節(jié)能服務(wù)公司紛紛實(shí)施中央空調(diào)節(jié)能 實(shí)測(cè)效果顯著

近期，多家節(jié)能服務(wù)公司實(shí)施了中央空調(diào)節(jié)能，為酒店、醫(yī)院、車(chē)站、政府機(jī)構(gòu)等用戶進(jìn)行節(jié)能，實(shí)測(cè)效果非常顯著。這些節(jié)能服務(wù)公司大部分采取了最新的“中央空調(diào)及循環(huán)水智能控制”技術(shù)。

【中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀】

建筑能耗是一個(gè)國(guó)家總能耗的重要組成部分，約占全國(guó)總能耗的25%，其中建筑空調(diào)、采暖的能耗占全國(guó)的10%~15%。特別是公用建筑，其耗能約占建筑能耗的50%，且由于其公用性質(zhì)，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，其能耗成本比較敏感，在提倡節(jié)能減排的今天，中央空調(diào)的節(jié)能問(wèn)題日益受到重視。本文介紹節(jié)能服務(wù)公司在實(shí)施中央空調(diào)節(jié)能時(shí)需要考慮的因素。在公用建筑中，由于季節(jié)的變化，室內(nèi)較熱或者較冷，為了給人們提供較為舒適的環(huán)境，需要使用中央空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑的大量興建，公用建筑規(guī)模逐漸增大，中央空調(diào)的能耗也越來(lái)越大，不得不考慮節(jié)能問(wèn)題。

在建筑的能耗中，中央空調(diào)占據(jù)一個(gè)非常重要的位置，能耗數(shù)量十分可觀，以下是某公用建筑的能源消費(fèi)構(gòu)成：

由上圖可見(jiàn)中央空調(diào)在公用建筑中幾乎占據(jù)了一半的能源。其主要原因是中央空調(diào)涉及的室內(nèi)空氣的體積龐大，調(diào)節(jié)空氣的溫度所需的能源就比較多。

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，以及全球變暖的趨勢(shì)、惡劣天氣的增多，對(duì)中央空調(diào)的運(yùn)行需求將會(huì)增加。但另一方面，中央空調(diào)的能耗較大，且能源價(jià)格有上升趨勢(shì)，使得業(yè)主的運(yùn)行成本有逐年上升的趨勢(shì)。這兩者形成了一對(duì)矛盾，如何在保證舒適度和不降低服務(wù)品質(zhì)的條件下降低中央空調(diào)的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，確實(shí)是一個(gè)非常有價(jià)值的問(wèn)題。并且中央空調(diào)分布范圍極廣，在城市化進(jìn)程飛速進(jìn)行的時(shí)代，探索中央空調(diào)的節(jié)能措施，珍惜能源，減少排放，不僅能夠?yàn)闃I(yè)主帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)于節(jié)能服務(wù)公司的發(fā)展和整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步將會(huì)有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

中央空調(diào)一般由制冷機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、新風(fēng)機(jī)、溫控器等組成。中央空調(diào)的功能簡(jiǎn)單表示如下：

上圖是中央空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)原理，中央空調(diào)可以用于制冷或者制熱，但在某些地區(qū)可能只用于制冷，為了表述方便，我們統(tǒng)一稱為“制冷”，并且以制冷為代表進(jìn)行節(jié)能的分析。

在制冷時(shí)，室內(nèi)的空氣通過(guò)循環(huán)流動(dòng)，將熱量交換給風(fēng)機(jī)盤(pán)管，并通過(guò)冷凍水泵攜帶到制冷機(jī)，制冷機(jī)再搬運(yùn)熱量，并傳遞到冷卻水中，由冷卻水泵攜帶到冷卻塔，熱量再通過(guò)冷卻塔的散熱作用傳遞到大氣中去。

由于制冷作用，室內(nèi)熱量減少，變得涼爽；同時(shí)，自然界的熱量又會(huì)通過(guò)建筑外墻傳導(dǎo)、門(mén)和窗的輻射和對(duì)流等方式進(jìn)入室內(nèi)，最終進(jìn)入室內(nèi)的熱量與室內(nèi)自身產(chǎn)生的熱量相加，稱為熱負(fù)荷。制冷系統(tǒng)帶走的熱量與熱負(fù)荷之間達(dá)到平衡，室內(nèi)溫度維持恒定。

可見(jiàn)，中央空調(diào)的主要作用就是要抵消這些“熱負(fù)荷”，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就需要機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗能源。在中央空調(diào)的全部組成結(jié)構(gòu)當(dāng)中，各個(gè)部件分別耗費(fèi)了一定的能源，具有一定的比例。以某公用建筑為例，中央空調(diào)各個(gè)部分消耗能源的比例如下：

由于設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有充分考慮節(jié)能、使用時(shí)沒(méi)有引起重視、調(diào)節(jié)難度大、調(diào)節(jié)不及時(shí)等原因，中央空調(diào)在使用中經(jīng)常存在能耗較高的問(wèn)題，具體表現(xiàn)在：

（1）、“熱負(fù)荷”未得到有效限制，導(dǎo)致工作負(fù)擔(dān)重

由于建筑的封閉性能、隔熱性能、管理方面的原因等，造成了環(huán)境中的熱量能夠大量進(jìn)入建筑內(nèi)部，使得“熱負(fù)荷”增大，空調(diào)的負(fù)荷較重。另外，對(duì)于季節(jié)、氣候、時(shí)段、人員數(shù)量等變量沒(méi)有充分引起重視，粗放式供應(yīng)，在較多的時(shí)間里出現(xiàn)了過(guò)度供應(yīng)，使得工作負(fù)擔(dān)加重，能耗過(guò)大。

（2）、制冷機(jī)效率不夠高，能耗代價(jià)大

由于設(shè)計(jì)問(wèn)題、匹配問(wèn)題、維護(hù)問(wèn)題等原因，使得制冷機(jī)的效率受到限制，同等能耗條件下制冷量下降，或者相同制冷量的條件下能耗上升，都會(huì)造成不必要的能源消耗。

（3）、循環(huán)輸配系統(tǒng)失調(diào)，導(dǎo)致效果差且消耗能源較多

循環(huán)輸配系統(tǒng)包括水泵、風(fēng)機(jī)、冷卻塔、盤(pán)管等，對(duì)于及時(shí)傳遞熱量具有關(guān)鍵作用，當(dāng)循環(huán)輸配系統(tǒng)失調(diào)時(shí)，導(dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題：傳熱不暢和循環(huán)量不匹配，最終的結(jié)果是循環(huán)輸配系統(tǒng)的能耗過(guò)高，并且引起制冷主機(jī)效率的下降，造成浪費(fèi)。由于上述原因，通常的中央空調(diào)系統(tǒng)一般都具有節(jié)能優(yōu)化的空間，但是不同的中央空調(diào)的問(wèn)題完全不同，都需要單獨(dú)調(diào)查、對(duì)癥下藥。我們?cè)賹?duì)中央空調(diào)的節(jié)能要點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，并采用科技手段，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能。

【中央空調(diào)節(jié)能方法】

中央空調(diào)系統(tǒng)最基本的目標(biāo)是滿足制冷的需要，為了滿足這一目標(biāo)，需要消耗能源作為代價(jià)。當(dāng)我們考慮中央空調(diào)的節(jié)能時(shí)，就應(yīng)該把制冷目標(biāo)和能源成本結(jié)合起來(lái)考慮，在保證用戶感受的同時(shí)，盡量降低能源成本。

為了分析中央空調(diào)系統(tǒng)在能源使用方面是否可以繼續(xù)改進(jìn)，我們不妨將中央空調(diào)各部分進(jìn)行分解，從末端送風(fēng)，一直到冷卻塔，進(jìn)行一個(gè)流程化的處理，并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)單獨(dú)進(jìn)行討論：

（1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)：冷凍水循環(huán)系統(tǒng)是為風(fēng)機(jī)盤(pán)管輸送合格的冷水，一般冷水出水溫度為7℃，而回水溫度是一個(gè)變化量。冷凍水的出水、回水溫差是關(guān)鍵變量，合理的溫差不僅能降低冷凍水泵的能耗，還能降低壓縮機(jī)的能耗。一般的冷凍水不具備智能調(diào)節(jié)，沒(méi)有根據(jù)季節(jié)變化調(diào)節(jié)供水量、水溫、溫差等特征參數(shù)，不能保證最佳的運(yùn)行效率。我們可以在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)上增加智能控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境溫度、濕度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)行溫度壓力的最優(yōu)控制。通過(guò)對(duì)用戶日常運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)分析,智能系統(tǒng)對(duì)冷凍水泵進(jìn)行控制,在保證用戶正常需求長(zhǎng)期運(yùn)行的前提下，且使冷凍水溫度和壓力一直處于一個(gè)最佳的范圍，減少冷凍水溫度壓力的不必要損耗，從而減少冷凍水泵的能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：冷卻水系統(tǒng)是將系統(tǒng)的熱量搬運(yùn)到冷卻塔的必要環(huán)節(jié)，冷卻水的進(jìn)、回溫度和溫差將明顯影響壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。一般地，當(dāng)散熱效果較好時(shí)，冷卻水溫度較低，壓縮機(jī)的能耗將下降。一般的的冷卻水是一種粗放式的運(yùn)行，實(shí)際揚(yáng)程與水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程相差較大，不在最佳效率區(qū)間運(yùn)行。同時(shí)，水溫、溫差、流量等參數(shù)都沒(méi)有進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，存在明顯的節(jié)能空間。冷卻水系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)和冷卻水泵的能耗影響較大，因此我們對(duì)冷卻水泵增加智能控制系統(tǒng)，進(jìn)行最佳溫度控制，通過(guò)對(duì)相關(guān)信號(hào)的讀取,對(duì)冷卻水泵進(jìn)行控制,使冷卻水溫度隨外界環(huán)境改變而自行調(diào)節(jié)，一直處于一個(gè)最佳的狀態(tài),從而保證主機(jī)最大COP和空調(diào)整體的最大效率。

（3）末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管：末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管是空間的熱量與制冷系統(tǒng)進(jìn)行交換的部位，將直接決定本系統(tǒng)的熱負(fù)荷。而一般的末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管是閉環(huán)運(yùn)行，其運(yùn)行方式與運(yùn)行情況已達(dá)到合理控制，所以不對(duì)末端風(fēng)機(jī)作進(jìn)一步探討。

（4）壓縮機(jī)：本系統(tǒng)的壓縮機(jī)缺乏智能控制系統(tǒng)，采用壓縮機(jī)自身的調(diào)節(jié)功能很難達(dá)到理想的制冷效果，應(yīng)通過(guò)確保冷凍水、冷卻水的合理溫度來(lái)確保壓縮機(jī)的效果。一般而言，合理的冷凍水溫度和冷卻水溫度都將降低壓縮機(jī)的能耗。同時(shí)，也可采用了螺桿制冷機(jī)節(jié)電王對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行綜合性控制，在不同天氣、不同時(shí)段提供不同的冷凍水溫度，壓縮機(jī)處于不同的狀態(tài)運(yùn)行，從而降低壓縮機(jī)的實(shí)際負(fù)荷，提高壓縮機(jī)的能效比。

針對(duì)一般的情況，我們提出以下解決方案，對(duì)目前中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，以期達(dá)到最佳的節(jié)能效果，具體改造情況如下：

對(duì)目前運(yùn)行的螺桿制冷機(jī)增加“壓縮機(jī)節(jié)電王”，以對(duì)目前處于較低能效等級(jí)運(yùn)行的制冷壓縮進(jìn)行智能控制，提高壓縮機(jī)運(yùn)行效率。

對(duì)目前運(yùn)行的冷凍、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)增加北京時(shí)代科儀“循環(huán)水智能控制系統(tǒng)”，雖然目前冷凍、冷卻水循環(huán)部分已經(jīng)做了恒壓控制，但是目前冷凍水溫差只有1℃，冷凍水利用率較低，該循環(huán)部分存在節(jié)能空間，通過(guò)時(shí)代科儀循環(huán)水智能控制系統(tǒng)根據(jù)外界實(shí)際環(huán)境狀況確定目前制冷壓縮機(jī)冷凍水設(shè)定溫度，并在顯示屏上做出提示，實(shí)際操作人員可以根據(jù)該情況設(shè)定制冷壓縮機(jī)水溫，同時(shí)只能控制系統(tǒng)會(huì)合理控制冷凍水回水溫度和冷卻水溫度在最佳值范圍，以保證制冷量充分合理的利用。

綜上所述，節(jié)能服務(wù)公司主要針對(duì)冷凍水、冷卻水和制冷壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)和控制進(jìn)行改進(jìn)，建議增加相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行節(jié)能。

【投資回報(bào)分析】

對(duì)于任何節(jié)能工程而言，投資回報(bào)應(yīng)在合理的范圍，投資過(guò)小則不能發(fā)揮節(jié)能空間，投資過(guò)大則資金效益較低。本方案中推薦的設(shè)備已經(jīng)是在充分發(fā)揮節(jié)能空間的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果，找到了降低能耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所用的設(shè)備是相對(duì)較小的，但具有“四兩撥千斤”的效果，投資回報(bào)應(yīng)較佳。

【節(jié)能效果測(cè)算】

設(shè)備安裝運(yùn)行正常之后，采取旁路運(yùn)行一定小時(shí)數(shù)，并計(jì)算能耗基數(shù)，能耗基數(shù)為平均每小時(shí)耗電量。

采取節(jié)能運(yùn)行一定小時(shí)數(shù)，并計(jì)算節(jié)能運(yùn)行時(shí)平均每小時(shí)耗電量。

節(jié)電量定義為上述兩者耗電量之差：    

每小時(shí)節(jié)電量=旁路時(shí)平均每小時(shí)耗電量-節(jié)電時(shí)平均每小時(shí)耗電量；

節(jié)電率=(每小時(shí)節(jié)電量/旁路時(shí)平均每小時(shí)耗電量)×100% 。