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摘要：随着我国经济的发展和办公条件的不断改善，办公大楼中中央空调的广泛运用，使得办公成本不断增加，而且造成了很大的资源消耗。因而节能改造成为当务之急。本文分析了影响空调系统能源消耗的关键因素，并阐述了办公大楼中央空调节能改造技术的方案，具体包括系统的选择、设备的选配及系统的运行管理等方面，通过相关阐述，以期对办公大楼的空调系统的设计及运行管理中的节能起到一定的参考价值。
关键词：办公大楼中央空调节能改造技术
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，特别是办公大楼中的空调用电占总用电总量的比例不断上升，空调能耗已占总能耗20％左右，因而空调节能技术改造成为当务之急。同时，在办公大楼中央空调系统的设计和空调设备选择过程中，应以空调最大负荷作为设计工况，随着实际的需求进行调节，现实中由于各方面的原因，空调运行中存在着很多高能耗的现象。因此，办公大楼中央空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行以及在系统设计中对设备进行节能选配，成为中央空调节能的重要环节。中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统，虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水，但是，经过10层楼的循环水返回地下室水箱后，压力将从0.5MPa下降为0，造成静压损失，下次循环需重新泵送，增加了输出功率。另外，30m³的冷冻水箱换热面积大，保温措施不当，造成冷冻水冷量损失大，增加了冷水机组压缩机的数量。
1.办公大楼中央空调系统的节能运行改造
办公大楼中央空调系统的节能运行主要可从以下几个方面考虑
1.1系统的选择
在办公大楼中央大楼的空调系统设计过程中，应选定空调方案或者系统方式将节能作为中央空调设计的重要依据之一。办公大楼的中央空调能耗一般包括三部分：空调冷热源、空调机组及末端设备和水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的50%左右，这方面是中央空调节能的主要内容，因此，在办公大楼中央空调系统的设计和选取中应注重系统的选择。办公楼中央空调系统设置情况考虑到大楼办公和商业的运行时间不同以及计费的需要，将办公与商业空调系统分开，而且两栋大楼的商业不是一个业主，商业部分又单独设置空调系统，因此，一般可以将办公大楼的中央空调设置若干个个空调系统，编号分别为系统1、2、3等，几个空调系统设置在地下二层的冷冻机房。其中两栋楼的塔楼设置一个空调系统为系统1，每栋楼的裙楼分别设置了一个空调系统，A栋群楼为系统2，B栋群楼为系统3。
1.2 采用冰蓄能系统
冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，因而可节约运行费用但不节能；如采用再冷式冰蓄能系统则因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，即可节约运行费用又可节能。
1.3 采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗
在办公大楼中央空调系统运行过程中，全空气空调系统的设计要求确定运输到空调输入空间，经过一定数量的空气设置处理，吸收室内的余热和余湿，以便保持所需的室内温度和湿度的空气的数量。当室内残留的热值的变化和室内的温度保持恒定，可以采用：一是恒定的空气量：将空气容积L固定，改变供给空气的温度。二是变风量。通过固定送风温度，使得空气流向发生变化。变风量空调（VAV）控制系统可以克服恒定的空气量系统的许多不足之处，它可以根据每个房间的温度要求进行温度控制的调节，通过不断调节空气量，以满足办公大楼不同区域负载变化的需求。通过不断调节中央空调空气调节设备的运行能力，在这种方式中，可以进一步地减少能量消耗，可以节省设备投资的成本，达到舒适，节能效果。
1.4 根据能源政策、能耗指标合理选择冷热源
在办公大楼中央空调制冷机组的选择方面，应根据国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制使用燃煤锅炉产品。同时，我们可以积极发展太阳能空调机组和燃气空调。一是太阳能空调。使用内置的太阳能热水器，在太阳能空调应用程序的基础上，可以充分利用太阳能制冷和制热。二是燃气空调。燃气空调有利于削减夏季用电高峰，填补夏季燃气槽的好处。三是水源热泵系统。水源热泵系统空调系统是一种水冷式的整体式冷却/加热装置，通过冷却/加热循环，保证中央空调的常年运行空气调节设备，达到节能高效的效果。
2.空调系统设计中的设备节能选配方案
2.1 离心式冷水机组的选择
在办公大楼中央空调系统的设计过程中，应该注重提倡使用节能制冷机，但也反对盲目追求能源效率。在实际操作过程中，应结合当前的经济发展水平，选取高效的离心式冷水机组以及系统运行方法。在实际中，有很多蒸汽压缩式冷水机组满的负荷效率存在很大的差异。因此，办公大楼中央空调的冷水机组的选择，必须注意不同的条件下对制冷机及空调机组性能的影响，考虑并满足气候和水质条件的要求，以保证设备长期高效的运行。
2.2 末端设备
国内风机的线圈和机盘与国外同类产品相比，在整体水平方面相差无几，但与国外先进水平相比的主要差距表现在空调的耗电量、盘管重量和噪声等。因此，在办公大楼中央空调的设计过程中，应该注重空调系统的重量设计、单位风机功率制冷供热机组的选择。中央空调系统机组应选用本机组风机风量、空调机组风机风量，合理搭配风压，减少空调系统运行过程中的传热系数。
2.3 冷冻水泵
办公大楼中央空调水系统的能耗约占空调总能耗的20％，在一般公众和民间建筑中，空调水系统的能耗约占空调总能耗占15％左右。此外，中央空調水系统节能还具有非常重要的意义。在办公大楼中央空调系统建设设计和施工过程中，除了要注意中央空调水系统设计，科学地进行水系统回路设计，并采取适当的措施，以确保每个循环水系统水力平衡，使得办公大楼中央空调节能变频调速水泵变流量运行。关于冷冻水循环系统的节能改造，包括以下几个方面：一是取消原30m³的玻璃钢冷冻水箱，系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，以避免静压损失，将冷冻水循环系统改为闭式循环。二是为容纳系统的水因膨胀而增加的体积，同时也是为了稳定系统压力，增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L，并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管，水箱的自动补水高度为250mm。三是为消除系统内空气，在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个ZP-Ⅱ型DN15自动空气排放阀。冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。四是冷冻水泵的改型。冷水机组冷冻水设计额定流量为120m3/h，进水冷却塔自来水箱膨胀水箱压力为0.5—0.7MPa，最高冷冻水循环高度为38m。根据设计规范，水泵的流量为额定流量的1.1—1.2倍，扬程H为供回水管最不利环路的总水压降的1.1—1.2倍。
3.系统运行过程中的节能
3.1 加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法
在办公大楼中央空调系统运行的过程中，中央空调的能源消耗在很大程度上是因为空调系统管理不善以及计量方法不科学造成的。办公大楼中央空调运行系统的各项规章制度和节能措施，直接关系到空调运行系统的技术质量。因此，应加强办公大楼中央空调操作人员的培训，完善中央空调的质量管理，实行许可证制度，保证中央空调操作人员按规定操作。此外，要积极完善中央空调系统计量收费，在欧美和其他国家（地区）的热计量是一项成熟的节能技术，根据有关调查数据表明：实施集中的中央空调计量收费，可以使中央空调系统的节能率保持在15%左右。
3.2 通过控制设备进行调节控制
当前，电能计量收费制度的改革，如何正确配备一个控制装置的室内空调系统，装配温控阀，对于办公大楼中央空调系统的节能高效运行显得至关重要。高效节能包公大楼中央空调系统的控制设备应配置相应调节设备和系统，实时进行系统调整，具体包括自力式流量控制阀，压力控制阀，温度控制阀等。在具体操作中，应在控制模式的基础上，结合中央空调系统建设的具体特点，充分考虑气候条件、使用状态的灵活性等。在中央空调系统管理过程中，应考虑有关年度的经营管理、过渡季节运行、室外空气的利用以及新风量的控制和利用；在中央空调系统的日常运作和管理过程中，主要考虑中央空调的日常节能运行模式，重视室外温度的变化，这样可以为中央空调系统高效节能运行提供一个合理的自动控制系统以及手动调节系统。
3.3 利用建筑构造实现节能
一是合理控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数。根据热量消耗的具体要求，合理控制办公大楼中央空调系统建设的总消费量，保持占总消费量的35％—45％。在办公大楼中央空调系统施工前的設计，确保室内照明，保证合理的窗墙比的前提下。二是提高门窗的气密性。应保持窗户和门的良好气密性，加强额外的密闭条是提高门窗的气密性的重要手段之一。第三，充分使用节能环保的建筑节能材料。在中央空调系统建设过程中，使用环保节能的建筑材料，可以有效地减少热传递，通过建筑围护结构降低空调负荷，增强空调主要设备的运行能力，实现办公大楼中央空调的节能效果。
3.4 中央空调冷却水循环系统的节能改造
一是在办公大楼中央空调系统中，取消原30m³的冷却水箱，使系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，减少静压损失。二是在冷却塔接水盘上安装一条由浮球阀控制的自动补水管和一条由闸阀控制的急速补水管，以补偿系统的水损耗。三是冷却水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。
4. 结语
节能和环保是实现可持续发展的关键。作为能源使用大的中央空调，其能耗一直占能源消费总量的20％左右，因此，实行中央空调节能技术改造的意义是巨大的。从可持续发展的理论而言，中央空调系统在设计和安装方面应该做到如何适应的能源效能高的需求，在中央空调系统的负荷运行及空调节能系统的设计上选择节能设备，已达到节约能源，降低运营成本的目的。在办公楼的中央空调系统的设计和管理过程中，节能降耗问题应引起足够的重视，积极进行空调系统节能改造，促进节能降耗。
参考文献[1]陆亚俊.暖通空调[M].中国建筑工业出版社,2007.
[2]朱颖心.建筑环境学[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3]何佳德.建筑节能设计[M].中国建筑工业出版社，2009.
关键词：办公大楼中央空调节能改造技术
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，特别是办公大楼中的空调用电占总用电总量的比例不断上升，空调能耗已占总能耗20％左右，因而空调节能技术改造成为当务之急。同时，在办公大楼中央空调系统的设计和空调设备选择过程中，应以空调最大负荷作为设计工况，随着实际的需求进行调节，现实中由于各方面的原因，空调运行中存在着很多高能耗的现象。因此，办公大楼中央空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行以及在系统设计中对设备进行节能选配，成为中央空调节能的重要环节。中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统，虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水，但是，经过10层楼的循环水返回地下室水箱后，压力将从0.5MPa下降为0，造成静压损失，下次循环需重新泵送，增加了输出功率。另外，30m³的冷冻水箱换热面积大，保温措施不当，造成冷冻水冷量损失大，增加了冷水机组压缩机的数量。
1.办公大楼中央空调系统的节能运行改造
办公大楼中央空调系统的节能运行主要可从以下几个方面考虑
1.1系统的选择
在办公大楼中央大楼的空调系统设计过程中，应选定空调方案或者系统方式将节能作为中央空调设计的重要依据之一。办公大楼的中央空调能耗一般包括三部分：空调冷热源、空调机组及末端设备和水或空气输送系统。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的50%左右，这方面是中央空调节能的主要内容，因此，在办公大楼中央空调系统的设计和选取中应注重系统的选择。办公楼中央空调系统设置情况考虑到大楼办公和商业的运行时间不同以及计费的需要，将办公与商业空调系统分开，而且两栋大楼的商业不是一个业主，商业部分又单独设置空调系统，因此，一般可以将办公大楼的中央空调设置若干个个空调系统，编号分别为系统1、2、3等，几个空调系统设置在地下二层的冷冻机房。其中两栋楼的塔楼设置一个空调系统为系统1，每栋楼的裙楼分别设置了一个空调系统，A栋群楼为系统2，B栋群楼为系统3。
1.2 采用冰蓄能系统
冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，因而可节约运行费用但不节能；如采用再冷式冰蓄能系统则因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，即可节约运行费用又可节能。
1.3 采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗
在办公大楼中央空调系统运行过程中，全空气空调系统的设计要求确定运输到空调输入空间，经过一定数量的空气设置处理，吸收室内的余热和余湿，以便保持所需的室内温度和湿度的空气的数量。当室内残留的热值的变化和室内的温度保持恒定，可以采用：一是恒定的空气量：将空气容积L固定，改变供给空气的温度。二是变风量。通过固定送风温度，使得空气流向发生变化。变风量空调（VAV）控制系统可以克服恒定的空气量系统的许多不足之处，它可以根据每个房间的温度要求进行温度控制的调节，通过不断调节空气量，以满足办公大楼不同区域负载变化的需求。通过不断调节中央空调空气调节设备的运行能力，在这种方式中，可以进一步地减少能量消耗，可以节省设备投资的成本，达到舒适，节能效果。
1.4 根据能源政策、能耗指标合理选择冷热源
在办公大楼中央空调制冷机组的选择方面，应根据国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制使用燃煤锅炉产品。同时，我们可以积极发展太阳能空调机组和燃气空调。一是太阳能空调。使用内置的太阳能热水器，在太阳能空调应用程序的基础上，可以充分利用太阳能制冷和制热。二是燃气空调。燃气空调有利于削减夏季用电高峰，填补夏季燃气槽的好处。三是水源热泵系统。水源热泵系统空调系统是一种水冷式的整体式冷却/加热装置，通过冷却/加热循环，保证中央空调的常年运行空气调节设备，达到节能高效的效果。
2.空调系统设计中的设备节能选配方案
2.1 离心式冷水机组的选择
在办公大楼中央空调系统的设计过程中，应该注重提倡使用节能制冷机，但也反对盲目追求能源效率。在实际操作过程中，应结合当前的经济发展水平，选取高效的离心式冷水机组以及系统运行方法。在实际中，有很多蒸汽压缩式冷水机组满的负荷效率存在很大的差异。因此，办公大楼中央空调的冷水机组的选择，必须注意不同的条件下对制冷机及空调机组性能的影响，考虑并满足气候和水质条件的要求，以保证设备长期高效的运行。
2.2 末端设备
国内风机的线圈和机盘与国外同类产品相比，在整体水平方面相差无几，但与国外先进水平相比的主要差距表现在空调的耗电量、盘管重量和噪声等。因此，在办公大楼中央空调的设计过程中，应该注重空调系统的重量设计、单位风机功率制冷供热机组的选择。中央空调系统机组应选用本机组风机风量、空调机组风机风量，合理搭配风压，减少空调系统运行过程中的传热系数。
2.3 冷冻水泵
办公大楼中央空调水系统的能耗约占空调总能耗的20％，在一般公众和民间建筑中，空调水系统的能耗约占空调总能耗占15％左右。此外，中央空調水系统节能还具有非常重要的意义。在办公大楼中央空调系统建设设计和施工过程中，除了要注意中央空调水系统设计，科学地进行水系统回路设计，并采取适当的措施，以确保每个循环水系统水力平衡，使得办公大楼中央空调节能变频调速水泵变流量运行。关于冷冻水循环系统的节能改造，包括以下几个方面：一是取消原30m³的玻璃钢冷冻水箱，系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，以避免静压损失，将冷冻水循环系统改为闭式循环。二是为容纳系统的水因膨胀而增加的体积，同时也是为了稳定系统压力，增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L，并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管，水箱的自动补水高度为250mm。三是为消除系统内空气，在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个ZP-Ⅱ型DN15自动空气排放阀。冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。四是冷冻水泵的改型。冷水机组冷冻水设计额定流量为120m3/h，进水冷却塔自来水箱膨胀水箱压力为0.5—0.7MPa，最高冷冻水循环高度为38m。根据设计规范，水泵的流量为额定流量的1.1—1.2倍，扬程H为供回水管最不利环路的总水压降的1.1—1.2倍。
3.系统运行过程中的节能
3.1 加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法
在办公大楼中央空调系统运行的过程中，中央空调的能源消耗在很大程度上是因为空调系统管理不善以及计量方法不科学造成的。办公大楼中央空调运行系统的各项规章制度和节能措施，直接关系到空调运行系统的技术质量。因此，应加强办公大楼中央空调操作人员的培训，完善中央空调的质量管理，实行许可证制度，保证中央空调操作人员按规定操作。此外，要积极完善中央空调系统计量收费，在欧美和其他国家（地区）的热计量是一项成熟的节能技术，根据有关调查数据表明：实施集中的中央空调计量收费，可以使中央空调系统的节能率保持在15%左右。
3.2 通过控制设备进行调节控制
当前，电能计量收费制度的改革，如何正确配备一个控制装置的室内空调系统，装配温控阀，对于办公大楼中央空调系统的节能高效运行显得至关重要。高效节能包公大楼中央空调系统的控制设备应配置相应调节设备和系统，实时进行系统调整，具体包括自力式流量控制阀，压力控制阀，温度控制阀等。在具体操作中，应在控制模式的基础上，结合中央空调系统建设的具体特点，充分考虑气候条件、使用状态的灵活性等。在中央空调系统管理过程中，应考虑有关年度的经营管理、过渡季节运行、室外空气的利用以及新风量的控制和利用；在中央空调系统的日常运作和管理过程中，主要考虑中央空调的日常节能运行模式，重视室外温度的变化，这样可以为中央空调系统高效节能运行提供一个合理的自动控制系统以及手动调节系统。
3.3 利用建筑构造实现节能
一是合理控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数。根据热量消耗的具体要求，合理控制办公大楼中央空调系统建设的总消费量，保持占总消费量的35％—45％。在办公大楼中央空调系统施工前的設计，确保室内照明，保证合理的窗墙比的前提下。二是提高门窗的气密性。应保持窗户和门的良好气密性，加强额外的密闭条是提高门窗的气密性的重要手段之一。第三，充分使用节能环保的建筑节能材料。在中央空调系统建设过程中，使用环保节能的建筑材料，可以有效地减少热传递，通过建筑围护结构降低空调负荷，增强空调主要设备的运行能力，实现办公大楼中央空调的节能效果。
3.4 中央空调冷却水循环系统的节能改造
一是在办公大楼中央空调系统中，取消原30m³的冷却水箱，使系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，减少静压损失。二是在冷却塔接水盘上安装一条由浮球阀控制的自动补水管和一条由闸阀控制的急速补水管，以补偿系统的水损耗。三是冷却水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。
4. 结语
节能和环保是实现可持续发展的关键。作为能源使用大的中央空调，其能耗一直占能源消费总量的20％左右，因此，实行中央空调节能技术改造的意义是巨大的。从可持续发展的理论而言，中央空调系统在设计和安装方面应该做到如何适应的能源效能高的需求，在中央空调系统的负荷运行及空调节能系统的设计上选择节能设备，已达到节约能源，降低运营成本的目的。在办公楼的中央空调系统的设计和管理过程中，节能降耗问题应引起足够的重视，积极进行空调系统节能改造，促进节能降耗。
参考文献[1]陆亚俊.暖通空调[M].中国建筑工业出版社,2007.
[2]朱颖心.建筑环境学[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3]何佳德.建筑节能设计[M].中国建筑工业出版社，2009.