。由于中央空调系统的特殊性,在具体的设计中,设计应该根据系统的设计理念以及机组选型等,构建科学化的运营管理机制,以便有效降低中央空调的投资成本。如在中央空调节能系统设计中,可以根据单位面积,能耗系数以及空调系统能效系数等,设计中央空调系统,以便充分满足节能化的系统运行需求,为中央空调集成优化及节能管理提供支持。第二,在建筑工程项目设计中,应该选择节能降耗的材料及资源,有效提高建筑工程的保温性及隔热性,降低中央系统使用中的能源损耗。而且,在中央空调系统设计中,应该将节能环保作为重点,积极引入空调智能化调节系统,根据建筑项目的特点,空调系统可以科学准确的计算出水路阻力损失。结合我单位离心机式冷水机组800RT的蒸发器的输出管道,冷冻泵、冷却泵的输入输出管道的弯曲位都采用了65°角的接驳走向设计施工的。一来减少水流量的阻力(如图1至3所示),如果采用直角的管道接驳,管道的水流系统会阻力大了,变成能耗大,并确定合理的水泵参数,以便降低中央空调运行中的能源损耗。在中央空调系统优化设计中,一定要采取流量、风量以及温度的控制方案,避免中央空调运行中出现不必要的损耗。

通过中央空调排出冷凝水进行收集,将冷凝水储存在收集箱里,让水温度接近平时的自来水温度时,经过(单相220V600W电机最多扬程40M,最大流量30m3/h 4A电流)接入计时器,定时早上和晚上对花草树木植物进行灌溉淋水(如图4所示),长期节省单位在大院内的部分生活用水。
3.2干式盘管供冷技术的应用
干式盘管是相对于传统的湿工况盘管而言的,也是专门为适应温湿度独立控制系统而开发的设备。干式盘管技术早期主要应用于电子厂和药厂的净化系统、医院门诊、病房等卫生标准要求较高的空调系统中,其具有风量大、噪声小、结构简单、安装位置灵活等优点,在高大空间建筑中也得到了广泛的应用。相比传统湿工况盘管系统,干式盘管的冷水供水温度(18℃左右)高于人体舒适区室内空气露点温度(约16.6℃),其主要承担室内显热负荷,用于排除室内余热,达到温度控制的目的。同时,不存在凝结结露问题,从源头上尽可能避免了传统湿工况盘管的凝结水盘滋生细菌的问题。但是,由于供水温度的提高,与传统湿工况运行的盘管相比,干式盘管冷水与室内的换热温差大幅度减小,降低了干式盘管单位面积的换热能力。同时,在标准工况下,湿工况盘管输送系数为49~59w/w,而干式盘管输送系数为18~22w/w。干式盘管的输送系数明显减小,仅为湿工况盘管中显热部分的50%左右。因此,人们需要从盘管的结构形式、管束的排布与安装形式、水管管径和材质等方面进行优化设计,综合提高干式盘管的传热能力和输送系数。以西安咸阳国际机场T3航站楼装有“贯流型”干式风机盘管,安装形式分为明装和暗装,通常设置于外围护结构内侧,用于消除外区围护结构负荷(如图5所示)。

图5 干式风机盘管应用实景
目前,西安咸阳国际机场T3航站楼大量使用了干式盘管空调机组和干式风机盘管,运行状况良好,节能效果显著,T3航站楼的能耗(5-12月)为49.9kW·h/m2,远小于国内高大空间建筑平均能耗。
3.3水系统智能化节能优化设计
由于中央空调系统使用设备较多,再加上功率较大,会有大量电能消耗的出现。对此,需要针对性地进行节能优化设计。针对水系统的冷冻水温度,其确定是依靠蒸发器的设定值,并且按照其接收热量,就可以确定回水实际温度。在具体的控制中,回水和冷冻水的温度差异一般在5℃内。针对性地实施节能优化设计,就需要在系统蒸发器的回水管和出水管之中安装温度变送器,并且让其能够和温度调节器、变频器等设备形成闭合的控制系统。这一系统主要是利用冷冻水泵的运行控制冷冻水的实际温度,这样就能够让其随着系统热负荷的实际变化从而出现对应的改变。如果第一台机组运行无法满足工作效率要求,就需要起动第二台机组,并且实现第一台机组的合理调节。在实际运行中,通过有效的调节,可以达到智能化与节能的实际需求。针对冷却水系统的优化处理,其原理等同于冷冻水智能化节能设计,可以满足实时情况的控制和调整,也能够达到对应的运行效果要求,最终匹配节能需求。
结语
随着社会的进步,人们生活水平的提高,中央空调系统在建筑中的使用日益普遍,其带来的能源问题也逐渐凸显,为从根本上改善当前我国能源短缺的现状,确保节能技术落实到中央空调系统中的每个环节中,是促进我国经济、社会可持续发展的重要举措。
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