空调系统的经济节能性研究

摘 要：城市建筑量加大，建筑中的空调系统数量也在不断增加，空调能耗占到了建筑总能耗的很大比例。本文结合社会现状，对空调系统的能源消耗现状、经济节能潜力、节能运行方案进行了分析与研究。

关键词：空调系统；能源；节能潜力；节能运行方案

室内空气调节，是为了消除空气环境的危害因素，保证人们生活、生产和科研等方面对空气环境的需要所采取的建筑设备措施[1]。随着社会经济发展和人们生活水平的提高，城市建筑量加大，人们对所处空间的舒适度要求越来越高，建筑中的空调系统数量也在不断增加，进而空调系统的能耗占到了建筑总能耗的很大比例。从能源危机来考虑，节能降耗将成为全社会关注的焦点，节能势在必行。

1 空调系统能源消耗现状

日前，统计显示近年来我国每年新建房屋面积已占到世界总量的一半。尤为重要的是，空调日益广泛、普及，空调用电占总用电量的比例在不断上升，空调及供暖占社会总能耗20%左右。据估计到2020年，空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力，这将会是一个十分惊人的数量，因而空调节能意义巨大。同时，在空调系统的设计及设备选型中均以最大负荷作为设计工况，而实际运行中空调负荷则随多种因素而变化，最小时甚至还不到设计负荷的10%，存在很大的能源浪费现象。因此，空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行，及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键[2]。

2 空调系统经济节能潜力

2.1 “大马拉小车”的现象分析

据了解，全国的许多宾馆的中央空调都存在“大马拉小车”的现象，尤其在冷却水泵上，很多宾馆本来只需要30余千瓦的水泵，却配备了近100多千瓦的水泵。经节能专家检测，三星级宾馆只需要两台18.5千瓦的水泵就可以了，在改造后节能率高达60%以上，每天可节约1300度电。专家还透露，国家有关部门已经为推行空调“能效标识”立案，逐步淘汰高能耗产品。

2.2 空调系统节能潜力

如何判断空调的节能性，首先看COP值，COP＝能力/耗电量。COP值是空调最重要的节能指标之一， COP值越大，空调的节能性越好。其次要看空调是否采用了变频技术。变频空调可根据实际需求自动调节输出量，在部分负荷时，达到更高的COP值，始终保持节能状态。例如，以COP值5.0来看，也就是说如果空调机的输出功率为2.5千瓦，那么其相应需要输入的电量仅为0.495千瓦。折合成相应的用电量来看，一匹功率的空调机使用一个小时的耗电量约为半度电不到，显然是非常节能的。

因房制宜选空调也是中央空调发挥节能潜力的一个重要因素，“三分产品质量，七分设计安装”。据悉，能够节能10%～20%的住宅中央空调将进一步被推广到住宅中使用。在选择户式中央空调时，不但要看其技术是否成熟、产品质量是否稳定，而且要重视其方案设计和安装水平。同一套住宅，可制定不同的空调方案，而不同方案的特点、效果和价格等相差较大。因此，在选择户式中央空调时，要充分考虑自身和家人的年龄、喜好、生活习惯和收入状况等，还要结合房间的大小、层高、功能和装修风格等因素，选择最适合自己家庭的空调方案。

此外，还要根据层高选择空调，“VRV，MRV……”，如今市场上的户式中央空调品种繁多，让人眼花缭乱。其实，按照输送介质的不同，目前户式中央空调可分为风管系统、冷热水系统和制冷剂系统三大类，它们各有优势和不足，适合不同的房型和需求。风管系统以空气为输送介质，最大的优势是易引入新风系统；但是不能对各个房间分别调控，节能性相对较差。冷热水系统可以对每个空调房间进行单独调控，满足各个房间不同的空调需求，节能性和舒适性较好；但是这种系统一般难于引入新风，而且水管易漏水、维护保养成本高。制冷剂系统，也称多联式空调系统，使用该系统的每个房间均可单独控制，先进的变频技术更保证了空调的节能性和舒适性。因此，综合考虑节能、舒适、健康、美观等因素，变频多联式空调的优势最为明显，但在三种类型中，价格也最高。

3 空调系统节能运行方案

3.1 合理正确的选择系统

在空调系统设计之初选定空调方案时，即应将节能作为重要依据之一。

1）采用冰蓄冷系统：利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用又可节能。

2）采用变风量系统减少空气输送系统的能耗：该系统可以使空调系统输送的风量在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移，从而减少系统的总设计风量。这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费用的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。有资料显示，采用变风量系统可节省能源达到30%，并可同时提高环境的舒适性。

3）利用能量回收系统节能：在室内外温差较大的情况下，可在系统中增设热回收系统，可得到较为明显的节能效果。

4）根据国家能源政策、能耗指标和当地能源条件合理选择冷热源：如采用太阳能，土壤，地下水等冷热源，系统节能的效果非常显著。

3.2 空调系统设计中的设备节能选配方案

1）离心式冷水机组的选择：利用电作为动力源，氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷，蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体，经水冷冷凝器冷凝后变成液体，经膨胀阀节流进入蒸发器再循环，从而制取7℃～12℃冷冻水供空调末端空气调节[3]。

2）末端设备：即风机盘管机组在设计中一定注意选用重量轻、单位风机功率供冷（热）量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。

3）水系统节能：除了重视水系统设计，认真进行水系统各环路的设计，并采取相应措施保证各环路水力平衡外，采用变频调速水泵进行变流量运行，或采用冬、夏两用双速水泵是两种较为有效的节能措施。

3.3 系统运行过程中的节能

选用合理的计量方法，来加强系统的运行管理；参数设定要合理；中央空调系统的维护是关键，应该培养高技术专业人才进行系统的日常维护，只有方法正确了，才能节约电能，节约能源；节能计量监测与管理工作中，采用一定的计量方法加强中央空调的管理，加强对空调操作人员的培训，要懂得根据室外参数的变化进行调节，要懂得怎样调节才会节能；通过控制设备进行调节控制。

3.4 利用建筑构造实现节能

在条件允许的情况下，可在制定建筑方案阶段让暖通专业人员参与，保证在不对建筑方案造成较大影响的前提下，在建筑构造方面充分体现节能的要求[4]。合理确定窗墙比；提高门窗的气密性；使用环保、节能型建筑材料；采用节能屋面，如高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面等；选用水源热泵空调系统，由于水源热泵COP比值较大，决定了建筑物供热，空调运行费用较低，据已运行的使用单位初步统计，冬季用于采暖的运行费用为10～14元/m2，夏季用于空调的运行费用为8～10元/m2。

4 结语

空调系统经济节能性分析过程中，设计方案的选择直接影响到空调系统的节能效果。不论是大型商用空调还是户式中央空调，合理的安装设计，杜绝“大马拉小车”现象，这样更能将中央空调节能发挥得更全面，做好中央空调的节能，可以缓解电荒危机，使我们的生活更健康舒适。

参考文献：

[1] 苏德权.通风与空气调节[M].哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社，2002.

[2] 蒋宗发.浅谈建筑节能中的空调系统节能[J].科技资讯, 2008（30）.

[3] 郑贤德.制冷原理与设备.北京：机械工业出版社，2000.

[4] 龚明启.浅谈中央空调节能问题及对策[J].山西建筑,2005（4）.