贾婷
陕西晨光建筑设计研究有限公司 710075
摘 要：注重大型建筑中央空调系统的节能改造，不仅是现代空调技术发展的趋势，也是目前人们对于建筑建设节能减排的重要需求，更是我国绿色建筑发展的重要路径。本文基于此背景，结合相关案例分析，重点探讨某大型公共建筑中央空调系统节能改造设计的技术要点，以供相关人员参考。
关键词：大型公共建筑；中央空调系统；节能改造设计
前 言：
虽则城市化建设的步伐不断加快，能源消耗量控制成为现代建筑工程发展速度阻碍重要因素。现阶段在城市建筑设计中，尤其是一些大型建筑，其中央空调能耗占比已经达到40%-60%以上，而考虑到用户本身的节能观念不足和能源利用率不高等问题，要想在整体上提升中央空调的节能水平，就需要考虑到有效的技术措施和管理措施的应用，在减少中央空调系统能源消耗基础上，提升空调对能源利用的效率，促进绿色建筑建设的快速发展。
1、建筑背景
该工程建筑是集各种综合性服务为一体的现代商贸综合体，占地面积为12498m2，建筑总面积为92315.41m2，总高度为99.85m，共设计为32层，其中地下两层和地上一到四层是公共建筑区域，该区域总面积为39650.5m2，地下两层建筑面积为18810.9m2，均设计为地下车库，层高分别为5.1m和3.6m，地上一层为5.2层高，设计为超市区域；二三层为综合商业区，层高为5.2m和4.7m，四层为餐饮区，层高为4.7m，其具体的建筑模型如图1所示。
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图1：该建筑平面图与立面图模型
2、建筑中央空调系统各项指标参数
中央空调系统工作原理图如图2所示。
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图2：建筑中央空调系统工作原理图示
2.1室外设计参数
室外环境是建筑能耗影响的重要因素和指标，因此在对空调系统设计期间，需要对建筑所在的地理环境进行充分考虑，结合相关设计手册，该区域的室外各项环境参数如表1所示。
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3、建筑能耗分析
结合上述数据的测量与分析，可以结合下面计算方法来得到相关的参数值，其中设备的能耗主要是结合电流和电压的测量值所计算获取的。计算公式为（1）
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其中P表示设备的功率，单位为kW，U表示交流电压，单位为A，I表示交流电流，单位为A，表示功率因数[1]。因此在该建筑中制冷机和冷却塔的冷量可由公式（2）计算。
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公式中表示冷冻水的流量，单位为m3/h；表示水密度，单位为1000kg/3；表示水比热容，单位为4.18KJ/（kg·K）；表示冷冻水回水温度，单位为°C；表示冷冻水的供水温度，单位为°C。这时制冷机组的COP计算公式为（3）
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其中表示制冷机的制冷量，单位为kW，表示制冷机的输入功率，单位为KW。这时可计算出水泵的效率[2]。如公式（4）所示。
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其中的g为重力加速度，单位为m/s2；为水的密度，单位为1000kg/3；Q表示水泵流量，单位为m3/h；H表示水泵的扬程，单位为m；N表示水泵的轴功率，单位为W。这时可计算出风机的效率，如公式（5）所示。
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该公式中，Q表示风机风量，单位为m3/h；P表示风机压头，单位为Pa；N表示风机轴功率，单位为W[3]。进而可计算出冷却塔的能效比，由以下公式计算。
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该公式中，表示水的比热容，单位为4.18KJ/（kg·K）；表示水的密度，单位为1000kg/3；表示冷冻水回水温度，单位为°C；表示冷冻水的供水温度，单位为°C；表示冷却水流量，单位为m3/h。
结合上述公式分析和对该建筑分析，该建筑用电情况呈现出季节性的特点，其中6-9月份为用电高峰期，8月份用电量最大，并且在3月份和11月份耗电量要明显低于各个月的平均耗电量。在相关统计分析得知，该建筑中主要的好点设备包含动力装置、照明系统、空调系统和供暖系统。而建筑中的动力装置和照明系统在各个季节中的运行状况差异并不大，因此空调和供暖系统的启动和停止是产生建筑耗电量变化的重要因素，结合上述公式计算，该建筑全年单位建筑面积耗电量为243.15（kW·h）/m3。
4、建筑空调系统能耗优化措施
结合上述分析，需要在各个方面加强系统的节能设计。
（1）送风系统。在该空调总装机的功率中，其送风机的装机功率为25%，并且风量体系和风机功率呈现的是正比例关系，送风系统的体积流量要高于送水系统，因此送风系统的压损就要低于送水系统[4]。而对于该建筑内部的调查中，在风管相同的情况下风机功率和送风量的三次方呈现正比形式，因此可以推断出和减少送风量就可减少实际的风机能源消耗。
（2）水系统的智能化节能优化设计。在该建筑中，中央空调所使用的设备相对较多，加上功率大，自然也就会发生能耗过量的问题。根据上述分析可知，针对于水系统的冷冻水温度控制可减少中央空调的能耗。该建筑中回水和冷冻水的温度差为5°C以内，一次你需要在系统蒸发器中的回水管与出水管之间安装温度变送器，将其与温度调节器和变频器等设备形成闭合的控制系统，以此来利用冷冻水泵来控制冷冻室的实际温度，从而使其能够随着系统热负荷的实际变化来做出有效降低能耗的目标。
结 语：
综上所述，本文基于工程实例分析来对大型公共建筑中央空调的节能改造设计进行分析和研究，希望能够为相关工程的建设提供出一些有效的建议和依据，实现绿色建筑工程建设目标。
参考文献：
[1]赵锐.某公共建筑中央空调系统节能改造诊断技术研究[J].中国建材科技,2020(1).
[2]孙莉.大型公共建筑中央空调系统节能改造设计[J].工程技术研究,2020,005(007):P.214-215.
[3]王磊.中央空调系统能耗和安装技术关系分析[J].经济与社会发展研究,2019(2):0194-0194.
[4]倪晓晨.中央空调水系统节能的优化研究[D].西安工程大学,2019.