赵振波

(大连冷冻机股份有限公司，辽宁大连 116033)

随着我国经济的发展，能源供需矛盾越来越明显。建筑运行能耗约占全国总能耗的20%，而空调又是建筑的耗能大户。因此，空调系统能源的有效利用对于我国节能减排工作具有重要的意义。

正常运行的一般空调系统能耗主要有两个方面: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，主要受室外气象参数、室内设计标准、维护结构特性，室内人、设备、照明等热、湿负荷，以及新回风比等因素影响;另一方面是输送空气和水的风机和水泵克服流动阻力的耗电，即动力耗能，主要受输送空气量、水量的大小和风系统、水系统的阻力损失的影响。

在这些能耗中，空调房间冷负荷和新风冷负荷以及风机、水泵的耗电等是空调系统必须消耗的能量。然而，在必须的能耗中也仍有节能潜力可挖。

1 空调系统能耗的特点

首先，低品位能源即可满足一般舒适性空调的要求，空调系统所用的冷源一般为4～10℃的冷水，甚至13、14℃的冷水也是可以满足要求的。空调系统热源一般为45～75℃的热水或0.2～0.3 MPa(表压)的蒸汽。由于所需能源的品位低，所以太阳能、风能、水能、地热能等等都是可以在空调系统中加以利用的。

其次，由于空调系统存在同时需要冷(热)量和放出冷(热)量的过程，所以对整个空调系统进行有效的热回收，可以大大提高能源有效利用率。

再有就是空调系统的许多能耗是由不合理的设计以及运行所带来的。比如，定风量空调系统室内负荷减少时，本应减少风量，继而减少风机能耗，而该方案却风量不变，用加大再热量的办法来解决，显然能耗增加。所以，不合理的系统设计及运行方案会带来大量的无效能耗。

2 合理降低室内温湿度标准

夏季室内温度、相对湿度越低，空调系统设备能耗就越大。如果在空调设计中盲目追求舒适性，降低空调设计温度，则会增加能耗。因此，有必要合理确定空调设计温度，在符合规范要求并且满足舒适性要求的前提下尽可能减小能耗。表1是某办公楼在不同的室内设计温度、湿度与空调系统夏季负荷的关系。

表1 不同工况下的夏季空调冷负荷Table 1 Summer cooling load under different conditions

本办公楼空调设定温度为25℃，相对湿度50%，如果改为26℃、60%仍在舒适性范围内，但是冷负荷减少了12.7%。而在实测中发现室内平均温度为23℃，大部分房间温度过低，因此采用该措施节能潜力很大。

3 空调负荷应该严格按照规范强制条文规定进行计算

在暖通空调设计中，滥用单位冷负荷指标进行夏季冷负荷估算的现象十分普遍。根据经验来看，估算的结果往往偏大。比如某些办公楼夏季空调设计冷负荷指标可以达到150 W/m2，甚至200 W/m2。《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调·动力)》(2003版)第1.3.2条提供了各类建筑总建筑面积空调冷负荷指标，其中办公楼为85～100 W/m2。

估算结果偏大即总负荷偏大，导致了主机选择过大，整个输送系统设计过大，末端设备选择过大，从而带来的能耗过大问题便是显而易见的了。在这样的不合理设计基础上，不管再采用多少节能新技术都会显得舍本逐末。

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(2012版)第7.2.1条强制性规定“除在方案设计或初步设计阶段可使用热、冷负荷指标进行必要的估算外，施工图设计阶段应对空调区的冬季热负荷和夏季逐时冷负荷进行计算。”第7.2.10条强制规定“空调区的夏季冷负荷，应按空调区各项逐时冷负荷的综合最大值确定。而《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调·动力)》(2009版)，也已经将采暖、通风、空气调节方案设计估算指标这一章节删去。所以，暖通空调设计人员应从节能减排的大局出发，严格执行规范强制性条文，认真详细地进行空调负荷计算，为整个系统设计的经济合理性打下良好的基础。

4 合理的新风控制以及正确利用室外新风免费供冷

控制新风和正确利用室外新风是空调系统最有效的节能措施之一。空调系统冬夏取用的最小新风量是根据人体卫生条件要求，用来冲淡有害物、补偿局部排风、保证空调房间一定正压值而制定的。过去，空调系统室外新风量取30 m3/(h·人)，该值是根据室内二氧化碳气体允许浓度值(0.1% ～0.15%)，综合考虑温湿度及粉尘、气味的影响制定的。在当前能源紧张的情况下，很多国家降低最小新风量标准的呼声很强烈，并且有些已经付诸实施。

日本规定20 m3/(h·人);美国节能指南中提出，一般建筑(小住宅除外)最小新风量为8.5 m3/(h·人);而我国在《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(2012版)中根据房间用途不同，提出了新的合理的数值。

为了控制新风量，可以采用二氧化碳浓度控制装置。根据室内人数变动(二氧化碳浓度变动)自动控制新风量，并控制回风、排风阀门动作，以保持风平衡，可以有效避免人员密度变化大所造成的能量浪费。

以某建筑面积约3万m2的百货大楼为例，分别选择三种空调运行调节方案:一是把新风阀门固定在设计新风量开度上;另一种是平日手动半开新风阀门，假日手动全开;还有一种是根据客流大小用二氧化碳浓度传感器控制新风阀门开度，使室内二氧化碳气体浓度保持在0.08% ～0.1%。三种方案能耗情况比较见表2。

表2 不同新风调节方式所消耗的能量比较(GJ/季)Table 2 Comparison of different energy consumed fresh air conditioning mode

可见，自动控制新风阀门比固定新风阀门最热月系统冷负荷减少近1/4，最冷月系统冷负荷减少近68%，这一数字是相当可观的。

另外，当室外空气焓值低于室内空气焓值，而室内冷负荷又为正时(通常在过渡季)或冬季内区发热量较大的建筑(如大的商场、会堂、剧场等)需要供冷时，空调系统可以利用室外新风所具有的供冷能力代替人工制冷向建筑供应冷量，推迟人工冷源使用时间，节约人工冷源的能耗。

5 合理减少输送系统的能耗

好多空调系统运行时，水系统(或风系统)存在大流量小温差的问题。比如，有些项目，夏季冷水系统的供回水温差仅为1～2℃，最好的也只有3℃。水流量却达到设计流量的1.3倍;而水输送系统的能耗在整个空调能耗中的比例是可观的。由此可见输送系统的节能潜力也是很大的。

采用变流量技术，不改变管路特性，改善水泵运行工况使其保持在最高效率点运行，以达到节能的目的。由于流量的变化与功率的变化比为三次方关系，因此对于该空调系统，减小水流量就能保证水系统设备能耗明显降低。

6 结束语

近年来，一些新的节能技术已在实际工程中大规模推广应用，但有很大一部分项目并没有取得很好的节能效果，很多采用了节能新技术的样板工程，其空调能耗指标却远高于普通的非节能建筑。原因是好多项目为了贴上节能、绿色、环保的标签，不顾实际情况和适用条件，盲目跟风、追求“亮点”，由此便出现了“节能建筑不节能”怪现象。另一方面，在新的建筑空调节能技术层出不穷的同时，一些简单又行之有效的节能措施因没有“亮点”而得不到足够的重视。

应该指出，建筑的节能设计应充分考虑其实际情况，因为在采用某种节能措施的同时，往往伴随着某些设备、材料等投入，应该通过综合技术经济性比较，合理选择空调技术方案，而不能盲目照抄照搬。

［1］陆亚俊，马最良，姚杨.空调工程中的制冷技术［M］.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2007.

［2］住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调·动力)［M］.北京:中国计划出版社，2009.

［3］李兆坚，江亿.我国广义建筑能耗状况的分析与思考［J］.建筑学报，2006(7):30-33.

［4］张恩祥，李春旺，陈淑琴，等.办公建筑空调系统能耗评价及节能潜力分析［J］.节能技术，2008，26(4):295-320.