節能服務公司紛紛實施中央空調節能 實測效果顯著

近期，多家節能服務公司實施了中央空調節能，為酒店、醫院、車站、政府機構等用戶進行節能，實測效果非常顯著。這些節能服務公司大部分采取了最新的“中央空調及循環水智能控制”技術。

【中央空調能耗現狀】

建筑能耗是一個國家總能耗的重要組成部分，約占全國總能耗的25%，其中建筑空調、采暖的能耗占全國的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，關系到國計民生，其能耗成本比較敏感，在提倡節能減排的今天，中央空調的節能問題日益受到重視。本文介紹節能服務公司在實施中央空調節能時需要考慮的因素。在公用建筑中，由于季節的變化，室內較熱或者較冷，為了給人們提供較為舒適的環境，需要使用中央空調調節室內溫度。隨著國民經濟的發展，建筑的大量興建，公用建筑規模逐漸增大，中央空調的能耗也越來越大，不得不考慮節能問題。

在建筑的能耗中，中央空調占據一個非常重要的位置，能耗數量十分可觀，以下是某公用建筑的能源消費構成：

由上圖可見中央空調在公用建筑中幾乎占據了一半的能源。其主要原因是中央空調涉及的室內空氣的體積龐大，調節空氣的溫度所需的能源就比較多。

隨著人們對生活質量的要求越來越高，以及全球變暖的趨勢、惡劣天氣的增多，對中央空調的運行需求將會增加。但另一方面，中央空調的能耗較大，且能源價格有上升趨勢，使得業主的運行成本有逐年上升的趨勢。這兩者形成了一對矛盾，如何在保證舒適度和不降低服務品質的條件下降低中央空調的能耗，實現節能減排，確實是一個非常有價值的問題。并且中央空調分布范圍極廣，在城市化進程飛速進行的時代，探索中央空調的節能措施，珍惜能源，減少排放，不僅能夠為業主帶來經濟效益，而且對于節能服務公司的發展和整個社會的進步將會有很大的現實意義。

中央空調一般由制冷機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、風機盤管、新風機、溫控器等組成。中央空調的功能簡單表示如下：

上圖是中央空調的基本結構原理，中央空調可以用于制冷或者制熱，但在某些地區可能只用于制冷，為了表述方便，我們統一稱為“制冷”，并且以制冷為代表進行節能的分析。

在制冷時，室內的空氣通過循環流動，將熱量交換給風機盤管，并通過冷凍水泵攜帶到制冷機，制冷機再搬運熱量，并傳遞到冷卻水中，由冷卻水泵攜帶到冷卻塔，熱量再通過冷卻塔的散熱作用傳遞到大氣中去。

由于制冷作用，室內熱量減少，變得涼爽；同時，自然界的熱量又會通過建筑外墻傳導、門和窗的輻射和對流等方式進入室內，最終進入室內的熱量與室內自身產生的熱量相加，稱為熱負荷。制冷系統帶走的熱量與熱負荷之間達到平衡，室內溫度維持恒定。

可見，中央空調的主要作用就是要抵消這些“熱負荷”，為了實現這個目標，就需要機器運轉，消耗能源。在中央空調的全部組成結構當中，各個部件分別耗費了一定的能源，具有一定的比例。以某公用建筑為例，中央空調各個部分消耗能源的比例如下：

由于設計時沒有充分考慮節能、使用時沒有引起重視、調節難度大、調節不及時等原因，中央空調在使用中經常存在能耗較高的問題，具體表現在：

（1）、“熱負荷”未得到有效限制，導致工作負擔重

由于建筑的封閉性能、隔熱性能、管理方面的原因等，造成了環境中的熱量能夠大量進入建筑內部，使得“熱負荷”增大，空調的負荷較重。另外，對于季節、氣候、時段、人員數量等變量沒有充分引起重視，粗放式供應，在較多的時間里出現了過度供應，使得工作負擔加重，能耗過大。

（2）、制冷機效率不夠高，能耗代價大

由于設計問題、匹配問題、維護問題等原因，使得制冷機的效率受到限制，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，都會造成不必要的能源消耗。

（3）、循環輸配系統失調，導致效果差且消耗能源較多

循環輸配系統包括水泵、風機、冷卻塔、盤管等，對于及時傳遞熱量具有關鍵作用，當循環輸配系統失調時，導致兩個問題：傳熱不暢和循環量不匹配，最終的結果是循環輸配系統的能耗過高，并且引起制冷主機效率的下降，造成浪費。由于上述原因，通常的中央空調系統一般都具有節能優化的空間，但是不同的中央空調的問題完全不同，都需要單獨調查、對癥下藥。我們再將對中央空調的節能要點進行細化，并采用科技手段，實現中央空調的節能。

【中央空調節能方法】

中央空調系統最基本的目標是滿足制冷的需要，為了滿足這一目標，需要消耗能源作為代價。當我們考慮中央空調的節能時，就應該把制冷目標和能源成本結合起來考慮，在保證用戶感受的同時，盡量降低能源成本。

為了分析中央空調系統在能源使用方面是否可以繼續改進，我們不妨將中央空調各部分進行分解，從末端送風，一直到冷卻塔，進行一個流程化的處理，并對各個環節單獨進行討論：

（1）冷凍水循環系統：冷凍水循環系統是為風機盤管輸送合格的冷水，一般冷水出水溫度為7℃，而回水溫度是一個變化量。冷凍水的出水、回水溫差是關鍵變量，合理的溫差不僅能降低冷凍水泵的能耗，還能降低壓縮機的能耗。一般的冷凍水不具備智能調節，沒有根據季節變化調節供水量、水溫、溫差等特征參數，不能保證最佳的運行效率。我們可以在冷凍水循環系統上增加智能控制系統，根據環境溫度、濕度變化進行實時調節，進行溫度壓力的最優控制。通過對用戶日常運行情況的統計分析,智能系統對冷凍水泵進行控制,在保證用戶正常需求長期運行的前提下，且使冷凍水溫度和壓力一直處于一個最佳的范圍，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，達到節能的目的。

（2）冷卻水循環系統：冷卻水系統是將系統的熱量搬運到冷卻塔的必要環節，冷卻水的進、回溫度和溫差將明顯影響壓縮機的工作狀態。一般地，當散熱效果較好時，冷卻水溫度較低，壓縮機的能耗將下降。一般的的冷卻水是一種粗放式的運行，實際揚程與水泵的設計揚程相差較大，不在最佳效率區間運行。同時，水溫、溫差、流量等參數都沒有進行合理的調節，存在明顯的節能空間。冷卻水系統對壓縮機和冷卻水泵的能耗影響較大，因此我們對冷卻水泵增加智能控制系統，進行最佳溫度控制，通過對相關信號的讀取,對冷卻水泵進行控制,使冷卻水溫度隨外界環境改變而自行調節，一直處于一個最佳的狀態,從而保證主機最大COP和空調整體的最大效率。

（3）末端風機盤管：末端風機盤管是空間的熱量與制冷系統進行交換的部位，將直接決定本系統的熱負荷。而一般的末端風機盤管是閉環運行，其運行方式與運行情況已達到合理控制，所以不對末端風機作進一步探討。

（4）壓縮機：本系統的壓縮機缺乏智能控制系統，采用壓縮機自身的調節功能很難達到理想的制冷效果，應通過確保冷凍水、冷卻水的合理溫度來確保壓縮機的效果。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的能耗。同時，也可采用了螺桿制冷機節電王對壓縮機進行綜合性控制，在不同天氣、不同時段提供不同的冷凍水溫度，壓縮機處于不同的狀態運行，從而降低壓縮機的實際負荷，提高壓縮機的能效比。

針對一般的情況，我們提出以下解決方案，對目前中央空調系統進行調控，以期達到最佳的節能效果，具體改造情況如下：

對目前運行的螺桿制冷機增加“壓縮機節電王”，以對目前處于較低能效等級運行的制冷壓縮進行智能控制，提高壓縮機運行效率。

對目前運行的冷凍、冷卻水循環系統增加北京時代科儀“循環水智能控制系統”，雖然目前冷凍、冷卻水循環部分已經做了恒壓控制，但是目前冷凍水溫差只有1℃，冷凍水利用率較低，該循環部分存在節能空間，通過時代科儀循環水智能控制系統根據外界實際環境狀況確定目前制冷壓縮機冷凍水設定溫度，并在顯示屏上做出提示，實際操作人員可以根據該情況設定制冷壓縮機水溫，同時只能控制系統會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，節能服務公司主要針對冷凍水、冷卻水和制冷壓縮機的調節和控制進行改進，建議增加相應的設備進行節能。

【投資回報分析】

對于任何節能工程而言，投資回報應在合理的范圍，投資過小則不能發揮節能空間，投資過大則資金效益較低。本方案中推薦的設備已經是在充分發揮節能空間的基礎上進行優化的結果，找到了降低能耗的關鍵環節，所用的設備是相對較小的，但具有“四兩撥千斤”的效果，投資回報應較佳。

【節能效果測算】

設備安裝運行正常之后，采取旁路運行一定小時數，并計算能耗基數，能耗基數為平均每小時耗電量。

采取節能運行一定小時數，并計算節能運行時平均每小時耗電量。

節電量定義為上述兩者耗電量之差：    

每小時節電量=旁路時平均每小時耗電量-節電時平均每小時耗電量；

節電率=(每小時節電量/旁路時平均每小時耗電量)×100% 。