关于商业场所中央空调的设计及节能维护问题探讨

发布时间：2020-06-08

　　【摘要】伴随人们生活水平的不断提升，中央空调在一些商业场所或中大型办公场所中应用越来越广泛，应用中央空调为广大民众构建舒适的工作生活环境，成为保障生活质量的选择。但中央空调应用过程中普遍存在能耗高的问题，做好设计与节能维护工作非常重要。本文结合笔者的研究实践，对商业场所中央空调的设计与节能维护措施进行探讨，以供参考。

　　【关键词】商业场所;中央空调;设计;节能维护

　　当前，中央空调已经成为各大商场、办公室中非常常见的设备，用以保障人们的生活工作质量，但中央空调机系统占据整个建筑能耗的重大比例，成为耗能大户，不符合当下广泛提倡的节能减排价值观，因此对中央空调应用能耗大的问题展开思考与探究，具有非常重要的意义。目前设计中央空调系统的过程多以负荷估算法为主，也就是根据最大负荷需求进行设计，但由于中间环节无法调节系统流量，也难以控制好系统高能源问题，必须对其开展节能改造工作，优化系统的设计环节，预防耗能过高的问题，提高中央空调的使用效益。

　　1.中央空调的设计

　　1.1设计风机水泵变频节能

　　设计中央空调风机水泵变频节能时，设计人员要拟定合理的冷冻循环水系统控制方案，将水温差控制为4.5℃~5℃范围，通过控制好冷冻进出水的温度、压力和温差参数，来达到节能的目的[1]。此外还要拟定冷却水系统控制的方案，有效控制冷却水系统运行的相关参数，确保其进出水温同样在4.5℃~5℃范围，改造冷却塔散热系统。如果主机冷却水进入冷却塔，鉴于冷却塔风机的作用将冷却水热量向外散发，达到降低冷却水温的目标。随后吸收进入空调主机冷却器的热量，通过冷却塔环境传感器检测冷却塔中的温度与湿度，以冷却塔控制柜PLC对温差进行控制，比较其与设定的值，自动对冷却塔风机运行频率作调整工作，才能使冷却水出水的温度和设定值规定范围要求相符合。在实践操作中，设计人员一般会设置28℃的冷却塔出水温度值。

　　1.2选择水泵和设计水系统

　　变流量空调水系统应用的调节方案主要包括四种，如变通调节法、节流调节法、一次泵变流速调节法和二次泵系统调节法[2]。进行调节过程中，工作人员要控制好安装在供水总管上的阀门，最终控制好系统的能量。应用变通调节法时，主要是在水管上进行旁通设置，利用供水回水压差进行调节。实际设计操作中，还需以具体情况来确定，选出最适合应用的设计方案，尤其要求要优选水泵，确保水系统达到最佳的运行状态。

　　1.3设计电路

　　中央空调水泵控制柜包括手动按钮、自动按钮和停止按钮，电气化水泵自动控制柜能够自动化收集环境温度、水流量等等，节能效果较好。应用在实际设计中，设计人员通过中央空调变频与工频系统作互锁改造，从而达到提升电气自动化水平和节能的目的。

　　1.4设备控制的设计

　　之前我国很多商场应用的中央空调采用的节能控制都是PID控制，属于传统的方法，尽管相应较快，操作方法也很简单，但因空调运行参数不确定性大，PID控制方法难以达到预设的控制效果，所以必须对其进行改造。设计人员要结合PID控制和PLC、变频器等，从而达到控制空调系统水泵、风机系统模糊PID的效果，这是对传统PID控制方法缺陷的弥补。

　　1.5温湿度方面的控制与节能

　　对中央空调温湿度的节能设计，要分季节设计，比如夏季室内的空气湿度需增强到70%左右，那么进行控制节能改造后，夏季室内空气温度设计上升，那么其初始投资额与运营的成本则需下降7%左右，于是热负荷减少，获得较好的节能效果。

　　1.6新风比可调

　　冬夏季节是商场应用空调较为频繁的季节，在频繁应用空调季节来临后，商场通常会装设二氧化碳浓度检测器实时监测商场室内二氧化碳的浓度，如果室内的人员密度比标准情况有明显减少，那么显示的二氧化碳浓度检测值将明显下降，这时的空调机组新风阀门就能自动调整，减少推向商场室内的新风量，而排风机也将同时调整和运行，变频为减小排风量的设置，以减少空调末端运行能耗[3]。如果处在春秋季节，那么商场就可以利用室外新风，缩短制冷机开启的时间，达到节能效果。具体在设计时，设计人员要结合空调送风量的情况，通常以80%~100%范围内的控制标准对空调机组新风井面积作设计。

　　1.7空调系统，热冷能回收

　　首先是回收排气热，设计人员可设计安装回收装置，如热交换器、板式热交换器、旋转总热交换机器、热介质换热器、热管换热器等，回收中央空调的排气能量，确保排气热循环得以利用，在预冷或预热中都能享用新鲜空气，利用排气热回收有助于减少新鲜空间负荷。其次是回收制冷机组冷凝热，主要采用热回收设备的不同系统结合，如生活热消耗系统和冷媒压缩系统，进入热交换器后在另一边冷却制剂时温度较高，进行合理化设计后提供热量给水箱保温，以满足正常的需求。最后是利用好可再生能源及低品位能源，鉴于当前中央空调应用的普及，各种不可再生能源增加，环境和资源承受的负担增大，所以必须大力应用可再生能源，如地热能泵和太阳能，将其作为空调机系统的供应能源，以达到良好的节能效果。

　　2.关于改进中央空调节能技术应用的思考

　　2.1国家相关部门和企业应积极提供技术上的支持

　　当前市面上应用的中央空调节能水平的提高还需要进一步加大力度，这些都离不开国家相关科研技术部门和企业的支持，在制定完善的中央空调节能标准和法律法规的基础上，加大节能技术研发和应用的力度，以激励体制鼓励相关企业在实践中发展和改进各项环保技术，而国家也要为此出台各种节能对策，树立为节能工作研发优秀研究成果企业的榜样，提供更多的优惠，在社会上及市场上形成一种倡导节能环保，应用可靠技术的风尚，促进具备节能环保技术中央空调的普及应用。

　　2.2进一步开发和使用新能源

　　纵观当前不可再生能源消耗量过大的现实，人们应更注重应用再生的清洁能源，多利用风能、太阳能作为发电的能源，由此带动中央空调系统的运行，以促进节能工作和环保工作更顺利开展。

　　2.3积极学习、借鉴和引入国外先进节能技术

　　工作人员在研发中央空调节能技术过程中，要加强对国外发达国家应用的先进节能技术的重视，结合我国的实情，参考选择更适合的新型节能材料与设备，应用在中央空调节能设计中，在节能环保的基础上提高能源使用效率，以获得更大的社会效益。

　　3.空调系统节能维护措施研究

　　3.1做好日常养护工作，避免被油污灰尘污染

　　工作人员要做好商场中央空调设备的养护工作，保持设备、阀门、管道的清洁，预防明显的锈蚀问题。还要预防压缩机油路因堵塞而导致油温升高而增加排气温度与冷凝压力，达到降低能耗的目的。对空调系统的应用也要注意污染的问题，预防新风的污染物附着在过滤芯上而影响新风量减少和空气质量降低的情况。要确保机组处于最好的运行状态，工作人员需定期对新风过滤器进行清洗和更换，如果空调安装周边环境不好，则更要避免各种灰尘颗粒污染。

　　3.2做好水系统结垢腐蚀的预防工作

　　中央空调运行时，如果存在水质问题，那么就会引发水垢腐蚀的后果，在形成青苔的情况下破坏制冷系统运行稳定性，增加能耗，还会加速冷却系统的腐蚀进程。所以工作人员要重视这方面的维护工作，如通过化学清洗或溢流排污的方法进行处理，此外还要对其进行定期维护，控制形成结垢的厚度，确保系统换热效率的稳定性，避免能耗增加。

　　4.结束语

　　综上所述，要达到当前所提倡的节能理念实施目标，对商场中央空调系统必须做好节能改造，充分利用节能技术进行改造设计，才能最大程度降低能耗，促进我国能源利用的可持续发展。——论文作者：周正友

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