摘要：為了保證我國(guó)在全球資源競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，節(jié)約耗能已成為我國(guó)的基本國(guó)策之一。而辦公建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)是節(jié)約耗能的重要組成部分，本文通過(guò)分析辦公建筑空調(diào)節(jié)能的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)選擇合理的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出了幾點(diǎn)改善建筑空調(diào)節(jié)能的有效措施，并著重介紹了蒸發(fā)式冷凝器的節(jié)能方式。

　　關(guān)鍵詞：辦公建筑,空調(diào),節(jié)能

　　目前，在全球資源競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景下，調(diào)整和優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式已成為我國(guó)的基本國(guó)策之一。而促進(jìn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，正是“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的一項(xiàng)重大措施。雖然我國(guó)能源總儲(chǔ)量較大，但就平均而言卻相對(duì)匱乏，而且能源利用存在極大地結(jié)構(gòu)不合理，怎樣提高能源利用率、降低污染是我們面臨的重要挑戰(zhàn)。我國(guó)總能耗中的30%為建筑能耗，所以發(fā)展綠色建筑是節(jié)能減排中的重要組成部分，而空調(diào)能耗又占到建筑能耗的30%~50%。因此實(shí)現(xiàn)辦公建筑空調(diào)節(jié)能可以有效減少建筑能耗，這對(duì)于緩解我國(guó)能源緊張，降低碳排放，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展有著重大的戰(zhàn)略意義。

　　1、 辦公建筑空調(diào)節(jié)能的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

　　辦公建筑作為我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)的主要部分，其發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，節(jié)能要求也越來(lái)越高，其中，建筑空調(diào)節(jié)能是建筑節(jié)能很重要的一部分，對(duì)建筑節(jié)能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其特點(diǎn)主要有：

　　(1) 中央空調(diào)節(jié)能在辦公建筑的應(yīng)用比例較大，我國(guó)大型公共建筑面積能耗約是一般民用建筑的10倍多，中央空調(diào)能耗占據(jù)了辦公建筑能耗的主要部分，因此中央空調(diào)節(jié)能是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)控制對(duì)象。

　　(2) 冷熱能耗對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的影響較大，作為空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，冷熱負(fù)荷

　　影響了制冷機(jī)、供熱鍋爐及空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行消耗，給空調(diào)節(jié)能的能耗帶來(lái)了較為重要的影響。

　　隨著我國(guó)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等一系列節(jié)能法律法規(guī)文件的頒布，節(jié)能在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普及，特別是對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，其比重一直在不斷的增長(zhǎng)，目前已達(dá)到建筑總能耗的40%左右，因此，加快建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研究變得越來(lái)越重要。

　　2、 空調(diào)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的前提

　　2.1 選擇合理的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：創(chuàng)造一個(gè)舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境及滿足人們辦公為主的舒適性是辦公建筑空調(diào)節(jié)能的主要目標(biāo)，在舒適度滿足要求的前提下，提高室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度，降低冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度，這些是室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。

　　2.2 控制和正確使用室外新風(fēng)量：空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一是控制新風(fēng)量，盡可能減少新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，除此之外還應(yīng)當(dāng)合理利用新風(fēng)，在過(guò)渡季節(jié)，應(yīng)盡量采用室外新風(fēng)室內(nèi)降溫，以減少制冷機(jī)的啟用。

　　2.3建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能的影響：如果圍護(hù)構(gòu)造物的傳熱系數(shù)K減1W(㎡•°C)，則空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷就會(huì)減少30%，可見提高辦公建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)的性能對(duì)降低空調(diào)設(shè)備能耗具有顯著的效果。我國(guó)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)做了相應(yīng)的要求，如：(1)減小辦公建筑物的窗戶面積，所允許的最大窗墻面積比為0.45;(2)采用具有大熱容量的隔熱材料，對(duì)外墻及屋頂進(jìn)行包裝在處理，從而提高其保溫性能;(3)盡可能用白色或淺色對(duì)辦公建筑物外表面上色，從而減小熱輻射。

　　3、辦公建筑的空調(diào)節(jié)能措施

　　3.1 降低室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)

　　室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)除了要考慮人得舒適度外，還要考慮節(jié)能效率。因?yàn)槭覂?nèi)設(shè)計(jì)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空調(diào)冷(熱)負(fù)荷具有非常大的影響。在不影響人體健康和舒適度的條件下，在夏季室內(nèi)溫度每升高1度，就可以節(jié)省15%的能量，而在冬季室內(nèi)溫度每下降1度，可以節(jié)省18%的能量，這個(gè)效果是非常可觀的。

　　3.2 減少空調(diào)輸送系統(tǒng)的動(dòng)力消耗

　　辦公建筑總耗電量的8%~16%為水泵電耗，幾乎為照明用的耗電量。因此，減少水泵電耗是切實(shí)可行的，而且節(jié)能效果也是相當(dāng)可觀的。可以從以下幾個(gè)方面采取措施：

　　3.2.1 設(shè)計(jì)平衡管路，降低閥門阻力

　　調(diào)節(jié)管路阻力特性可以通過(guò)閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了使每一個(gè)支路的水量滿足要求，可以通過(guò)閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)每一個(gè)支路的阻力平衡。因此在管道系統(tǒng)中使用了很多的閥門，而閥門的阻力又會(huì)使水泵的揚(yáng)程和電耗增大，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)優(yōu)化管道設(shè)計(jì)，盡量避免使用閥門。

　　3.2.2 采用變頻水泵，降低運(yùn)行耗能

　　辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)的水流量通常采用下式來(lái)確定：式中，G為所要求的水流量，Q為冷熱負(fù)荷，C為水的比熱容，而 為供水溫差。從上式可知，空調(diào)供水溫差越小，空調(diào)的水流量就越大，結(jié)果導(dǎo)致水泵的耗電量就越大。但增大空調(diào)供水溫差，并不能無(wú)限地降低水泵的耗能，因?yàn)樵龃罂照{(diào)供水溫差會(huì)減小空調(diào)的水流量，從而減低流經(jīng)制冷機(jī)的蒸發(fā)器時(shí)的流速，最終導(dǎo)致制冷效率下降。

　　根據(jù)相似性定律，水泵的流量、揚(yáng)程、軸功率和轉(zhuǎn)速間的關(guān)系如公式：

　　式中：

　　n1，n2 ——電機(jī)轉(zhuǎn)速;

　　G 1，G 2 ——水流量;

　　H 1 ，H 2 ——水泵揚(yáng)程;

　　N 1 ，N 2 ——水泵軸功率;

　　由上式可知，改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以用來(lái)控制水泵的流量。利用變頻器改變電壓頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)改變水泵的轉(zhuǎn)速和流量，最終實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速水泵。在變頻調(diào)速的作用下，水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化，從而達(dá)到非常明顯的節(jié)能效果。

　　3.3減低風(fēng)機(jī)電耗

　　空調(diào)風(fēng)機(jī)以及其它送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)中的最主要的設(shè)備，這些設(shè)備的電耗占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的比例是最大的，風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)當(dāng)中經(jīng)常被采用，因?yàn)樗菀讓?shí)現(xiàn)單獨(dú)區(qū)域控制以節(jié)能。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮新風(fēng)區(qū)域的選取，盡量做到同一功能區(qū)域單獨(dú)送新風(fēng)。

　　3.4采用高效節(jié)能的蒸發(fā)式冷凝器

　　3.4.1 蒸發(fā)式冷凝方式特點(diǎn)及工作原理

　　蒸發(fā)式冷凝器是一種高效節(jié)能的換熱設(shè)備，它具有以下特點(diǎn)：①節(jié)水、節(jié)電效果顯著;②傳熱效率提高40%以上;③可使介質(zhì)冷卻至環(huán)境濕球溫度5℃;④占地面積小;⑤適用于溫度<170℃ ，壓力<20 MPa的場(chǎng)合。

　　蒸發(fā)式冷凝器是以水和空氣共同作為冷卻介質(zhì)，主要是利用部分水蒸發(fā)時(shí)吸收制冷劑氣體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷劑的冷凝。主要由冷凝管組、噴淋水裝置、擋水板、集水箱、循環(huán)水泵及風(fēng)機(jī)等組成。其工作原理是：制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)排出的制冷劑高壓過(guò)熱氣體經(jīng)過(guò)蒸發(fā)式冷凝器中冷凝排管，使高壓高溫氣態(tài)的制冷劑與排管外的噴淋水和空氣進(jìn)行熱交換。相當(dāng)于把殼管式冷凝器和水冷卻塔系統(tǒng)，水泵綜合為一體。能耗低，安裝簡(jiǎn)便，阻垢性能好。

　　3.4.2 蒸發(fā)式冷凝器的節(jié)能分析

　　蒸發(fā)式冷凝器省去了冷卻水在冷凝器中顯熱傳遞的階段，使冷凝溫度更接近于空氣的濕球溫度，其冷凝溫度可比水冷式冷凝器低3～5℃，比風(fēng)冷式冷凝器低8～11℃，因此可大大降低壓縮機(jī)的功耗。蒸發(fā)式冷凝器制冷系統(tǒng)與風(fēng)冷式冷凝器制冷系統(tǒng)相比，壓縮機(jī)的功耗可節(jié)約30%以上;與冷卻塔-水冷式冷凝器制冷系統(tǒng)相比壓縮機(jī)的功耗可節(jié)約10%以上 。同時(shí)，由于降低了水泵的揚(yáng)程與流量，循環(huán)水泵的功耗約為冷卻塔-水冷式冷凝器制冷系統(tǒng)的25%。文獻(xiàn)[4]指出，蒸發(fā)式冷凝器相對(duì)于立式水冷式冷凝器可節(jié)電80%以上，相對(duì)于臥式水冷式冷凝器可節(jié)電10%左右。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　辦公建筑建設(shè)量隨著中國(guó)商業(yè)化的進(jìn)程，逐漸增大，因此辦公建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要而又緊迫工作。通過(guò)上述具體措施，可以有效的降低辦公建筑的空調(diào)能耗，例如：多項(xiàng)改造事例表明，僅通過(guò)提高水泵的運(yùn)行效率及應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)就可節(jié)能10%～20%。再綜合其他節(jié)能措施：合理設(shè)計(jì)辦公建筑、選擇合理的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、控制和正確利用室外新風(fēng)量、提高冷源效率等各項(xiàng)措施，辦公建筑的節(jié)能潛力應(yīng)在目前的能耗基礎(chǔ)上達(dá)到30%,這對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展將是非常有利的。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]潘雨順.簡(jiǎn)論高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主要途徑[J].節(jié)能，1995(1)

　　[2]周謨?nèi)?流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985 (12)

　　[3]淺談辦公建筑中央空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能措施[J].中國(guó)科技信息，2005(13).

　　[4] 朱冬生、沈家龍.水分布對(duì)蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)的影響[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2007， (1)83-85.