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【摘要】文章首先对中央空调系统的节能进行了分析评价，其次就商业建筑中央空调系统的节能途径进行了探讨，最后就节能中还需要进一步完善和解决的一些问题进行了分析。
【关键词】商业建筑；中央空调；节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，商业建筑大量兴建。而空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50%～60%。而中央空调用电量占城市总用电量的30%左右，给城市电力带来极大压力，因此研究商业建筑中央空调，降低空调能耗刻不容缓。
1中央空调系统节能评价
通常供给中央空调系统的能量由热源和冷源、经水系统传递给风系统，再由风系统将能量传递给被调节的房间，以达到所要求的室内温、湿度参数。能量有效利用的评价指数可由单位能耗指数、空调耗能系数（CEC）来评定。
1.1建筑物热特性评价指数
建筑物围护结构的保温性能直接决定了空调房间的冷（热）负荷，若要节约中央空调系统的能耗，就必须改善围护结构的保温性能。现在许多国家提出了各种改善建筑保温性能的措施，并规定了围护结构最大传热系数。一些国家采用限制年负荷系数（PAL）
1.2空调耗能系数（CEC）
由（2）可知，CEC即为全年系统冷、热源耗能量与全年系统泵与风机耗能量之和，除以全年系统供热负荷、供冷负荷、新风冷负荷、新风热负荷之和。当采取节能措施，降低系统能耗时，CEC的值可判断中央空调系统的节能性。对不同规模（大、中、小）、不同地区（寒、温、热）的标准办公楼所做的设计以及利用计算机模拟求得CEC数值表明：基准型中央空调系统的CEC约在1.6左右；节能型中央空调系统的CEC可接近1.1。
2中央空调系统具体节能措施
中央空调系统的节能是一个系统工程，要求在能源利用的各个环节和系统从规划到运转的全过程中贯彻节能的观点，才可能达到节能的效果，如果在某个环节上造成了能源的浪费，整个系统也不能说是节能的。
2.1改善围护结构的保温性能
建筑物冬季的热负荷和夏季的冷负荷有一部分来自建筑物的外围护结构。从建筑体形来说，同样面积的建筑物，接近立方体的外表面积最小，可以节能。围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。一些研究表明，增大围护结构的保温性能，年空调冷负荷反而有所增加，其原因是在室外气温高的月份和时刻，保温性能好，可以节省空调冷量，但在非最热月或一天中的夜间，气温低时，不利于建筑散热，反而增加了冷负荷。当然，围护结构保温性能好，空调的设计冷负荷会小些。
2.2 加强对风系统的节能
新风负荷占空调总负荷的40%以上，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。可以从以下几个方面去节省能耗。
1、过渡季节全新风运行
在过渡季节，当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用全新风运行，减少制冷主机的开启，节省能耗。如果是启动冷热源设备对系统进行预热或预冷运行时，则宜关闭新风系统。
2、新风热回收
利用热交换器回收排风能量，也是节能的有效途径。新风热回收全热回收方式有：转轮式、板翅式和溶液吸收式；显热回收方式有：液体循环式、板式和热管式。对板翅式、转轮式及热管式几种热回收方式的经济分析表明，这几种热回收装置的投资回收年限均不超过3年。
3、根据CO2浓度控制新风量
根据《空调通风系统运行管理规范》（GB5365—2005）规定：“空调通风系统在运行期间，应合理控制新风量，空调房间内CO2浓度应＜0.1%”。以室内空气CO2浓度作为商场卫生条件的控制标准，新风系统如果采用变频调速，并根据CO2的浓度来调节新风量，这样既满足了人们的卫生条件和舒适感觉，又可达到良好的节能效果。同时，排风相应的按照新风的变化进行调节。在夏季供冷期，新风采用CO2浓度检测器自动控制新风量比新风阀不加以控制要节能24.9%，比手动调节新风阀节能13%；在冬季供暖期比新风阀不加以控制要节能67.6%，比手动调节新风阀节能32.3%。
4、杜绝非正常渠道引入新风
例如常熟深国投商业中心投入运行后发现空调效果不能令人满意，在经过现场调查后发现商场周边外墙有不少百叶没有封闭，导致夏季室外热空气侵入室内，冬季冷空气侵入室内，极大影响了空调的使用效果。当把未使用的百叶全部封闭后，空调效果得到很大地改善。
2.3 加强对水系统的节能
对大型商业建筑来说水系统较为复杂，管道很长，且末端设备阻力相差较大，分布不一定有规律性。水系统可根据商场功能设置几组立管，通过管路的合理优化及平衡阀的合理设置来解决水力平衡问题。同一个区域、阻力相近的设备设为一个环路，通过采用同程式或者合理调整管径满足压差≤15%。阻力相差较大的地方通过分析，经济合理地设置平衡阀。在设计中尽量避免使用阀门调节阻力的方法，因为阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗。
（1）多台冷水机组、锅炉等并联设备，宜在回水侧安装自动流量平衡阀，避免设备过流。
（2）在各组立管回水管上设置手动平衡阀，初次调试时将各管路调整到设计流量，实现静态水力平衡。各层水平支管分组设置平衡阀。
（3）风机盘管等设备可根据需要设置双位调节的动态平衡电动两通阀，空调机组、新风机组等设备可根据需要设置动态平衡电动调节阀。
另外，可以适当的加大空调冷冻水的供回水温差，5℃增大为6～7℃可以减小水系统输送能耗，空调热水的供回水温差10℃较经济合理。
2.4 合理确定室内温、湿度
假设空调室外计算参数为定值时，夏季空调室内空气计算温度和湿度越低，房间的计算冷负荷就越大，系统耗能也越大。通过研究证明，在不降低室内舒适度标准的前提下，合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果。
1、温湿度变化对热舒适度的影响
室内空气温度改变对室内热舒适度的影响非常大，而相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。
2、室内设计温度改变对空调能耗的影响
采用冷负荷系数法计算出在不同室内设计温度tn下的设计空调冷负荷、湿负荷、制冷量以及以室内设计温度25℃为基准的节能率。由结果的变化规律可以看出随室内温度的变化，节能率呈线性规律变化，室内设计温度每提高1℃，中央空调系统将减少能耗约6%。
3、相对湿度的改变对空调能耗的影响
当相对湿度大于50%时，节能率随相对湿度呈线性规律变化。由于夏季室内设计相对湿度一般不会低于50%，所以以50%为基准，相对湿度每增加5%，节能10%。
4、室内设计参数的优化组合
通过以上分析可以很清楚地看到：室内空气温度对人的热舒适感影响很大，但对空调能耗的影响则比较小。而相对湿度对人的热舒适感影响很小，但是对空调的能耗影响很大。
2.5 采用合理的中央空调系统及冷源方案
中央空调系统的能耗是由风系统和水系统的能耗组成的。在风系统中，风机的能耗占相当大的比例；而水系统中，节约水泵与冷水机组的能耗才是节能中最关键的部分。
2.6 其他节能措施
（1）针对商业建筑物的规模、特点、所在地区等条件，要尽量采用节省能耗的技术，比如热泵技术、蓄能空调、热电冷三联供等的应用。如果商业建筑所在地区有峰谷电价政策（峰谷电价比＞3∶1），通過经济技术比较，可以采用蓄冰空调，节省空调运行费用；如果商业建筑有较多空地可以使用或者所处地理位置较适合打井，可采取地源热泵系统；对大型商业建筑群，有条件时可采用热电冷三联供系统。
（2）定期清洗过滤网以减少风机能耗，定期清洗过滤器以减少水泵能耗。
（3）空调系统需设置控制与计量装置。
（4）与建筑专业协调，充分利用自然通风，节省风机能耗。
3 商业建筑中央空调节能中需要进一步解决的问题
尽管实现商业建筑中央空调系统的节能降耗，已经具备了许多成熟的条件和途径，但也存在许多问题需要在今后的工作中不断的改进：
3.1 暖通空调系统的设计管理问题
空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响，然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未達到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。
3.2 加强中央空调系统的运行管理
先进的设备只有使用得当才能发挥最大的功效。因此，在中央空调系统运行过程中要加强对空调操作人员的培训，提高操作人员的素质。定期清扫滤清器，换热设备表面也要定期除垢除灰；对设备构件要及时维护，防止冷热水和冷热风的跑、冒、滴、漏等现象的发生;对于不连续工作的末端设备在预冷的过程中采用循环风，不引入新风，以便节约能耗。
3.3 选择输送效率高的载能介质
水作为载能介质消耗的能量比空气要小，在中央空调系统中尽量把冷冻水输送到各末端设备控制区域内的使用点上，尽量减少风管路的铺设。空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占动力用电的20%—50%;夏季供冷期间约占12%—24%，因此水系统的节能具有重要意义。
3.4 众对空调系统作用的理解观念问题
对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。
结束语
总之，随着商业建筑在中国的蓬勃发展，以国家“节能减排政策”的不断推进，我们有必要从设计的各个方面入手，设计出更为经济合理、节能高效的空调系统。
参考文献
[1]刘春波,刘杰.商业建筑中的空调和照明节能[J]. 硅谷. 2009(08)
[2]郭振波.商业建筑节能技术与市场分析[J]. 黑龙江科技信息. 2009(18)
【关键词】商业建筑；中央空调；节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，商业建筑大量兴建。而空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50%～60%。而中央空调用电量占城市总用电量的30%左右，给城市电力带来极大压力，因此研究商业建筑中央空调，降低空调能耗刻不容缓。
1中央空调系统节能评价
通常供给中央空调系统的能量由热源和冷源、经水系统传递给风系统，再由风系统将能量传递给被调节的房间，以达到所要求的室内温、湿度参数。能量有效利用的评价指数可由单位能耗指数、空调耗能系数（CEC）来评定。
1.1建筑物热特性评价指数
建筑物围护结构的保温性能直接决定了空调房间的冷（热）负荷，若要节约中央空调系统的能耗，就必须改善围护结构的保温性能。现在许多国家提出了各种改善建筑保温性能的措施，并规定了围护结构最大传热系数。一些国家采用限制年负荷系数（PAL）
1.2空调耗能系数（CEC）
由（2）可知，CEC即为全年系统冷、热源耗能量与全年系统泵与风机耗能量之和，除以全年系统供热负荷、供冷负荷、新风冷负荷、新风热负荷之和。当采取节能措施，降低系统能耗时，CEC的值可判断中央空调系统的节能性。对不同规模（大、中、小）、不同地区（寒、温、热）的标准办公楼所做的设计以及利用计算机模拟求得CEC数值表明：基准型中央空调系统的CEC约在1.6左右；节能型中央空调系统的CEC可接近1.1。
2中央空调系统具体节能措施
中央空调系统的节能是一个系统工程，要求在能源利用的各个环节和系统从规划到运转的全过程中贯彻节能的观点，才可能达到节能的效果，如果在某个环节上造成了能源的浪费，整个系统也不能说是节能的。
2.1改善围护结构的保温性能
建筑物冬季的热负荷和夏季的冷负荷有一部分来自建筑物的外围护结构。从建筑体形来说，同样面积的建筑物，接近立方体的外表面积最小，可以节能。围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。一些研究表明，增大围护结构的保温性能，年空调冷负荷反而有所增加，其原因是在室外气温高的月份和时刻，保温性能好，可以节省空调冷量，但在非最热月或一天中的夜间，气温低时，不利于建筑散热，反而增加了冷负荷。当然，围护结构保温性能好，空调的设计冷负荷会小些。
2.2 加强对风系统的节能
新风负荷占空调总负荷的40%以上，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。可以从以下几个方面去节省能耗。
1、过渡季节全新风运行
在过渡季节，当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用全新风运行，减少制冷主机的开启，节省能耗。如果是启动冷热源设备对系统进行预热或预冷运行时，则宜关闭新风系统。
2、新风热回收
利用热交换器回收排风能量，也是节能的有效途径。新风热回收全热回收方式有：转轮式、板翅式和溶液吸收式；显热回收方式有：液体循环式、板式和热管式。对板翅式、转轮式及热管式几种热回收方式的经济分析表明，这几种热回收装置的投资回收年限均不超过3年。
3、根据CO2浓度控制新风量
根据《空调通风系统运行管理规范》（GB5365—2005）规定：“空调通风系统在运行期间，应合理控制新风量，空调房间内CO2浓度应＜0.1%”。以室内空气CO2浓度作为商场卫生条件的控制标准，新风系统如果采用变频调速，并根据CO2的浓度来调节新风量，这样既满足了人们的卫生条件和舒适感觉，又可达到良好的节能效果。同时，排风相应的按照新风的变化进行调节。在夏季供冷期，新风采用CO2浓度检测器自动控制新风量比新风阀不加以控制要节能24.9%，比手动调节新风阀节能13%；在冬季供暖期比新风阀不加以控制要节能67.6%，比手动调节新风阀节能32.3%。
4、杜绝非正常渠道引入新风
例如常熟深国投商业中心投入运行后发现空调效果不能令人满意，在经过现场调查后发现商场周边外墙有不少百叶没有封闭，导致夏季室外热空气侵入室内，冬季冷空气侵入室内，极大影响了空调的使用效果。当把未使用的百叶全部封闭后，空调效果得到很大地改善。
2.3 加强对水系统的节能
对大型商业建筑来说水系统较为复杂，管道很长，且末端设备阻力相差较大，分布不一定有规律性。水系统可根据商场功能设置几组立管，通过管路的合理优化及平衡阀的合理设置来解决水力平衡问题。同一个区域、阻力相近的设备设为一个环路，通过采用同程式或者合理调整管径满足压差≤15%。阻力相差较大的地方通过分析，经济合理地设置平衡阀。在设计中尽量避免使用阀门调节阻力的方法，因为阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗。
（1）多台冷水机组、锅炉等并联设备，宜在回水侧安装自动流量平衡阀，避免设备过流。
（2）在各组立管回水管上设置手动平衡阀，初次调试时将各管路调整到设计流量，实现静态水力平衡。各层水平支管分组设置平衡阀。
（3）风机盘管等设备可根据需要设置双位调节的动态平衡电动两通阀，空调机组、新风机组等设备可根据需要设置动态平衡电动调节阀。
另外，可以适当的加大空调冷冻水的供回水温差，5℃增大为6～7℃可以减小水系统输送能耗，空调热水的供回水温差10℃较经济合理。
2.4 合理确定室内温、湿度
假设空调室外计算参数为定值时，夏季空调室内空气计算温度和湿度越低，房间的计算冷负荷就越大，系统耗能也越大。通过研究证明，在不降低室内舒适度标准的前提下，合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果。
1、温湿度变化对热舒适度的影响
室内空气温度改变对室内热舒适度的影响非常大，而相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。
2、室内设计温度改变对空调能耗的影响
采用冷负荷系数法计算出在不同室内设计温度tn下的设计空调冷负荷、湿负荷、制冷量以及以室内设计温度25℃为基准的节能率。由结果的变化规律可以看出随室内温度的变化，节能率呈线性规律变化，室内设计温度每提高1℃，中央空调系统将减少能耗约6%。
3、相对湿度的改变对空调能耗的影响
当相对湿度大于50%时，节能率随相对湿度呈线性规律变化。由于夏季室内设计相对湿度一般不会低于50%，所以以50%为基准，相对湿度每增加5%，节能10%。
4、室内设计参数的优化组合
通过以上分析可以很清楚地看到：室内空气温度对人的热舒适感影响很大，但对空调能耗的影响则比较小。而相对湿度对人的热舒适感影响很小，但是对空调的能耗影响很大。
2.5 采用合理的中央空调系统及冷源方案
中央空调系统的能耗是由风系统和水系统的能耗组成的。在风系统中，风机的能耗占相当大的比例；而水系统中，节约水泵与冷水机组的能耗才是节能中最关键的部分。
2.6 其他节能措施
（1）针对商业建筑物的规模、特点、所在地区等条件，要尽量采用节省能耗的技术，比如热泵技术、蓄能空调、热电冷三联供等的应用。如果商业建筑所在地区有峰谷电价政策（峰谷电价比＞3∶1），通過经济技术比较，可以采用蓄冰空调，节省空调运行费用；如果商业建筑有较多空地可以使用或者所处地理位置较适合打井，可采取地源热泵系统；对大型商业建筑群，有条件时可采用热电冷三联供系统。
（2）定期清洗过滤网以减少风机能耗，定期清洗过滤器以减少水泵能耗。
（3）空调系统需设置控制与计量装置。
（4）与建筑专业协调，充分利用自然通风，节省风机能耗。
3 商业建筑中央空调节能中需要进一步解决的问题
尽管实现商业建筑中央空调系统的节能降耗，已经具备了许多成熟的条件和途径，但也存在许多问题需要在今后的工作中不断的改进：
3.1 暖通空调系统的设计管理问题
空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响，然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未達到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。
3.2 加强中央空调系统的运行管理
先进的设备只有使用得当才能发挥最大的功效。因此，在中央空调系统运行过程中要加强对空调操作人员的培训，提高操作人员的素质。定期清扫滤清器，换热设备表面也要定期除垢除灰；对设备构件要及时维护，防止冷热水和冷热风的跑、冒、滴、漏等现象的发生;对于不连续工作的末端设备在预冷的过程中采用循环风，不引入新风，以便节约能耗。
3.3 选择输送效率高的载能介质
水作为载能介质消耗的能量比空气要小，在中央空调系统中尽量把冷冻水输送到各末端设备控制区域内的使用点上，尽量减少风管路的铺设。空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占动力用电的20%—50%;夏季供冷期间约占12%—24%，因此水系统的节能具有重要意义。
3.4 众对空调系统作用的理解观念问题
对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。
结束语
总之，随着商业建筑在中国的蓬勃发展，以国家“节能减排政策”的不断推进，我们有必要从设计的各个方面入手，设计出更为经济合理、节能高效的空调系统。
参考文献
[1]刘春波,刘杰.商业建筑中的空调和照明节能[J]. 硅谷. 2009(08)
[2]郭振波.商业建筑节能技术与市场分析[J]. 黑龙江科技信息. 2009(18)