高胜利

(中机十院国际工程有限公司，河南 洛阳 471000)

1 引言

经济的发展离不开能源的持续供给。我国近年来国民生产总值持续飞速增长，在改善人民生活的同时，也带来了能源的损耗。在目前我国的社会总体能耗当中，暖通空调所造成的能耗占据较大的比例。暖通空调的能耗也是办公建筑当中能耗的重要组成部分，就目前来说，建筑方面的能耗，占据了全国总能耗的40%左右。因此，在未来的发展当中，降低建筑能耗是基本的趋势，也是未来研究的重点方向。在其中起到重大影响作用的暖通空调节能，将会极大的影响到工作的开展。世界各国针对不同地区、不同特性的采暖、通风、空调等方面的新型节能技术，都在积极进行着拓展与研究。因此，在这种背景之下，对办公建筑当中的空调利用情况进行优化，可以更好的改善能源损耗问题。

2 办公建筑中制冷空调能耗产生原因

目前在大部分的办公建筑当中，为了使得室内的环境更加舒适，往往会采用大量的空调系统，这也就使得建筑能耗会大大增加。根据不完全统计，在发达国家，办公建筑当中的空调能耗占据建筑总能耗的70%左右。也就是说，空调能耗将占据全国总能耗的20%以上，这是一个较大的份额。结合大量的参考文献，可以发现，目前在大部分的办公建筑当中，暖通空调所造成的能耗，主要是在于空调系统是否能够达到合理配置，以及空调系统冷、热负荷情况。在这几个要素当中，对空调系统进行配置的同时，往往需要以空调的负荷作为配置的依据。由此，可以推出，如果想要达到合理的建筑能耗，可以从暖通空调的能耗上着手，而暖通空调的能耗，则取决于空调的冷热负荷。因此，在建筑物建造初期，可以从建筑物的具体位置、门窗的材料等方面减少空调负荷。本文将针对办公建筑当中的制冷空调节能，进行具体的实践研究。

3 办公建筑制冷空调节能实践研究

3.1 研究对象

本研究当中所涉及到的办公建筑，选取为中国工业机械研究院的某办公楼。结合办公建筑当中制冷空调的使用情况，对具体的节能问题进行了实践研究。

3.2 制冷空调节能技术研究设计思路

在整体的节能技术设计思路当中首先考虑到的是，针对空调负荷进行降低。此时首先要做到的就是削峰填谷，将空调的负荷转移到电力的低谷时段。目前很多地区都已经进行了不同时段的电力价格响应，也就是说，可以根据不同时段调整合理的用电需求，实时分时电价等方面的政策。一般来说在一个普通城市当中，用电的高峰时段是从8:00～13:00之间，另外的高峰时段是从17:00～22:00之间。一般来说，对谷段时段的划分和判断主要是依据该时段的用电量在一天的周期内往往是属于用电较少的阶段，这一阶段通常是0:00～8:00，总计8 h。该时段居民由于休息，使得对家用电器的使用频率较低，用电量则属于低谷。除此之外，其他的时段则归属于平段，一般来说平段的时长为6 h左右。需要指出的是，在对时段的划分上由于不同区域用电特征和习惯，划分标准也具有着一定的差异。

冷负荷与空调系统运行的总功率最小值呈现对应关系，这就使得在针对峰段时段的暖通空调系统总功率进行降低时，需要进行削峰处理，也就是需要对该时段的建筑冷负荷进行针对性的降低。在传统的暖通空调系统设置框架下，为了尽可能的保持室内空间的舒适度，一般是对室内温度控制进行恒定处理，确保室内温度保持在可允许温度的上限。而当室内温度超过这一恒定值时，那么对于建筑的冷负荷来说，则呈现为既定的曲线状态，而在这一状态下，无法进行削峰处理。因此从这个角度上来说，为了达到对建筑的冷负荷曲线进行削峰，那么就需要对原有的恒定室内温度现进行恒定曲线调整。通过这种方式，预计可以通过与电力峰值的有效结合，达到一方面降低建筑能耗，一方面节省电力开支的目的。下面将结合具体的实践结果进行论证。预想的最好效果是：借助这种方式，可以有效达到降低能耗的目的，同时，也可以节约整体办公建筑的电力开支费用。

3.3 研究基础数据设定

在本次选定的办公建筑当中，根据笔者的观察，一般来说，虽然上班时间为9:00～17:30，但是大部分情况下，从7:00开始，一直到19:00，都有人员出入办公场所。因此结合本栋建筑的实际情况，将研究的时间段选为7:00～19:00之间。另外在具体的研究中，笔者选择了其中一间人数较为平均的办公室，作为研究场所。在夏季屋内温度设定一般为22～26 ℃之间，因此，取其值为24 ℃。研究的时间段为6月下旬，研究场所地处中国中部地区，因此将室内温度设为33 ℃。在进行基础设置的时候，假定在7:00之前，办公场所没有人员活动，在19:00之后，办公场所也没有人员活动。

3.4 实施效果分析

本次研究过程中，选取日常温度设定情况与优化后温度设定情况的研究结果进行对比。结合上文中的数据设定，将日常温度设定情况设置为：7:00前与19:00之后，室内温度为33 ℃。7:00与19:00之间，室内空调温度设定为24 ℃。另外，我们将优化后的温度设定为：结合电价情况，在4:00～7:00之间，对空调系统进行预冷。也就是提前将室内空调系统开启，以20 ℃的温度提前预冷3～4 h左右。在8:00之后，将室内空调系统的温度设定为25 ℃，在13:00～17:00之间，将温度设置为24 ℃。在17:00～19:00之间，将温度设置为25 ℃。19:00之后的温度，依然为普通关闭空调系统状态下的室内温度也就是33 ℃。具体的对比情况见图1。

图1 普通办公温度设定与优化温度设定对比

为了能够对具体的优化结果进行检测，我们对两种不同情况下的建筑冷负荷分别进行了测定，具体的分析结果，汇总于图2当中。从图中我们可以很清晰的看到，从7:00～19:00之间，普通温度设定模式下的建筑冷负荷，要明显高于优化之后的建筑冷负荷。唯一出现不同的地方就是在优化后的温度设定，是提前开始遇冷，此时建筑冷负荷要大大高于普通情况下的冷负荷值，在图中可以看到，在5:00时，普通情况下的建筑冷负荷，仍然为0，优化后的建筑冷负荷，已经达到了365.31 kW。但是，随着空调系统的逐渐运行，这种差距产生了明显的变化，普通温度设定情况下的建筑冷负荷，在逐渐攀升，到了17:00左右的时候，明显达到了高峰，根据我们的分析结果，在16:00时，为373.45 kW，其后慢慢下降，但幅度并不大。优化后的建筑冷负荷，虽然在7:00之后同样也在不断攀升，但其攀升的幅度要远低于普通情况下的建筑冷负荷。通过图2可以清晰地看到，进行空调系统温度的优化，可以有效降低建筑能耗。

图2 普通办公建筑冷负荷与优化后建筑冷负荷对比

4 结语

随着能源的大量损耗，节能技术已经在社会各界引起了广泛关注。在未来的发展当中，在建筑能耗当中占据了较大比重的暖通空调能耗，必将成为节能的重点工作，也将成为我们的研究目标。因此，本文针对夏季制冷空调系统，在办公建筑当中的利用情况进行了具体的研究与优化，通过实践分析证明，有效地对空调系统进行预设定，将会使得整体能耗有效降低。通过这种方式，可以使得办公建筑在夏季空调能耗方面有所降低。希望能够为同行起到一定的借鉴作用，为推动我国暖通空调节能技术的进一步发展做出贡献。