中央空调能耗评测和节能应用
摘要：以高度的视角分析目前中央空调能耗的现状,提出了应用粗糙集理论的中央空调系统节能评测方法,解决了空调节能因素的属性约束问题和决策规则的不确定性问题。

并此基础上，以能源管理角度提出一种新的节能方案。

关键词：粗糙集；测评；节能
中图分类号： te08 文献标识码： a 文章编号：
中央空调系统的能耗体现在两方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

因此在空调系统的设计中要充分考虑节能控制策略，使系统发挥最佳的运行效果。

一、我国中央能耗现状
1、标准制定滞后
尽管国家质检总局对空调制造设备发布了标准，其中规定是要使房间空气调节器、冷水机组能源效率满足一定的标准，单元式空气调节机达到能效等级。

一定程度上改善了能源和环境的境况，但是单纯的停留在对空调设备的评价还不足以满足目前节能的理念，所以综合考虑管网设计、施工优劣、各部分匹配、运行管理水平以及建筑物热特性等因素有关，仍需进一步制定各分部系统和总系统的能效指标。

2、缺乏节能监控
建设方为了节省费用，雇佣的人员缺乏相关专业知识技能，无法满足中央空调节能的任务。

为了自身的利益，缺乏周全的考虑，对中央空调后期的影响缺乏管理，不同实施方案经济性比较过于专注，没有进行实物、实验比较。

建设方和投资方拥有不同的理念设计，侧重点不同，最终导致中央空调节能方面的责任失衡，一方面，建设方提供了投资与运行费用的综合经济分析，假如不在投资者的接受范围内，投资者也难以对报告的正确性和准确性做出判断。

另一方面，虚假的或含有不实成份的经济性分析报告也会导致中央空调系统节能任务功亏一篑。

因此，需要有效监测控制手段对投资方与建设方之间的矛盾进行调整，形成良好、积极的中央空调系统节能理念。

3、重投资成本，轻能耗指标
目前在中央空调建设中，需要考虑其初期投资和运行成本。

然而节能的费用无疑会使系统方案设计中投资量提高，无法满足中央空调的经济性要求（初投资、年运行费用以及制冷设备占有面积）。

用户或投资者容易忽略综合投资收益计算，主要原因是其缺乏相关初投资的综合经济性指标的专业认识，在选择方案时，偏重权衡商品价格和初投资成本的大小，不重视运行能耗的高低。

建设方在高成本的节能方案中获利较少，常常采用成本小、高耗能的设计方案，这无形中导致多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。

例如：冷冻水泵采用大循环供水而不使用变水量控制，控制系统简单、成本低，但水泵能耗增加。

二、评测决策过程
1、根据目前空调的结构报表，分析空调系统中影响节能因素的关键部件
2、运用聚类、量化等步骤构建耗中央空调节能决策表
（1）聚类
根据空调参数将属性相同的划分到某个类群中，形成几大分类主体。

例如根据压缩机形式的聚类，半封闭双螺旋杆为第一类别，半封闭单螺杆在第二类别，立式全封闭双螺杆为第三类别。

依次将各个品牌的压缩机形式划分到三大类别中。

（2）量化
第一步排除对节能指标影响较小的因素，例如冷量范围；第二步，用一定的标号表示各项因素的名词，如表示各个参数的称谓，分别表示压缩机形式、冷媒、回路、机组压缩机台数、控制方式、容量控制，d表示实际效率。

第三步，用数字1,2,3分别对每个参数进行设定，1则表示第一类，以此类推。

由此构造中央空调节能决策表，根据优化决策表的表示，设效益指标的量化值是3,1,0,2，分别对应节能评测等级1,2,3,4,等级越高,表示节能效果越好。

由此可以得到空调系统节能评测决策规则集。

通过对规则集分析，结论如下：压缩机形式、容量控制和回路数等因素是造成中央空调不节能的根源。

因此，现在许多厂家在容量控制、压缩机形式上有所改进，以提高空调综合性能，减少能耗。

三、能耗评价
1、分项能耗
分项能耗指的是根据空调不同的机构特点在电量的损耗，将空调的用电分为两个子项，一级子项为：冷热站和空调末端。

二级子项是指冷冻水泵、冷却水泵、制冷机组、冷却塔风机、加热器、空调末端。

应该说一级子项是二类子项的一个总集合。

然后在通过labview软件存储和实时测量分项模块中损耗的有功功率、无功功率、视在功率及功率因数等电气参数。

2、能耗展示
能耗展示单元是通过丰富的数据图表直观的显示、反映和对比各个空调设备的能耗情况。

数据图表主要包括柱形、圆饼形、直线形等。

报表的形式多样化，有时报表、日报表、月报表、年报表等数据图表。

通过对能耗比较、能耗报告、分项能耗报告及能耗趋势图分析比较，使工作人员及时了解设备的运行情况，更换高耗能设备，及时解决。

3、能耗评价
能耗指标：
冷水机组能耗指标。

冷水机组的能耗指标可用能效比来评价。

能效比=（1）
在一定量的负载下，求得能效比按加权系数公式计算出的机组部分负荷性能系数值，反应机组的负荷调节能力。

在能效比测量的基础上，则负荷性能系数计算公式
负荷性能系数 = 2.2% a + 40.4% b +45.1% c + 11.1% d （2）
式中：
a—冷水机组在 100% 负荷的能效比，冷却水进水温度 30 ℃；b—冷水机组在 75% 负荷的能效比，冷却水进水温度 27 ℃；c—冷水机组在 50% 负荷的能效比，冷却水进水温度 24 ℃；d—冷水机组在 25% 负荷的能效比，冷却水进水温度 20 ℃。

系统能耗指标。

系统能耗指标是通过能强度、能耗指标、空调系统性能系数这三个参数量综合指标的对空调系统的能耗做出评判。

能强度即为单位面积的能耗指标，能耗指标是实际消耗的能源和设计消耗的能源的比值，空调系统性能系数是空调系统的制冷量和空调制冷系统的总输入功率。

计算单位面积能耗值。

单位面积能耗值是评价系统能源使用效率的能耗指标。

中央空调系统在未应用节能方案前，单位面积能耗值为265. 01 ;中央空调系统在应用节能控制后，值为203. 3 显然，系统eui得以较明显提高。

四、总结
中央空调系统节能的机会和措施是多方面的。

如果能将节能思想贯穿于中央空调系统设计、选型与运行的始终，将会收到明显的节能效果，平均可节省 60%左右的电力（从上一段计算单位面积能耗值得出的结果，节能效果应该是节省30左右，实际上也不会有60%的电力节省），从而带来巨大的社会和经济效益。

当前我国经济发展迅速但能耗高，能源供应又相对不足，故更应坚持长期节能的战略方针，树立新的节能观念（对“节能”一词应理解为“合理用能”，
不能片面理解为“少用能”），并加以普及。

有关的管理部门要根据当地的能源状况进行宏观指导，以政策法规和经济杠杆引导、规范用户合理选择空调的冷热源，鼓励采用各类节能措施和推广应用蓄冷空调。

随着技术的发展，越来越多的新技术将应用到空调节能中来。

但是，对节能的认识应该有一个正确的观点, 即不能因节能而降低使用水平和抑制合理需求，而应该从提高能源利用效率来采取对策和解决办法。

每个从事中央空调管理的人员更应该在空调运行中积极地争取所有可能挽回的能耗。