随着城市化进程的加快和建筑能耗的持续增长,空调系统在现代建筑中的能源消耗占比日益突出。尤其是在大型商业综合体、工业园区以及高层住宅区等区域,集中供冷系统逐渐成为主流选择。区域供冷系统(District Cooling System, DCS)通过集中制冷站向多个建筑提供冷水,实现冷量的统一调配与高效输送,具有运行效率高、管理集中、减少设备占地等优势。然而,如何在保障舒适性的同时进一步提升能效、降低能耗,已成为该领域研究的重点。因此,空调节能技术在区域供冷系统中的应用显得尤为重要。
首先,优化冷源配置是提升区域供冷系统能效的关键环节。传统系统多采用单一类型制冷机组,难以适应负荷波动。现代节能设计倾向于采用“多机组合、变频调节”的策略,结合离心式、螺杆式和吸收式制冷机的优势,根据实际冷负荷灵活启停不同类型的机组。例如,在夜间或低负荷时段启用高效变频离心机,而在电力谷值期间利用蓄冷装置进行冷量储存,实现“移峰填谷”,不仅降低了运行成本,也减轻了电网压力。冰蓄冷和水蓄冷技术的引入,使系统能够在电价较低时制备并储存冷量,高峰时段释放使用,显著提高了能源利用效率。
其次,管网系统的优化设计对节能效果影响深远。区域供冷系统通常覆盖范围广,输配管网长,若设计不合理,将导致水泵能耗过高和冷量损失严重。采用水力平衡技术、合理布局管道路由、选用低阻力阀门和保温性能优良的管道材料,可有效降低输送能耗。同时,智能监控系统实时采集各节点的流量、温度和压力数据,通过动态调节水泵频率和阀门开度,实现按需供冷,避免“大流量、小温差”的低效运行模式。此外,分区供热供冷策略可根据不同建筑的使用特性划分供冷区域,实行差异化调度,提高整体系统响应速度和调控精度。
再者,末端设备的智能化控制是节能技术落地的重要一环。传统空调末端往往存在过度制冷或温度设定不合理的问题。通过引入楼宇自动化系统(BAS)与智能温控器,可实现室温的精准感知与反馈调节。例如,利用 occupancy sensors(人员感应器)自动调整房间送风量,在无人时降低供冷强度;结合室外气象参数预测室内热负荷变化,提前调节冷水供应量,避免滞后响应造成的能源浪费。同时,推广使用风机盘管变风量(VAV)系统和辐射供冷末端,不仅能提升热舒适性,还可大幅降低空气输送能耗。
值得一提的是,可再生能源与区域供冷系统的融合也为节能提供了新路径。太阳能驱动的吸收式制冷技术已在部分示范项目中成功应用,利用太阳能集热器提供热能驱动制冷循环,减少对电能的依赖。此外,结合城市污水余热、工业废热等低品位热源,发展热电冷三联供(CCHP)系统,实现能源梯级利用,进一步提升综合能效。这些技术的应用不仅减少了碳排放,也增强了系统的可持续性。
最后,系统运维管理的数字化转型不可忽视。基于大数据分析和人工智能算法的能效管理平台,能够对历史运行数据进行深度挖掘,识别能耗异常、预测设备故障,并提出优化运行建议。通过建立能效评价指标体系,定期评估各子系统的性能表现,有助于持续改进操作策略,延长设备寿命,降低维护成本。
综上所述,区域供冷系统中的空调节能技术涵盖冷源优化、管网调控、末端智能控制、可再生能源整合及智慧运维等多个层面。未来,随着新型材料、先进控制算法和数字孪生技术的发展,区域供冷系统将朝着更加高效、低碳、智能的方向迈进。推动这些节能技术的集成应用,不仅有助于缓解城市能源压力,也将为实现“双碳”目标提供有力支撑。
Copyright © 2002-2025