深川變頻器中央空調系統節能措施淺析

摘要：以節能為原則，從實際工程設計出發，在空調冷負荷確定、設備選擇及水系統形式等方面分析了中央空調系統的節能措施。準確計算逐時空調冷負荷、確定冷機搭配、冷水循環泵和熱水循環泵分別設置、空調水系統采用變流量系統等都可達到減小系統能耗，提高效率的目的。
關鍵詞：空調冷負荷空調水系統壓差旁通控制 一次泵變流量系統 　　當人們意識到能源危機時，減少能源的消耗在社會生活中愈來愈重要。在公共和民用建筑中，中央空調系統的耗能約占建筑物耗能的 65 ％以上。目前，大多數樓字中央空調系統中存在很多能源浪費的情況，如因空調負荷計算不當，致使冷熱源機組容量選擇過大，形成“大馬拉小車”的狀況；系統的自控節能控制設計較為粗糙，甚至未作考慮，通常水泵運行的定流量系統對于電能的浪費是嚴重的；系統的管理不當也會造成運行成本的浪費等等。所以空調節能應該是有潛力可挖的， 以下粗略分析在中央空調系統設計中可運用的節能措施。
1 空調冷負荷的確定及冷水機組的選擇
　　設計冷負荷是選擇設備的主要依據，所以正確地計算建筑冷負荷對整個系統的設計十分重要。公共和民用建筑空調系統的負荷主要來自圍護結構傳熱 ( 包括太陽輻射 ) 和新風負荷。傳統的教科書及設計手冊中給出的空調負荷計算方法，不論是計算圍護結構的墻壁或門窗負荷，其結果均是針對某一具體房間而言，而空調系統設備容量依據的是整個建筑物的冷負荷。由于各房間朝向、位置、功能及其內部熱源等情況的不同造成的最大冷負荷出現的時間并不相同。因此建筑物冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值，而不是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加。空調系統負荷是隨室外氣象條件而變化的，一年春夏秋冬四季中負荷有很大的不同，波動很大，在全年出現峰值負荷的時間很少。有資料表明，辦公樓全年負荷的時間頻率 ( 某負荷出現時間與總時間之比 ) 如圖 1 所示：

　　從圖 1 中可以看出，全年負荷大多集中于最大負荷的 50 ％～ 70 ％之間， 而且當負荷大于總負荷的 50 ％時，一般需開冷機，其余時間可用新風抵消冷負荷。因此設計時考慮全年負荷變化對冷機及其他設備進行大小搭配選擇， 以便在室內冷負荷較小時開啟小型設備，而在冷負荷較大時再開啟大型設備，盡量避免冷機及其他設備在低負荷率的情況下運行，其單位制冷量的耗電量會增加，因此適當選擇冷機型號，保證高效率運行，也可減少系統能耗，達到節能的目的。
　　很多工程設計中主機往往選擇一樣型號的機組，雖然系統配置較簡單、控制簡便，但機組全年 60 ％以上的時間在 50 ％ -70 ％負荷狀況下運行，造成系統調節不夠靈活，負荷低峰時大馬拉小車，形成大流量小溫差，低效運行的狀況，是對能耗的極大浪費。選擇大小冷機組合，大小機組配置不同大小的冷水泵、冷卻水泵及冷卻塔，水系統設計及控制可能較為復雜；但在工程設計中，設計者不能一味追求系統配置的簡單而摒棄節能的原則。
2 水泵的選擇
　　冷水泵和冷卻水泵的容量是按建筑物最大的設計負荷選定的，水泵揚程由系統最不利環路沿程阻力和局部阻力之和確定。實際工程因系統管路復雜，阻力計算往往只是粗略計算，而考慮很高的安全系數，這樣水泵揚程選擇往往偏大， 泵揚程在 0 ． 4 ～ 0 ． 5MPa 的設計常能見到。以某辦公樓為例進行說明，圖 2 為辦公樓冷凍機房內的冷卻水系統圖。