在现代建筑运行中,空调系统作为能耗大户,其能源消耗占建筑总能耗的40%以上。其中,空调末端设备作为实现室内热湿环境调节的关键环节,直接关系到系统的整体能效水平。因此,对空调末端设备实施节能改造,已成为提升建筑能源利用效率的重要技术路径。通过优化末端设备的运行方式、更新高效产品以及引入智能化控制策略,可以在不牺牲舒适度的前提下显著降低能耗。
首先,传统空调末端设备如风机盘管、空气处理机组(AHU)等普遍存在能效偏低的问题。许多老旧设备采用定速风机和常规换热器设计,导致在部分负荷工况下仍以满功率运行,造成大量能源浪费。因此,推广使用高效节能型末端设备是改造的基础路径之一。例如,采用带有电子换向电机(ECM)的直流无刷风机,相较于传统交流电机可节电30%~50%;同时,优化换热器翅片结构与材料,提升传热效率,也能有效降低风机功耗和冷热量损失。
其次,变风量(VAV)技术的应用是实现末端节能的重要手段。与传统的定风量系统相比,VAV系统可根据房间实际负荷动态调节送风量,避免过度供冷或供热。在办公、会议等间歇性使用的空间中,这种按需供能的方式尤为有效。结合压力无关型风阀和精确的温控传感器,VAV系统能够在维持室内舒适度的同时大幅减少风机能耗。此外,对于多区域控制需求较高的建筑,采用分区独立控制的VAV箱体,能够进一步提升系统的灵活性与节能潜力。
再者,智能控制系统的集成是末端节能改造的核心环节。传统控制系统多依赖简单的启停逻辑或固定时间表,难以适应复杂多变的室内外环境。引入基于楼宇自控系统(BAS)的智能调控策略,如预测性控制、模糊控制和机器学习算法,可实现对末端设备的精细化管理。例如,通过实时采集室内温度、CO₂浓度、人员活动状态等数据,系统可自动调整送风量、水阀开度及运行时段,避免“过服务”现象。同时,结合室外气象参数进行前馈控制,提前调节设备出力,有助于平抑负荷波动,提高系统响应效率。
此外,水系统末端的优化也不容忽视。在风机盘管系统中,普遍存在的问题是冷冻水流量分配不均和阀门调节精度不足。通过加装动态平衡阀或压差控制阀,可确保各支路获得所需水量,防止近端过流、远端欠流的现象。同时,推广使用电动两通阀配合PID调节,替代传统的三通阀旁通方式,能够在满足负荷需求的同时减少水泵输送能耗。对于大型集中空调系统,还可考虑采用变流量一次泵系统,配合末端变频控制,实现全系统协同节能。
值得一提的是,新型末端形式的探索也为节能提供了新思路。例如,辐射板末端通过表面辐射方式调节室内温度,具有送风量小、热舒适性高的优点,特别适用于对静音和空气质量要求较高的场所。再如,置换通风系统从底部低速送入新鲜空气,利用热浮力原理实现污染物上排,不仅提升了空气品质,还因较低的送风速度而显著降低了风机能耗。这些新型末端技术虽初期投资较高,但在全生命周期内具备良好的节能回报。
最后,节能改造还需注重系统整体匹配与运维管理。即使末端设备本身高效,若与主机、输配系统不协调,仍可能导致能效下降。因此,在实施改造时应进行系统级能效评估,确保各环节协同优化。同时,建立完善的运行维护制度,定期清洗过滤器、校准传感器、检查阀门动作性能,是保障节能效果持续发挥的关键。
综上所述,空调末端设备的节能改造是一项系统工程,涉及设备更新、控制优化、系统集成与运行管理等多个层面。通过采用高效风机、推广变风量技术、引入智能控制系统、优化水力分配并探索新型末端形式,可显著提升空调系统的能源利用效率。未来,随着物联网、大数据和人工智能技术的发展,空调末端将朝着更加智慧化、个性化和低碳化的方向演进,为建筑可持续发展提供有力支撑。
Copyright © 2002-2025