空调节能技术在老旧建筑改造中的应用案例
2025-10-19

在城市化进程不断加快的背景下,大量老旧建筑面临功能老化、能源效率低下等问题,其中空调系统的高能耗尤为突出。许多上世纪建成的办公楼、住宅和公共设施仍沿用早期的集中式或分体式空调系统,这些系统普遍存在能效比低、控制方式落后、维护成本高等问题。随着“双碳”目标的提出,节能降耗成为建筑改造的重要方向,空调节能技术的应用在老旧建筑更新中展现出巨大潜力。

以某市一栋建于1980年代的政府办公大楼为例,该建筑原有空调系统为定频冷水机组加风机盘管系统,运行多年后设备老化严重,制冷效率下降明显,夏季高峰期电耗占整栋楼总用电量的65%以上。经过专业评估,改造团队决定采用综合性的空调节能技术方案,重点从设备更新、智能控制和系统优化三方面入手。

首先,在设备层面,将原有的定频冷水机组更换为高效变频离心式冷水机组,其综合能效比(IPLV)提升至6.8,较原系统提高约40%。同时,末端风机盘管也逐步替换为带EC电机的节能型设备,实现无级调速和按需供风。此外,在屋顶加装了冷却塔变频控制系统,根据室外湿球温度动态调节风扇转速,降低冷却水泵和风机的无效能耗。

其次,引入楼宇自动化系统(BAS),实现空调系统的智能化管理。通过部署温湿度传感器、CO₂浓度监测仪和 occupancy 传感器,系统可根据房间使用状态自动启停空调,并结合气象数据进行前馈控制。例如,在工作日早晨提前半小时启动预冷模式,避免高峰时段集中负荷;在会议室无人时自动关闭空调,减少空耗。这一智能化改造使空调系统的运行更加精细化,据测算,仅此一项措施就节约了约18%的空调能耗。

再次,结合建筑围护结构的改善,提升整体热工性能。在外墙加装保温层,更换为双层中空Low-E玻璃窗,并增设外遮阳装置,有效降低了太阳辐射得热。这些被动式节能措施显著减轻了空调系统的冷负荷,使得在同等舒适度下,制冷需求减少了约25%。同时,利用原有管道井空间增设新风热回收装置,采用转轮式全热交换器,回收排风中的冷量,进一步提升了系统能效。

在资金投入方面,该项目总投资约380万元,其中空调系统改造占70%。为缓解财政压力,采用了合同能源管理(EMC)模式,由节能服务公司全额投资并负责实施,通过未来节能收益分成的方式回收成本。项目完成后,经一年运行监测,空调系统年节电量达42万千瓦时,折合标准煤约51.6吨,减少二氧化碳排放约115吨。按照当地电价计算,年节省电费约34万元,投资回收期约为7.2年,经济性良好。

值得注意的是,改造过程中也面临诸多挑战。例如,原有设备机房空间有限,新机组尺寸较大,需重新规划布局;部分楼层吊顶高度不足,影响新风管道安装;同时,施工需避开办公时间,协调难度大。为此,项目团队采用模块化设计和分阶段施工策略,最大限度减少对正常办公的影响。

该案例的成功实施,不仅实现了显著的节能效果,也为其他老旧建筑的空调系统改造提供了可复制的经验。实践表明,单一技术手段难以达到理想节能效果,必须采取“设备升级+智能控制+建筑优化”的综合路径。同时,创新融资模式如EMC、绿色信贷等,有助于推动节能改造的规模化应用。

展望未来,随着物联网、人工智能和数字孪生技术的发展,空调节能将向更深层次迈进。例如,基于AI算法的负荷预测与自适应控制,可进一步提升系统响应精度;数字孪生平台可实现空调系统的虚拟调试与优化运行。在政策支持和技术进步的双重驱动下,空调节能技术将在更多老旧建筑中落地生根,为城市可持续发展注入新动能。

总之,老旧建筑空调系统的节能改造不仅是技术升级的过程,更是理念转变的体现。通过科学规划、系统集成和长效管理,完全可以在保留建筑原有风貌的同时,大幅提升其能源利用效率,实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。这既是应对气候变化的现实需要,也是推动建筑领域绿色转型的重要抓手。

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