建筑中央空调能耗的现状和研究措施

　　这篇建筑工程师论文发表了建筑中央空调能耗的现状和研究措施，中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，该系统通过集中处理空气达到调节温度的目的。论文重点论述建筑中央空調节能措施，以期通过分析明晰理论，为后续工作提供参考。

　　关键词 建筑工程师论文,中央空调,冷负荷,水输送系统

　　前言

　　部分中央空调采用液体气化制冷的原理，为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷;制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境热负荷。中央空调的大量使用显著增加了建筑能耗，分析其能耗现状及节能措施具有较为突出的现实意义。

　　1 建筑中央空调能耗现状

　　1.1 建筑中央空调能耗占比

　　建筑中央空调能耗，属于建筑能耗的一种，建筑能耗包括建筑生命周期内各方面的消耗，涵盖建筑建设、维护等各环节，包括采暖、降温(这两类作业借助空调实现)、通风、水电供应、公共消耗(比如电梯)等各类作业。2017年的调查资料显示，我国建筑能耗占据社会总能耗大约四分之一，而采暖、降温、照明、水电供应四大类能耗则占据建筑总能耗的70%-80%。另一组统计资料显示，目前发达国家建筑能耗占据社会总能耗的比例普遍在15%左右，采暖、降温、照明、水电供应四大类能耗占据建筑总能耗的大约60%-65%。此外，我国中央空调单位面积能耗情况也不够理想，研究人员在针对上海市、江苏省、浙江省等省市的调查中发现，我国中央空调单位能耗超过德国2.8倍，相当于日本的2.7倍、美国的2.5倍，这也为后续节能工作提出了较高要求[1]。

　　1.2 建筑中央空调能耗增长情况

　　现代建筑在追求基本功能的同时，也在寻求附加功能的提升，这使建筑中央空调得到了大范围的应用，其能耗增长情况也因此较为明显。研究人员收集了我国近15年的统计数据，结果上看，以采暖、降温为核心的空调作业能耗增长率约在10%左右，该速率相当于德国的1.4倍、美国的1.37倍、日本的1.43倍，且仍存在进一步增加的趋势，一方面反映了我国居民生活水平的提高，另一方面也对节能作业提出了新的工作要求。此外，研究人员就部分商业用途的中央空调能耗情况进行了深入分析，结果上看，我国商场、写字楼中央空调能耗情况和增长态势并不乐观。如上海市某地写字楼，一层内有办公室8间，但实际进行办工作业的只有两间，中央空调却需要完全开放，造成了不必要的电能浪费。这一问题也应给予重视和处理。总体来看，商用空调占据建筑能耗比例一般在50%-65%左右，其增长率则超过17%[2]。

　　2 建筑中央空调节能措施

　　2016年4月，辽宁省大连市某地进行商民两用建筑建设，在进行空调安装时，设计人员从建筑节能、空调节能角度出发，提出了新的思路和方案如下：

　　2.1 冷负荷的合理确定

　　大连地区滨海，属于典型的温带季风气候，冬季集中进行供暖，因此建筑中央空调主要用于夏季室内降温。在此前的工作中，大部分建筑中央空调取模式化建设方案，不对工作细节做针对性调整，冷负荷的选取也不够理想，容易造成工作参数不合理、能耗多的问题。本次空调施工方案的拟定过程中，设计人员采用了模型匹配法原则，收集了同纬度、同气候条件、同类建筑(商民两用建筑)的一般性资料，对冷负荷的基本要求进行了分析，共收集样本71件，在此基础上，获取建筑平均制冷温度为20.1℃，最低18℃、最高24℃，在此基础上，结合大连地区气候特点，拟定中央空调工作温度参数为20℃，并进行了制冷机、循环泵、风机盘管等型号，使中央空调的冷负荷和实际工作要求高度匹配，实现节能大约9.1%(较平均值)。

　　2.2 优化水输送系统

　　水输送系统在中央空调的工作中价值突出，此前大连地区多采用开式冷却水系统，水需要克服流通阻力，冷却水流动的水位差也进一步增加了空调能耗。本次工程中，设计人员采用将水管与冷却水泵直接连接的方式，水泵作业产生的机械能为水流提供了动力，也有助于克服水位差，空调的能耗得以降低大约4.2%。此外，设计人员额外进行了阀门和过滤器的应用分析，一般商民两用建筑的中央空调会设置较多阀门和过滤器，以实现不同用户对空调机的使用控制、过滤沉淀物，但阀门和过滤器的存在增加了空调能耗，包括水阻力增加、支路水流量补充消耗等，设计人员在此基础上减少了阀门和过滤器数目，应用较多的弧线管道设计降低系统对阀门的需要，水过滤则在注水环节给予处理，实现能耗降低2.8%。

　　2.3 闭路水循环辅助降温

　　闭路水循环降温系统是指在原有空调基础上，额外加设管道，将管道布置在每个楼层的天花板处，管道内注入清水，提供少许动力使水流在封闭管道内流通，通过水冷却的方式辅助进行室内降温。该设计理念下，技术人员选取了长35m、内径8cm的管道，注入相当于管道容积60%的清水，将管道动力泵与空调机工作系统连接在一起，空调启动的同时，动力泵通过小型螺旋桨向管道内水流提供少许动力，3-4min后，水流开始循环流动，去除管道动力泵的能耗后，可额外降低制冷能耗大约2.9%。

　　3 结束语

　　综上，包括我国在内，目前世界各国建筑中央空调能耗总量均较大，增长态势上，我国则比较突出，年空调能耗增长率在10%以上，占据建筑总能耗的27%，要求设法实现中央空调节能。结合当前一般性工作资料，可行方式包括合理确定冷负荷、优化水输送系统等，结合实践应用成果来看，闭路水循环辅助降温也具有一定的可行性，可以作为后续中央空调节能的举措之一加以推行。

　　参考文献

　　[1] 许晓瑜.中央空调系统运行能耗优劣状态的判定指标[J].建筑节能，2018，46(02)：42-44，104.

　　[2] 韩成浩，李慧静.浅谈国内外中央空调发展现状及发展趋势[J].吉林工程技术师范学院学报，2017，33(04)：88-90.

　　推荐阅读：《建筑科技》(双月刊)创刊于1989年，是由上海市建筑科学研究院(集团)有限公司主办的建筑刊物。根据国家新闻出版广电总局“新广出审【2016】2973号”文件，同意《粉煤灰》杂志于2017年4月更名为《建筑科技》，原刊号CN31-1715/TQ作废，新编国内统—连续出版物号为CN31-2135/TU。

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