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【摘要】空调制冷系统是办公建筑中的组成部分，在建筑节能方面，空调制冷体系的节能能为建筑节能提供很大的优势。在空调制冷系统在运行中一般会出现效果不能满足所有用户的需求，效率使用率低，空调能耗偏高节能观念落后等问题。本文主要针对在办公建筑中空调制冷系统会存在水力不平衡、冷冻水和冷却水供回水温差偏小等问题有针对性的对这些问题进行节能措施的改进。
【关键词】办公建筑；空调制冷；节能减排
节能减排的概念逐渐深入人心，随着科技的发达，人们生活质量越来越高，对于气温的调节人们发明了空调来保持理想温度，但是空调系统在设计和使用中必然会对自然环境产生影响和污染。空调作为一种新发明在运行过程中也必然会损耗一些资源，如何控制好空调制冷系统对资源的使用以及减少其对环境的污染就需要对其系统进行深入研究和改造，找出在设计过程中会出现的一些问题，并针对问题节能改造，在有效降低其运行过程中的能耗的同时还能很好的服务大众。
本文分析了某办公建筑空调系统制冷运行中存在的一些小问题，进行节能方案的改造，例如空调的冷水机组使用群控的控制方法、将单台水泵变频应用到冷却水和冷冻水系统中等。通过改造前与改造后的数据对比分析节能系统改造的效果好坏。
一、空调制冷系统的基本概念
空调使用是我国目前环境污染和能源消耗的重要行业之一，但是由于经济水平的发展，人们的生活质量和物质条件越来越优质，对于空调的使用范围和使用时间也在不断加大加长，空调的使用给能源环境造成了一系列问题，长此以往会影响我国经济的可持续发展。为了在不影响人们日常生活水平的前提下降低空调制冷对能源的损耗，减少对环境的破坏力度，通过对空调系统进行节能改造达到这一目标。
空调制冷系统中包含有压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个部分，空调的工作原理就是这四个部分之间相互作用使室内温度降低。在运行工作中各个环节起到不同的作用。本文通过对这四个部分在工作中的流程优化改造从而起到节能减排的目的，促进我国经济的可持续发展。
二、空调制冷系统的整体性在自控节能设计的注意方法
（一）空调内部对水循环的设计控制
空调内部水循环设计主要由冷冻水、冷却水和供回水压构成，控制设计前要先测量好需要的温度数值然后对冷冻水和冷却水在供回水压中温度的控制提升水压与水循环中的制冷能力。例如对冷冻水泵的控制设计与改造，通过研究发现如果全部使用变频式的方式其运行的效果和投入的资金要大于使用1台或者多台冷冻水泵公频运行效果和投入。以下是冷冻水泵控制方案图：
（二）对空调风机的设计控制
通过改变风机电机的电压、频率从而控制空调系统对能源的损耗是一个很重要的节能环节，这就需要对变频器进行控制。变频器有其独特的优势如可以调节风速、降低轴承冲击力等，还能不断提高设备的使用寿命，变频器的优势正好能够满足风机性能的要求而且操作简便，维护的频率较低。在对空调风机设计控制时就是对变频器的各种性能加以控制，设计控制方案时以风机的流量和转速的比例关系为依据，对电机功率进行控制。空调的变频器在运行过程中会有很多复杂的工作环节需要关注，对这部分性能加以控制的同时要明确它们在工作之间的关系，将各环节有效的结合在一起。
（三）对空调变风量的节能运行控制
对空调变风量的节能主要是将变频与供配电系统连接，使空调内部的自动控制性能能在正常的电压和电流的控制下很好的提升，在自动调节风量的过程中还能反过来作用于电压的控制。对变风量的控制还能很好的控制冷却水与冷冻水，通过对水能与电能的有效控制使空调内部的各种能量系统控制在一个相对稳定的状态。
三、办公建筑空调制冷系统的节能改造措施
目前经调查研究显示，办公建筑空调系统在运行工作中普遍会出现水力不平衡、冷冻水与冷却水供回水温差偏小等问题，下面就以一栋建筑结构为四层的办公建筑的空调系统为例，该建筑内部空调系统设备包括有3台冷水机组、4台冷冻水泵、4台冷却水泵和6台冷却塔。除系统设备外还采用310个风机盘管、22个新风机的风机盘管加新风机系统的空调形式。分别对其目前空调系统的每个部件进行节能改造措施。
对空调系统实行节能改造的最终目的在于提高系统运行的效率，有效降低系统的能源损耗，在改造过程中不仅要注重目标性的完成程度还要控制好改造成本，减少设备和管道的改动。
（一）冷水机组
按照一般规律而言，冷水机组在运行工作中会有一定的工作流程，对于空调系统中的冷水机组在运行中是会有一个效率较高的负荷率范围，并且受到运程电脑的群控，运程电脑的群控台数是根据冷水机组运行中负荷率大小而定，通过电脑的控制调节将冷水机组尽量控制在一个最佳的运行状态。不过为了保障冷水机组工作的安全性，空调系统在设计安装时会对冷却水以及冷冻水的流量设定一个下限。当流量达到限量时通过运程电脑的群控作用减少冷冻水与冷却水水泵对水量的需求，降低水泵的能源损耗。下面展示的两组图分别表示了定流量条件下和定温差条件下平均负荷率对压缩机平均能效比的影响，由图可知，在不同条件下会有两种模式对比，模式一无论是在运行性能上还是负荷率区间都要优于模式二。
对之前的空调系统中冷水机组部分进行节能改造的可实行方案为：将温度传感器装置在冷水机组中冷却水与冷冻水的入口处。将冷水机组接入远程启停控制。将冷水机组中的冷冻水阀与远程的开关连接，可进行运程的自动开关。
通过对冷水机组的一系列节能改造措施，减少了系统的部分冷负荷，降低了水泵的能源浪费现象。改造后的冷水机组在运行中的总体能源消耗大幅度降低。
（二）冷冻水及冷却水系统
空调系统是一个由多个设备组成的整体。冷却水泵的变频一定会引起冷水机组和冷却水出口水温的变化，温度的变化会影响到冷水机组的运行效率。如果在使用变频器过程中更没有进行总体的控制即使冷却水泵具有一定的节能效果，但是由于冷却塔和冷水机组没有控制也会导致大量能耗的损失。对于冷冻水泵变频的控制措施方式如果选择不当会产生一系列问题，如果单纯以温差为反馈信号，在运行中就会出现温差过大使系统对负荷的敏感度降低，如果温差过小就会造成震荡。因此节能控制措施要选择得当，不然不仅不能达到节能的目的还会适得其反产生更大的能源损耗。
对于这部分系统的改造方案就着重在于其部分水力失衡的管道改造上，通过采用1台水泵变频和多台水泵工频的运作方式，在冷冻水总供回水管上装上1个温度传感器，冷冻水系统加装1台变频器最后将冷却塔的进出口水阀与远程开关连接达到通过运程操控自动开关的效果，以此来降低损耗。
总结：
本文通过以一栋四层的办公建筑的空调制冷系统为例，首先将其结构分析得出系统在运行中存在的一些小问题，然后针对这些问题有针对性的进行部分节能方案的改造，通过层层改造从而达到整体节能消耗的效果。空调系统的节能改造至关重要，选择适合的方案才能真正达到目的。
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作者简介：许磊（1963年10月～），男，高级工程师。毕业于长安大学工民建专业和西安建大暖通专业，本斜。主要从事建设工程施工，项目建设管理，监理以及工程造价管理等方面工作，国家首批注册的监理工程师、造价工程师和一级建造师。