摘要：本文通过分析办公楼中央空调系统节能改造的意义，结合当前现状针对其节能改造进行了详细的说明，希望能够帮助有关企业找到节能的正确方法，坚定可持续发展的路线、降低空调能耗，进而提升办公楼的经济效益及环保价值。
关键词：办公楼；中央空调；节能；可持续发展
前言
当今社会，在可持续发展战略下，节能减排已成为各行各业的发展目标。空调的耗能在社会总耗能中占比达到20%，是整个社会都需要面对的问题，无论是在国家政策及还是社会环境下，对空调系统进行节能改造都是必然趋势。在办公楼中，中央空调系统节能也是有关企业面临的主要问题，下面进行详细说明。
一、办公楼中央空调系统的节能改造的意义
在我国的各大城市中，为了满足各行各业的工作需求，都需要建造大量的办公楼，其存在的价值就在于满足办公人员工作、学习，其在日常运行中需要大量的电能，不仅是电脑、打印机等办公设备会耗费能源，中央空调的耗能也应受到重视。据统计，办公楼内中央空调的耗能占据总耗能的55%，超出一半能耗。由此可见，中央空调节能改造的重要性。
中央空调的研发初衷就是为了满足人民对于温度的需要。举例来说，在重庆、南京、上海、武汉及长沙等地，夏季最高温能达到37摄氏度左右，无论是办公楼还是居民生活空间都面临着不小的挑战。酷热的环境不仅会影响舒适度，还有可能会引发健康问题。在办公楼中，空气流动性差等问题都会使高温问题加剧，有关工作人员的工作环境受到威胁，而中央空调可以有效对温度进行调节，满足人民日常工作及生活需求，但能耗问题也随之而来，威胁着世界能源产量及资源现状[1]。在国际中，部分国家已经着手研制应用可再生能源的系统，可以通过对太阳能、海洋能及自然风力等进行能量转换，满足人民对于温度的需求。应用太阳能及风力是两种最为节能的方法，且能最大限度的降低对环境的破坏，是重要的可持续发展的手段。在未来，此种技术若能够广泛应用于办公楼，将会大大降低国家能耗，缓解能源紧张现状，所以有关研发企业应加强对可再生能源的研究，将其融入到中央空调系统中，不断改进及完善设备性能及节能技术，推动节能事业进步。
二、办公楼中央空调系统现状
一般情况下，办公楼的建造都是采取半封闭式的结构设计，并且部分区域由于与通风口距离较远，实际的通风效果并不理想，在夏季这种状况会更加明显，这就需要安装中央空调进行温度调节，保证正常室内温度，为办公人员提供良好的工作环境，满足其使用需求[2]。中央空调系统的设计通常会留下一定的“余量”，即在最大负荷的基础上留有余地，保证在特殊情况下能够正常使用，一般为20%-35%。但是在实际的运行环境中，达到最大使用量的天数不过占总使用天数的3%甚至更低，耗能最多时也仅能达到70%的负荷。但是在系统内部，却存在与之完全相反的状况。以冷冻泵等部件为例，其在面对不同温度需要时不能进行自动调节，在使用时就呈现满负荷状态，这样会造成极大的能耗。在空调系统中，在条件允许时可以通过降低阀门使用频次和定期清理过滤器的方法实现节能，避免污垢堵住出水口，增加能耗。总而言之，能源在社会及国家的发展中占据重要位置，从中央空调的节能入手，不断改造相关设备及技术，能够有效缓解当前社会能源需求现状。有关办公楼经营者应认识到能耗问题的重要性，积极寻求节能办法。
三、办公楼中央空调系统的节能改造方案
（一）冷冻水系统的节能改造
一般情况下，中央空调水系统包括冷冻水和冷却水两种，二者间相互独立运行。在空调的总体耗能中，水循环系统的能耗最大，所以要进行节能改造就要先从水系统入手，降低能耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在大多数办公楼的中央空调系统中，冷冻水系统的能耗都表现在设计扬程和流量大上，所以在改造中应重点解决这两方面的问题，通过替换部件等方法降低能耗。举例来说，南京市某办公楼所应用的主机是螺杆制冷、水系统是一次泵定流量类型、风机控制需要手动且水系统不能自动控制，在日常使用中发现能耗偏大，进而开展节能改造活动。在季节交替等温差变化较大情况下，该楼的系统总体耗能明显，在此情况下有关技术人员进行了分析：由于缺乏自动控制系统，所以大部分设备经常处于工作状态，再加上水系统的定流，使得水泵耗能严重，且压力较大极有可能产生损坏问题。对于此类状况，有关技术人员可以从以下两方面进行节能改造：一方面，减小水系统流量及扬程。在改造中要重视不同支路的需求，通过合理的流量分配降低能耗。另一方面，替换水泵，降低功率。在大部分中央空调设计中，最开始为了满足能量需求都会使用较大功率的水泵，有关企业可以结合实际能量需求进行改造，替换部件降低功率，在满足使用的基础上节约能源。在改造后，有关企业还应加强改造后的监测，避免因动力不足引发故障，影响正常办公。可以对水循环系统中的各支路的压力进行分析，通过压力差调控各路扬程及流量；也可以对水泵进行检验，结合系统主机的功率合理分析，避免出现“小功率、高能耗”问题的出现。
（二）智能化控制改造
在实际的节能改造中，还可以通过智能化的控制进行改造，利用楼宇控制及计算机原理进行数据采集及分析，进而实现控制[3]。举例来说，湖北省某办公楼就花费大笔资金引进了一系列智能控制设备，对整体楼宇实行了智能化的监控和管理，同时，负责该楼改造的技术人员还在分、集水器间安装了传感器，以便随时监测水压差，确保安全、平稳系统运行，经检测该楼空调系统的能耗降低了20%，实际应用效果较好。尽管智能设备的应用能够有效缓解楼宇中央空调系统能耗问题，但是购置设备的资金需求很大，市场价均在几百万元以上，且安装并调试好这一系列的设备也需要较长时间，对于大部分办公楼的改造来说还需要充分考虑。与此同时，对于部分系统可以进行智能化的改造，降低资金需求。例如，可以在原有的系统中安装电能电动阀门及温度传感器，方便技术人员能够随时检验系统状态，在阀门中应用PLC信号进行控制，使其能根据温度变化进行自动调整，达到节能目标。也可以将机械按键转换为触摸控制屏幕，方便技术人员进行温度、转速调节，这样不仅能降低能耗，还能在很大程度上减轻有关工作人员的工作压力，在有限的资金使用范围内尽可能实现智能化，提高中央空调的系统运行质量及效率，延长机械使用寿命。我国当前也在不断改进智能产品，有关部门已经要求部分企业应用智能控制系统以节约能源，通常其构成为GPRS、CPU、16C550串行接口及输出输入模块，能够根据实际温差调节温度，科学设置送风量，进而保证能源的“不浪费”，应用效果较为理想，但是当前大部分企业还无法应用此类设备，还需进一步加强对技术和设备的研发，增强其适用性，全面改善我国空调能源使用现状。
（三）变频调节的改造
除了应用智能化设备及替换部件，还可以通过变频调节实现节能目标。有关企业可以调节水循环和冷却塔风机的变频，其工作原理如下：将变频系统与PLC信号组合在一起，形成控制中心；水循环系统应用自动调控装置，由水温和水压传感器传递PLC信号；变频系统接受信号后进行分析，进而对水泵进行调节，通过转速改善压力。借助此原理，技术人员需要在楼宇的控制系统中安装变频设备，由于冷却和冷冻水系统是相互独立的，所以要安装两台设备，以保障水温及水压的有效传递。在实际的应用中，若冷却水系统的出水温度与回水温度存在较大差别，就说明此时冷冻机械的热能较大，室内温度较高，应适当增加水泵转速，帮助水循环系统快速降温；反之就要减小转速，节约能源。某办公楼应用这种方法取得了很好的节能效果，且在实际的温度调节中工作正常。下面对该楼节能情况进行说明：在水泵变频中一共花费22000元资金支持，从2018年3月至今全年节电率为52.09%，节省电费共22310元，很好的抵偿了前期设备投入，并且在未来能够继续节约用电，具有很好的经济效益。在水循环中共花费13500元，节省7712单位电力，节电率为30.64%，由于该系统存在季节性使用状况，所以抵偿设备投入还需一段时间（作为参考：本年度共使用3.5个月，节省了4859元电费，预计在未来两年半能够抵偿掉设备投入）；同时，在设备应用中，还发现水资源也得到了节约，水质劣化速度变慢。由此可见，通过以上方法能够有效提升节能水平，还能在较短时间内获得节能回报，不仅具备较强的技术含量，还能有效降低楼宇整体耗能，进而减少能量使用，促进社会可持续发展。
结论
综上所述，有关企业也要积极配合国家对节能减排、可持续发展的宣传，加强对环保的认识，积极进行中央空调的节能改造。与此同时，也要鼓励员工增强节能意识，提高能源利用率，进而获得可持续发展能力。
参考文献
[1]王伟晗,尹守迁,常福跃,等.中央空调节能技术改造在大中型客运站的应用分析[J].上海节能,2018(12):1012-1017.
[2]谭激.大型公共建筑中央空调节能设计控制策略探析[J].智能建筑与智慧城市,2018(11):44-45.
[3]周攀,陆俞辰,卢东亮,等.中央空调节能途径分析研究[J].科技视界,2018(27):96-97.
论文作者:杨志臻
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/30
标签：节能论文; 中央空调论文; 办公楼论文; 系统论文; 设备论文; 温度论文; 水循环论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;