改变设计思路 实现空调系统节能

    对于商业建筑而言，中央空调系统能耗约占建筑总能耗一半。实现中央空调的节能对于实现节能降耗的目标具有非常现实的意义。

    中小型商业建筑的空调系统主要包括风冷热泵主机、水泵、室内风盘及新风机等几大类型设备。对于常规中央空调系统来说，这些设备采用独立控制的方法，由主机提供固定出水温度的供水（一般夏季为7℃，冬季为45℃），然后由水泵采用定速输送。一旦供水量超过需求，压差式旁通阀会逐步开启降低室内供水量。风盘通过温控器调节室内温度，以满足室内控温的要求。方法虽简单却不节能，每个设备的运行工况变化都直接影响其他设备的能耗变化，三者相互关联。因此，将整个空调系统集中管控，方能实现系统节能和室内舒适性控制的需求。

    空调系统一般按照满负荷工况设计，但其长年工作于部分负荷状态，仅有少部分时间达到满负荷，在评价系统能耗时必须充分考虑系统部分负荷运行的能耗状况。因此，提高系统部分负荷的能效指标对于整个空调系统的节能更具现实意义。室内空调系统负荷主要由两方面构成：室内基本负荷和新风负荷。基本上，新风负荷占到整个空调负荷三成左右。空调系统的能耗主要由三部分构成，包括空调主机能耗、水泵能耗和风盘（新风机）能耗。

    目前，评价空调系统的运行效率通常采用某段时间内提供总冷量除以系统总耗能的计算方法。

    笔者以不久前接触到的上海某办公楼项目为例。根据空调系统的历史运行数据观测与分析，笔者发现该系统存在以下问题：系统缺乏统一管理，主机和水泵无法根据风盘的需求响应，运行效率低下；室外主机并联运行，存在混水问题，主机相互竞争无法运行；水泵始终运行于工频，部分负荷时水泵效率低下；主机提供固定温度供水，过渡季节造成道浠蚬热，既浪费能源又影响舒适性；采用定风量新风，经常提供超量新风，系统排风冷量无法回收，造成较大的浪费；分散的管理造成浪费；主机综合能效较低。

    为配合节能改造，项目对空调低持匦轮贫了改造计划，改造后的系统包括5台热泵主机、1台变流量水力模块、36台风盘和2台新风机。所有的控制通过通讯线连接与系统控制器构成整体系统。

    在系统节能控制方面，改造方案通过系统控制器统计室内风盘群的需求，使主机和水泵准确响应室内负荷需求。在过渡季，系统采用两种方法调整负载：一是通过调整水温设定达到室外主机变出水温度的目标；二是根据室内负荷需求百分比，采用变流量技术，改变进入室内风盘水量，进而改变风盘的供冷量以适应变动负荷ㄇ蟆

    在水系统改造方面，系统采用变频水泵配合变压差控制的旁通阀，每台主机并联水路加装开关型的电磁阀。当该支路主机停机时，系统关闭该支路以减少系统流量，解决混水问题。

    在新风系统改造方面，改造方案更换成带热回收型的新风机，还可监控室内二氧化碳浓度以及室内风盘的开停率，控制新风机的换气量。

    在系统运营管理方面，改造方案通过集中管理，可通过单一界面对整个系统进行管控，设定全系统运行日程表，达到减少浪费的目的。

    通过基于系统方案的综合节能改4，系统运行得到了极大的优化。其节能主要体现在三方面：一是系统管控节能。系统化的控制手段通过系统控制器集中管理，减少了系统能量的浪费，降低建筑的能量消耗。二是系统协调配合节能。通过系统控制器统一协调各个子系统的运行以适应变负荷工况，系统通过变流量、变水温等4段来提高部分负荷时能源的使用效率，进而达到节能目的。三是新技术节能，通过引入高效机组和热回收等技术得以实现。

    系统控制器通过主动修改主机出水温度，在满足各工况室内环境舒适度4前提下，实现大幅节能。当前，国标在考核主机效率时通常采用定出水温度的方式，并不适合系统控制的变流量冷热水系统。因此针对该类型系统，笔者建议重新探讨新的标准。