摘要：以我校將要建設的小型智能化中央空調實驗室工程為例，探討此類建筑的節(jié)能措施與其原理，比較了幾種常用的熱回收設備的性能，指出了目前空調設計與應用的嚴重脫節(jié)，說明中央空調節(jié)能的措施及重大意義。

　　關鍵詞：智能化 中央空調 節(jié)能 措施 原理

　　1. 智能化中央空調節(jié)能意義

　　重大空氣調節(jié)是智能建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可或缺的重要環(huán)節(jié)。在智能建筑中，HVAC各系統的監(jiān)控點數量常常占全樓監(jiān)控點總數的50%以上；HVAC各系統的耗電量常常占全樓總耗電量的50%以上。由此可見，HVAC各系統在智能建筑的一次投資和運行費用中占有極其重要的位置。在不少建筑物中，或在建筑物的建設階段，BMS（樓宇管理系統）本身常常是整個智能化樓宇管理系統（IBMS）的主導成分，而HVAC各系統的控制部分又是BAS或BMS系統的主導成分；對于這類建筑，HVAC控制系統的位置就更是舉足輕重。在智能建筑中實現節(jié)電節(jié)能，特別是耗電耗能大戶──空調實現節(jié)電節(jié)能，本應是業(yè)主投資計算機控制（亦即使建筑具有“智能化”）所能期待的主要回報內容之一；然而目前國內在智能建筑的建設中，真正能做到這一點的是鳳毛麟角。也就是說，只有極少數智能建筑（屈指可數�。�實現了節(jié)電節(jié)能，大多數智能建筑并沒有實現節(jié)電節(jié)能這一理應實現的回報�，F在我們就從本文以小見大來探討一下智能化中空調之節(jié)能。

　　1.1 空調及其控制系統的運行情況遠不理想

　　據調查所得：用戶對樓宇自控系統運行情況的評價是：滿意的僅占30%，一般的占40%，差的竟占到30%.在調查中發(fā)現：除少數建筑物技術先進、運行良好外，普遍存在著各種各樣的問題：有的技術不先進，有的在運行中存在嚴重缺陷，有的根本不能開通。經投入巨資設計安裝的計算機控制系統，如果根本不能開通，或者在運行一段時 間后由于這樣那樣的故障而被拆除，這不能不說是一種嚴重的教訓，有關各方都應正視問題、認真分析原因并采取切實有效的措施，避免重復發(fā)生。應該指出，空調及其控制系統在運行中出現問題并非我們國家所獨有。一位英國專家，Building Energy Management Systems（建筑能量管理系統）一書的作者，G.J.Levermore在他著作的前言中寫到：“我確實經常詢問設計人員、用戶和學生們，他們是否知道任何建筑物在調試后運行良好，然而回答是極為稀少。我希望我的書會幫助減輕此類問題�！痹谖覈�的智能建筑中，由于發(fā)展極為迅速，而市場管理和技術管理等方面又存在著一定程度的混亂，因此所暴露出來的問題就更廣、更深、更嚴重一些。

　　1.2 空調自控設計與空調設計嚴重脫節(jié)

　　在智能中央空調中，其自控系統的工程實施，目前大體上經過下列工程步驟：由土建設計院的暖通空調專業(yè)人員進行空調設計，并提出空調自控要求，有設計院自控專業(yè)人員進行空調自控設計，由自控設備廠商進行控制部分的方案設計和施工圖設計，并由自控設備廠商進行控制部分的安裝調試，然后移交給物業(yè)管理部門進行運行管理。在上述的工程環(huán)節(jié)中，需涉及的單位包括括設計院，土建施工單位，設備安裝單位，自控廠商等，當然還有起決定和控制作用的業(yè)主。這其中本應形成密切配合，一環(huán)扣一環(huán)的，平滑運轉的鏈條，然而，實踐證明：其中各個重要環(huán)節(jié)常常嚴重脫節(jié)，遺留后患，并給樓宇自動化系統的正常運行和節(jié)能效果帶來嚴重問題。脫節(jié)現象常常表現為：

　　（1）設計院暖通空調專業(yè)人員對自控專業(yè)提的要求往往深度不夠；

　　（2）設備安裝單位的設備安裝工作未按規(guī)程進行，在安裝完畢之后對各個風系統和水系統并未進行認真的測試和平衡；

　　（3）自控設備供應廠商，在競標時，往往“什么工作都能做”；但在工程實施時，或者缺乏必要的專業(yè)人才，或者工程人員比例嚴重不足，因而無力針對具體工程進行具體分析，常常憑借一些“copy”來的東西甚至未經消化來應付工程。自控設備廠商的調試工作也普遍不到位：比如針對建筑物特性和具體管網特征的一些參數選擇粗糙，夏季、冬季和過度季節(jié)等不同空調工況普遍未進行足夠調試等等。

　　1.3 設計體制有待調整

　　暖通空調系統的自動控制系統的設計，特別是暖通空調系統的計算機控制系統的設計，是建立在系統日常運行的基礎上的，也就是說，本質上是一種非穩(wěn)態(tài)的動態(tài)設計。計算機控制系統要求動態(tài)分析資料，而暖通空調設計提供的是有限的穩(wěn)態(tài)數據──這大約是當前智能建筑建設中，暖通空調系統設計與暖通空調系統控制系統設計嚴重脫節(jié)的重要原因。

　　2.中央空調系統大致構成中央空調系統主要由以下幾部分組成：

　　2.1 冷凍主機與冷卻水塔

　　a、冷凍主機

　　冷凍主機也叫致冷裝置，是中央空調的“致冷源”，通往各個區(qū)間的循環(huán)水由冷凍主機進行“內部熱交換”，降溫為“冷凍水”。

　　近年來，冷凍主機也有采用變頻調速的，是由生產廠原配的，不必再改造。未采用變頻調速的冷凍主機，改造為變頻變速的例子還不多。

　　b、冷卻水塔

　　冷凍主機在致冷過程中，必然會釋放熱量，使機組發(fā)熱。冷卻水塔用于為冷凍主機提供“冷卻水”。冷卻水在盤旋流過冷凍主機后，將帶走冷凍主機所產生的熱量，使冷凍主機降溫。

　　2.2 “外部熱交換”系統的組成

　　a.冷凍水循環(huán)系統

　　由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍主機流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，通過各房間的盤管，帶走房間內的熱量，使房間內的溫度下降。同時，房間內的熱量被冷凍水吸收，使冷凍水的溫度升高。溫度升高了的循環(huán)水經冷凍主機后又成為冷凍水，如此循環(huán)不已。

　　從冷凍主機流出，進入房間的冷凍水簡稱為“出水”，流經所有房間后回到冷凍主機的冷凍水簡稱為“回水”。無疑回水的溫度將高于出水的溫度形成溫差。

　　b.冷卻水循環(huán)系統

　　冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍主機在進行熱交換、使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降溫了的冷卻水，送回到冷凍機組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍主機釋放的熱量。

　　流進冷凍主機的冷卻水簡稱為“進水”，從冷凍主機流回冷卻塔的冷卻水簡稱為“回水”。同樣，回水的溫度將高于進水的溫度形成溫差。

　　c.冷卻風機有兩種情況：

　　盤管風機安裝于所有需要降溫的房間內，用于將由冷凍水管冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內的熱交換。

　　冷卻塔風機用于降低卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。

　　可以看出，中央空調系統的工作過程是一個不斷地進行熱交換的能量轉換過程。在這里，冷凍水和冷卻水循環(huán)系統是能量的主要傳遞者。因此，對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統的控制便是中央空調控制系統的重要組成部分。

　　我們本次畢業(yè)設計中小型智能化中央空調也大體與此相一致，其中有兩套中央空調系統，由三臺冷卻水泵、三臺冷凍水泵、兩臺冷卻塔風機、兩臺冷水機組等主要設備組成兩套制冷系統，其中冷水機組是由設備生產廠成套供應的。根據本次設計的實驗室要求，我們選擇了2*5匹全封閉式壓縮機冷水機組。它一般是根據空氣調節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動控制。冷水機組由壓縮機、冷凝器與蒸發(fā)器組成。壓縮機把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進入冷凝器，被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器進入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量，使冷凍水降溫，然后冷凍水進入冷風機盤管吸收空氣中的熱量。