提高办公楼中央空调运行效率方法浅析

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年10期   作者:栾明
[导读] 可持续发展战略要求下,提高效率减排已成为各行各业的发展目标。办公楼空调的耗能在社会总耗能中占比达到20%,
        栾明
        大庆油田有限责任公司天然气分公司生产准备大队   

        摘要:
    可持续发展战略要求下,提高效率减排已成为各行各业的发展目标。办公楼空调的耗能在社会总耗能中占比达到20%,是整个社会都需要面对的问题,无论是在国家政策及还是社会环境下,对空调系统进行提高效率改造都是必然趋势。本文通过分析办公楼中央空调系统提高效率改造的意义,结合当前现状针对其提高效率改造进行了详细的说明,有助于坚定可持续发展的路线、降低能耗,进而提升办公楼的经济效益及环保价值。

        关键词:
    中央空调  能耗  运行效率  可持续发展  方法

        正文:
    一、办公楼中央空调系统的提高效率改造的意义
        为满足现代化办公及办公室工作人员需求,办公楼的设置上不仅涵盖了电脑、打印机等办公设备会,中央空调也成为各办公场所的必需品,其耗能也自然受到各单位的重视。据统计,办公楼内中央空调的耗能占据总耗能的55%,超出一半能耗,因此提高中央空调效率极其重要。
         中央空调的研发初衷就是为了满足人民对于温度的需要,针对夏季最高温的实际情况,需要充分考虑工作环境的舒适度和对健康的影响。多数办公楼中,空气流动性差,会使高温问题加剧,工作环境受到威胁,中央空调,不仅可以有效对温度进行调节,还能更好地满足人民日常工作及生活需求,但其能耗问题也随之而来,不容忽视[1]。
    二、办公楼中央空调系统现状
         一般情况下,办公楼的建造都是采取半封闭式的结构设计,并且部分区域由于与通风口距离较远,实际的通风效果并不理想,在夏季这种状况会更加明显,这就需要安装中央空调进行温度调节,保证正常室内温度,为办公人员提供良好的工作环境,满足其使用需求[2]。
    中央空调系统的设计通常会留下一定的“余量”,即在最大负荷的基础上留有余地,保证在特殊情况下能够正常使用,一般为20%-35%。但是在实际的运行环境中,达到最大使用量的天数不过占总使用天数的3%甚至更低,耗能最多时也仅能达到70%的负,但是在系统内部,却存在与之完全相反的状况。
    以冷冻泵等部件为例,其在面对不同温度需要时不能进行自动调节,在使用时就呈现满负荷状态,这样会造成极大的能耗。实践证明,在条件允许时降低阀门使用频次和定期清理过滤器的方法实现提高效率,避免污垢堵住出水口,降低能耗。
    可持续发展的大环境下,能源在社会及国家的发展中占据的位置尤其重要,实际操作中,我们需要从中央空调的提高效率入手,不断改造相关设备及技术,积极寻求提高效率办法。
         三、办公楼中央空调系统的提高效率改造方案
         1. 冷冻水系统的改造
         一般情况下,中央空调水系统包括冷冻水和冷却水两种,二者间相互独立运行。在空调的总体耗能中,水循环系统的能耗最大,所以要进行提高效率改造就要先从水系统入手,降低能耗。
    在大多数办公楼的中央空调系统中,冷冻水系统的能耗都表现在设计扬程和流量大上,所以在改造中应重点解决这两方面的问题,通过替换部件等方法降低能耗。


    举例来说,某办公楼所应用的主机是螺杆制冷、水系统是一次泵定流量类型、风机控制需要手动且水系统不能自动控制,在日常使用中发现能耗偏大,进而开展提高效率改造活动。
    一方面,减小水系统流量及扬程。在改造中要重视不同支路的需求,通过合理的流量分配降低能耗。另一方面,替换水泵,降低功率。在大部分中央空调设计中,最开始为了满足能量需求都会使用较大功率的水泵,有关企业可以结合实际能量需求进行改造,替换部件降低功率,在满足使用的基础上节约能源。
    改造后,还应加强改造后的监测,避免因动力不足引发故障,影响正常办公。可以对水循环系统中的各支路的压力进行分析,通过压力差调控各路扬程及流量;也可以对水泵进行检验,结合系统主机的功率合理分析,避免出现“小功率、高能耗”问题。
         2. 变频调节的改造
         除了应用智能化设备及替换部件,还可以通过将变频系统与PLC信号组合在一起,形成控制中心;水循环系统应用自动调控装置,由水温和水压传感器传递PLC信号;变频系统接受信号后进行分析,进而对水泵进行调节,通过转速改善压力的原理,通过变频调节实现提高效率目标。
    结合空调系统原理,需要在楼宇的控制系统中安装变频设备,由于冷却和冷冻水系统是相互独立的,所以要安装两台设备,以保障水温及水压的有效传递。在实际应用中,若冷却水系统的出水温度与回水温度存在较大差别,就说明此时冷冻机械的热能较大,室内温度较高,应适当增加水泵转速,帮助水循环系统快速降温;反之就要减小转速,节约能源。
    该方法能够有效提升效率水平,还能在较短时间内获得提高效率回报,不仅具备较强的技术含量,还能有效降低楼宇整体耗能,进而减少能量使用,促进社会可持续发展。
3.智能化控制改造
在实际的节能改造中,还可以通过智能化的控制进行改造,利用楼宇控制及计算机原理进行数据采集及分析,进而实现控制。举例来说,湖北省某办公楼就花费大笔资金引进了一系列智能控制设备,对整体楼宇实行了智能化的监控和管理,同时,负责该楼改造的技术人员还在分、集水器间安装了传感器,以便随时监测水压差,确保安全、平稳系统运行,经检测该楼空调系统的能耗降低了20%,实际应用效果较好。尽管智能设备的应用能够有效缓解楼宇中央空调系统能耗问题,但是购置设备的资金需求很大,市场价均在几百万元以上,且安装并调试好这一系列的设备也需要较长时间,对于大部分办公楼的改造来说还需要充分考虑。与此同时,对于部分系统可以进行智能化的改造,降低资金需求。例如,可以在原有的系统中安装电能电动阀门及温度传感器,方便技术人员能够随时检验系统状态,在阀门中应用PLC信号进行控制,使其能根据温度变化进行自动调整,达到节能目标。也可以将机械按键转换为触摸控制屏幕,方便技术人员进行温度、转速调节,这样不仅能降低能耗,还能在很大程度上减轻有关工作人员的工作压力,在有限的资金使用范围内尽可能实现智能化,提高中央空调的系统运行质量及效率,延长机械使用寿命。我国当前也在不断改进智能产品,有关部门已经要求部分企业应用智能控制系统以节约能源,通常其构成为GPRS、CPU、16C550串行接口及输出输入模块,能够根据实际温差调节温度,科学设置送风量,进而保证能源的“不浪费”,应用效果较为理想,但是当前大部分企业还无法应用此类设备,还需进一步加强对技术和设备的研发,增强其适用性,全面改善我国空调能源使用现状。

?结论
         综上所述,企业要积极配合国家对提高效率减排、可持续发展的宣传,加强对环保的认识,积极进行中央空调的提高效率改造。同时,也要鼓励员工增强提高效率意识,提高能源利用率,进而获得可持续发展能力。
参考文献
         [1]王伟晗,尹守迁,常福跃,等.中央空调提高效率技术改造在大中型客运站的应用分析[J].上海提高效率,2018(12):1012-1017.
         [2]谭激.大型公共建筑中央空调提高效率设计控制策略探析[J].智能建筑与智慧城市,2018(11):44-45.
         [3]周攀,陆俞辰,卢东亮,等.中央空调提高效率途径分析研究[J].科技视界,2018(27):96-97.
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