摘要：以我校將要建設的小型智能化中央空調實(shí)驗室工程為例，探討此類(lèi)建筑的節能措施與其原理，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，說(shuō)明中央空調節能的措施及重大意義。

　　關(guān)鍵詞：智能化 中央空調 節能 措施 原理

　　1. 智能化中央空調節能意義

　　重大空氣調節是智能建筑創(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。在智能建筑中，HVAC各系統的監控點(diǎn)數量常常占全樓監控點(diǎn)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(jiàn)，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(gè)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(lèi)建筑，HVAC控制系統的位置就更是舉足輕重。在智能建筑中實(shí)現節電節能，特別是耗電耗能大戶(hù)──空調實(shí)現節電節能，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(diǎn)的是鳳毛麟角。也就是說(shuō)，只有極少數智能建筑（屈指可數�。�實(shí)現了節電節能，大多數智能建筑并沒(méi)有實(shí)現節電節能這一理應實(shí)現的回報�，F在我們就從本文以小見(jiàn)大來(lái)探討一下智能化中空調之節能。

　　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(hù)對樓宇自控系統運行情況的評價(jià)是：滿(mǎn)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(shù)先進(jìn)、運行良好外，普遍存在著(zhù)各種各樣的問(wèn)題：有的技術(shù)不先進(jìn)，有的在運行中存在嚴重缺陷，有的根本不能開(kāi)通。經(jīng)投入巨資設計安裝的計算機控制系統，如果根本不能開(kāi)通，或者在運行一段時(shí) 間后由于這樣那樣的故障而被拆除，這不能不說(shuō)是一種嚴重的教訓，有關(guān)各方都應正視問(wèn)題、認真分析原因并采取切實(shí)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(wèn)題并非我們國家所獨有。一位英國專(zhuān)家，Building Energy Management Systems（建筑能量管理系統）一書(shū)的作者，G.J.Levermore在他著(zhù)作的前言中寫(xiě)到：“我確實(shí)經(jīng)常詢(xún)問(wèn)設計人員、用戶(hù)和學(xué)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(shū)會(huì )幫助減輕此類(lèi)問(wèn)題�！痹谖覈�的智能建筑中，由于發(fā)展極為迅速，而市場(chǎng)管理和技術(shù)管理等方面又存在著(zhù)一定程度的混亂，因此所暴露出來(lái)的問(wèn)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

　　在智能中央空調中，其自控系統的工程實(shí)施，目前大體上經(jīng)過(guò)下列工程步驟：由土建設計院的暖通空調專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行空調設計，并提出空調自控要求，有設計院自控專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行空調自控設計，由自控設備廠(chǎng)商進(jìn)行控制部分的方案設計和施工圖設計，并由自控設備廠(chǎng)商進(jìn)行控制部分的安裝調試，然后移交給物業(yè)管理部門(mén)進(jìn)行運行管理。在上述的工程環(huán)節中，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(chǎng)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(shí)踐證明：其中各個(gè)重要環(huán)節常常嚴重脫節，遺留后患，并給樓宇自動(dòng)化系統的正常運行和節能效果帶來(lái)嚴重問(wèn)題。脫節現象常常表現為：

　�。�1）設計院暖通空調專(zhuān)業(yè)人員對自控專(zhuān)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程進(jìn)行，在安裝完畢之后對各個(gè)風(fēng)系統和水系統并未進(jìn)行認真的測試和平衡；

　�。�3）自控設備供應廠(chǎng)商，在競標時(shí)，往往“什么工作都能做”；但在工程實(shí)施時(shí)，或者缺乏必要的專(zhuān)業(yè)人才，或者工程人員比例嚴重不足，因而無(wú)力針對具體工程進(jìn)行具體分析，常常憑借一些“copy”來(lái)的東西甚至未經(jīng)消化來(lái)應付工程。自控設備廠(chǎng)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(wǎng)特征的一些參數選擇粗糙，夏季、冬季和過(guò)度季節等不同空調工況普遍未進(jìn)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(dòng)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(shuō)，本質(zhì)上是一種非穩態(tài)的動(dòng)態(tài)設計。計算機控制系統要求動(dòng)態(tài)分析資料，而暖通空調設計提供的是有限的穩態(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(gè)區間的循環(huán)水由冷凍主機進(jìn)行“內部熱交換”，降溫為“冷凍水”。

　　近年來(lái)，冷凍主機也有采用變頻調速的，是由生產(chǎn)廠(chǎng)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(guò)程中，必然會(huì )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(pán)旋流過(guò)冷凍主機后，將帶走冷凍主機所產(chǎn)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(guò)各房間的盤(pán)管，帶走房間內的熱量，使房間內的溫度下降。同時(shí)，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(jīng)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(jìn)入房間的冷凍水簡(jiǎn)稱(chēng)為“出水”，流經(jīng)所有房間后回到冷凍主機的冷凍水簡(jiǎn)稱(chēng)為“回水”。無(wú)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(jìn)行熱交換、使水溫冷卻的同時(shí)，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(jìn)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(jìn)冷凍主機的冷卻水簡(jiǎn)稱(chēng)為“進(jìn)水”，從冷凍主機流回冷卻塔的冷卻水簡(jiǎn)稱(chēng)為“回水”。同樣，回水的溫度將高于進(jìn)水的溫度形成溫差。

　　c.冷卻風(fēng)機有兩種情況：

　　盤(pán)管風(fēng)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(fēng)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(guò)程是一個(gè)不斷地進(jìn)行熱交換的能量轉換過(guò)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(fēng)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(chǎn)廠(chǎng)成套供應的。根據本次設計的實(shí)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原理及規律等由微處理器自動(dòng)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(jìn)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(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入冷風(fēng)機盤(pán)管吸收空氣中的熱量。