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【摘要】 伴随着经济以及城市现代化的进一步发展，公共建筑的数量与日俱增，如酒店、超市等。其内部环境控制大部分采用中央空调系。但中央空调在改善和提高其内部环境质量同时，也带来了巨大的能源消耗，大大增加了运营成本。如何既能保障建筑内部的舒适环境，又能降低空调的能源消耗，一直是不少专业人士迫切盼望解决的一大难题，也成为建筑领域节能的一个重要课题。
【关键词】中央空调环境质量节能
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
0 引言
当前社会调查显示了我国能源的使用情况，当前建筑行业的能源消耗占到了总能源消耗的30%，而在中央空调的建筑物中其能源消耗占到了70%，随着时间的推移这些数字还是在增长的。如何高效利用中央空调系统的能源和节能就成为迫切需要解决的问题。 正常运行的中央空调系统，其耗能主要有两个方面[1]：一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源耗能;另一方面是为了输送空气和水，风机和水泵克服流动阻力所需的动力耗能。中央空调系统的耗能量受很多因素影响，许多运行环节都有节能措施，因此，中央空调节能是一项综合性的工程。以下就冷热源耗能和动力耗能两方面介绍几种常用的节能措施
1中央空调系统的工作过程及耗能
目前，大中型中央空调系统都采用间接制冷方式。间接制冷的中央空调系统的工作过程是一个多环节串联构成的复杂过程。 如图所示：
空调能耗大主要是技术水平较低和人们的节能意识不强造成的。空调系统效率低下是造成电能浪费的主要原因之一。由于技术原因是空调耗能严重而人们节能意识的淡薄加重了能源的浪费。中央空调的能耗问题主要集中在空调设计技术和空调使用过程中。在使用过程中空调系统中的末端风机、冷冻水泵、制冷压缩机、冷却水泵和冷却塔风机，它们是流体的输送设备，驱动着系统中的五个流体循环，以保障空调制冷过程的持续进行。这些流体机械是中央空调系统的主要耗能设备。数据调查得知：制冷机等制冷设备能耗，约占系统总能耗的40%～45%；水泵等输送设备的能耗，约占系统总能耗的20%；末端用冷设备的能耗，约占系统总能耗的35%～40%。下面就从空调系统运行方面分析中央空调的节能措施。
2 降低中央空调系统能耗的途径
2.1 机械设备节能措施
水泵、风机、压缩机等流体机械推动流体流动时所消耗的机械功与流体流量流体扬程运行时间成正比，而与流体机械的效率成反比。因此，降低空调系统能耗的途径有：
（1）通过有效的管理，实现 “精细化使用”，减少设备不必要的运行时间；
（2）采用动态调速技术，减小部分负荷时所输送流体的流量和扬程；
（3）采用先进的智能控制，提高流体机械的效率，保证流体机械始终保持在高效低耗状态下运行。
2.2 中央空调冷冻水系统的节能控制
中央空调冷冻水系统是一个很复杂的系统，其复杂性表现为：
（1）大中型建筑物的中央空调系统，空调面积大，管道结构复杂、管网庞大，形式多样，路径各异，使管路系统运行的阻力特性和延迟特性十分复杂；
（2）现代建筑内部功能存在复杂性和多样性，导致各个区域空调负荷需求特征差异性很大，冷热均衡控制难度大；
（3）中央空调系统中，无论是风系统还是水系统，其热容量和热惯性都很大，是一个典型的大惰性系统；
（4）中央空调制冷的过程是一个多环节串联而成并与物理反应、相变、能量转换、传热传质等复杂过程相伴随的，这些过程都是高度的非线性过程；
（5）中央空调的负荷由建筑物围护结构的传热特性，室内人员、工艺设备、照明灯具的散热散湿状况以及新风量输入的多少等诸多因素所决定，由于气象条件和人员流动等因素的多变性，造成空调负荷的多变性与不确定性；
这种复杂性使中央空调系统的动态特性不易掌握，难以用精确的数学模型或方法来描述，因而控制难度较大。目前采用的节能措施主要为冷冻水变流量控制技术，使流量跟随负荷的变化进行相应调节。避免系统在“大流量、小温差”的低效率状态下运行。
2.3 中央空调冷却水系统的节能控制
冷却水系统的功能，是将空调系统的废热（空调负荷的热量和冷水机组耗能的热当量）排放到室外环境中去。
冷却水循环有两个重要的环节：一是在冷凝器中吸热；二是在冷却塔中放热。因此，冷却水的运行温度必然受这两个环节的制约。因此，要保证冷凝器中冷凝热的正常传递，冷却水温度必须低于制冷剂蒸气的冷凝温度，否则冷凝热将无法传递给冷却水。为此，我国规定冷凝器的冷却水进水温度Tc1＝32℃。为保证冷却塔中冷却水的正常散热，冷却水温度必须高于室外空气的温度，否则，冷却水携带的空调废热将无法排放到室外。为此，我国规定冷凝器的冷却水出水温度Tc2＝37℃，以保证冷却塔的进水温度Tw1一般情况下都大于室外空气温度，有利于散热。
由于冷却水系统多为开式系统，其压差不会发生变化，因此，目前节能市场上冷却水的变流量和冷却塔风量控制几乎都是采用温差控制方式。措施如下：
（1）冷却塔风量的控制
冷水机组冷凝器的32℃进水温度Tc1，通常等于冷却塔的出水温度Tw2，它往往受冷却塔风量和冷卻水流量的双重影响，但一般情况下，多数只考虑冷却塔风量的作用。
（2）冷却水流量的控制
目前，中央空调冷却水的变流量控制大都采用其进出水温差控制方式。通常设定ΔTc＝Tc2－Tc1＝5 ℃，以此调节冷却水流量。
3 总结
总之，建筑中央空调系统的节能应贯穿中央空调系统设计、选型与运行管理之中。针对我国能耗高，能源不足的现状，我们应树立新的节能观念，以先进的理念和先进的技术促进中央空调系统的节能，降低消耗。随着中国人民生活水平的提高，人们和社会对建筑舒适环境要求也越来越高。建筑能量消耗占到中国总能耗也很大，建筑节能势在必行。
参考文献
[1] Wouters,P.,Neijmans,N.,Delmotte,C.and Vandaele, L.:Classification of hybrid ventilation concepts, The Proceedings of the 1st Hybvent Forum, Sydney, Australia, pp. 53-75,28 September 1999.
[2]《最新制冷空调技术》 主编 王如竹 科学出版社 2002.9
[3] A.Delsante,T.A.Vik.Hybird Ventilation-State-of-The-Art Review.International Energy Agency,Annex 35,2000.
[4]《建筑节能》 主编 王立雄 中国建筑工业出版社 2004.5
[5]《建设部建筑节能“十五”计划纲要》 中国建筑工业出版社2002
[6]《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 主编 冯雅中国建筑工业出版社2002
【关键词】中央空调环境质量节能
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
0 引言
当前社会调查显示了我国能源的使用情况，当前建筑行业的能源消耗占到了总能源消耗的30%，而在中央空调的建筑物中其能源消耗占到了70%，随着时间的推移这些数字还是在增长的。如何高效利用中央空调系统的能源和节能就成为迫切需要解决的问题。 正常运行的中央空调系统，其耗能主要有两个方面[1]：一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源耗能;另一方面是为了输送空气和水，风机和水泵克服流动阻力所需的动力耗能。中央空调系统的耗能量受很多因素影响，许多运行环节都有节能措施，因此，中央空调节能是一项综合性的工程。以下就冷热源耗能和动力耗能两方面介绍几种常用的节能措施
1中央空调系统的工作过程及耗能
目前，大中型中央空调系统都采用间接制冷方式。间接制冷的中央空调系统的工作过程是一个多环节串联构成的复杂过程。 如图所示：
空调能耗大主要是技术水平较低和人们的节能意识不强造成的。空调系统效率低下是造成电能浪费的主要原因之一。由于技术原因是空调耗能严重而人们节能意识的淡薄加重了能源的浪费。中央空调的能耗问题主要集中在空调设计技术和空调使用过程中。在使用过程中空调系统中的末端风机、冷冻水泵、制冷压缩机、冷却水泵和冷却塔风机，它们是流体的输送设备，驱动着系统中的五个流体循环，以保障空调制冷过程的持续进行。这些流体机械是中央空调系统的主要耗能设备。数据调查得知：制冷机等制冷设备能耗，约占系统总能耗的40%～45%；水泵等输送设备的能耗，约占系统总能耗的20%；末端用冷设备的能耗，约占系统总能耗的35%～40%。下面就从空调系统运行方面分析中央空调的节能措施。
2 降低中央空调系统能耗的途径
2.1 机械设备节能措施
水泵、风机、压缩机等流体机械推动流体流动时所消耗的机械功与流体流量流体扬程运行时间成正比，而与流体机械的效率成反比。因此，降低空调系统能耗的途径有：
（1）通过有效的管理，实现 “精细化使用”，减少设备不必要的运行时间；
（2）采用动态调速技术，减小部分负荷时所输送流体的流量和扬程；
（3）采用先进的智能控制，提高流体机械的效率，保证流体机械始终保持在高效低耗状态下运行。
2.2 中央空调冷冻水系统的节能控制
中央空调冷冻水系统是一个很复杂的系统，其复杂性表现为：
（1）大中型建筑物的中央空调系统，空调面积大，管道结构复杂、管网庞大，形式多样，路径各异，使管路系统运行的阻力特性和延迟特性十分复杂；
（2）现代建筑内部功能存在复杂性和多样性，导致各个区域空调负荷需求特征差异性很大，冷热均衡控制难度大；
（3）中央空调系统中，无论是风系统还是水系统，其热容量和热惯性都很大，是一个典型的大惰性系统；
（4）中央空调制冷的过程是一个多环节串联而成并与物理反应、相变、能量转换、传热传质等复杂过程相伴随的，这些过程都是高度的非线性过程；
（5）中央空调的负荷由建筑物围护结构的传热特性，室内人员、工艺设备、照明灯具的散热散湿状况以及新风量输入的多少等诸多因素所决定，由于气象条件和人员流动等因素的多变性，造成空调负荷的多变性与不确定性；
这种复杂性使中央空调系统的动态特性不易掌握，难以用精确的数学模型或方法来描述，因而控制难度较大。目前采用的节能措施主要为冷冻水变流量控制技术，使流量跟随负荷的变化进行相应调节。避免系统在“大流量、小温差”的低效率状态下运行。
2.3 中央空调冷却水系统的节能控制
冷却水系统的功能，是将空调系统的废热（空调负荷的热量和冷水机组耗能的热当量）排放到室外环境中去。
冷却水循环有两个重要的环节：一是在冷凝器中吸热；二是在冷却塔中放热。因此，冷却水的运行温度必然受这两个环节的制约。因此，要保证冷凝器中冷凝热的正常传递，冷却水温度必须低于制冷剂蒸气的冷凝温度，否则冷凝热将无法传递给冷却水。为此，我国规定冷凝器的冷却水进水温度Tc1＝32℃。为保证冷却塔中冷却水的正常散热，冷却水温度必须高于室外空气的温度，否则，冷却水携带的空调废热将无法排放到室外。为此，我国规定冷凝器的冷却水出水温度Tc2＝37℃，以保证冷却塔的进水温度Tw1一般情况下都大于室外空气温度，有利于散热。
由于冷却水系统多为开式系统，其压差不会发生变化，因此，目前节能市场上冷却水的变流量和冷却塔风量控制几乎都是采用温差控制方式。措施如下：
（1）冷却塔风量的控制
冷水机组冷凝器的32℃进水温度Tc1，通常等于冷却塔的出水温度Tw2，它往往受冷却塔风量和冷卻水流量的双重影响，但一般情况下，多数只考虑冷却塔风量的作用。
（2）冷却水流量的控制
目前，中央空调冷却水的变流量控制大都采用其进出水温差控制方式。通常设定ΔTc＝Tc2－Tc1＝5 ℃，以此调节冷却水流量。
3 总结
总之，建筑中央空调系统的节能应贯穿中央空调系统设计、选型与运行管理之中。针对我国能耗高，能源不足的现状，我们应树立新的节能观念，以先进的理念和先进的技术促进中央空调系统的节能，降低消耗。随着中国人民生活水平的提高，人们和社会对建筑舒适环境要求也越来越高。建筑能量消耗占到中国总能耗也很大，建筑节能势在必行。
参考文献
[1] Wouters,P.,Neijmans,N.,Delmotte,C.and Vandaele, L.:Classification of hybrid ventilation concepts, The Proceedings of the 1st Hybvent Forum, Sydney, Australia, pp. 53-75,28 September 1999.
[2]《最新制冷空调技术》 主编 王如竹 科学出版社 2002.9
[3] A.Delsante,T.A.Vik.Hybird Ventilation-State-of-The-Art Review.International Energy Agency,Annex 35,2000.
[4]《建筑节能》 主编 王立雄 中国建筑工业出版社 2004.5
[5]《建设部建筑节能“十五”计划纲要》 中国建筑工业出版社2002
[6]《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 主编 冯雅中国建筑工业出版社2002