深度思考：暖通空调可以为节能减排做些什么？

我国能源消耗缺口巨大，这也造成了能源上的短缺状况，针对现在的用电来说，空调的用电大约可以占到大多半，其中的无用消耗又占了1/3。全球变暖亟待解决的环境问题与国家节能减排政策的持续性推进，意味着加速暖通空调节能减排的进程已经到了刻不容缓的时候了。

采暖、通风、空气调节，缩写HVAC,这三个方面简称暖通空调，高能耗、高浪费的暖通空调节能潜力巨大，能为节能减排做的也非常多。

首先，我们来看下导致暖通空调系统运行高能耗、高浪费、效率低下的原因：主要包括设计、施工、调试与运行等四个环节。但相对而言，运行管理水平的低下，是其最主要原因。

一、设计阶段

设计阶段存在的主要问题有：负荷计算存在问题，主机选型过大；空调水系统水力失调；控制设计不详或与实际脱节。

1、负荷计算存在问题，主机选型过大

这个问题是一个普遍问题，这个问题在大型城市综合体项目中比较多，很多最高峰负荷时只用开到装机容量的50～70%。

综合体尤其是商业的负荷指标直接取决于人员密度、餐饮比例等。主机选型过大的直接后果，除了浪费初投资之外，就是主机负荷无法很好地和末端负荷匹配，存在大马拉小车的问题。众所周知，主机最高效的运行区间大概是在70%～90%负荷率范围内，主机台数越多运行调节越灵活，可以让尽可能多大主机运行在高效区间。而如果只能投入原来一半数量的主机，调节性能差不说，大多数时候是运行在低效区的，主机效率自然就会下降。当然，主机容量、台数与末端需求负荷需要很好匹配这个目的，最好的方式是进行全年运行能耗模拟，根据模拟结果来选型。

2、空调水系统水力失调

水力失调造成的能源浪费，规范中有规定当水力失调度超过15%时，应采取一定的水力平衡措施，水力平衡措施就是采用同程式系统、设平衡阀这两种方式。下面是设计中一些常见的水力平衡问题：

水力平衡问题

• 一次泵变流量系统（主机侧也是变流量的）的冷冻水侧设动态流量平衡阀；

• 已经设置了静态平衡阀的环路，还设同程式系统；

• 一个20万㎡的购物中心，单层面积4万+㎡，除了手动蝶阀之外，没有任何水力平衡措施；

• 动态压差平衡阀两级串联。

3、控制设计不详或与实际脱节

控制策略不得当，冷水机组的加减机通过机组自带的群控系统实现。冷水机组加减机是总冷量、回水温度、压缩机电流等几种方式控制。不得当的地方主要有以下几种：

不得当之处

• 二次泵系统，加减机却靠回水温度或者压缩机电流控制；

• 控制阀门直接按水管口径选型。

二、施工阶段

国内的施工单位基本都只能照图施工，绝大多数都不具备图纸深化能力。施工单位的二次深化能力和水平，直接影响到空调系统最后的效果。

在设计之初，一般只会确定设备的主要参数，如制冷机组、空调机组的冷量、供回水温度等，对于其他参数（主要是设备水阻力）一般不会明确也没法明确。因为不同厂家、相同厂家的不同系列等设备水阻力相差都很大，设计师最多只能参考其中某一家的水阻力，但完全无法左右施工单位最后选择哪一家的设备。鉴于此，为保险起见，设计师一般都会按其中的较大者来选水泵。这就造成水泵扬程一般都会超过最后实际所需。

所以，施工单位根据最终采购的设备水阻力，并结合施工过程中水管走向的一些调整，来重新复核水泵扬程的工作就变得非常有必要了。

除了水泵扬程之外，常规的如空调机组、新风机组、各类送排风机的压头，再细一点的如控制阀、平衡阀等根据Kv值和两端阻力的选型计算等等也非常有必要。这种类似的复核计算，除了设计阶段本身保守的因素外，其余大多都只有等采购的设备参数确定了之后才能进行，所以这一责任只能落在施工单位身上。但遗憾的是，国内的建筑工程运行体制的问题，施工单位这方面的能力先天不足。要想改变这种现状，只有靠甲方、设计院、施工单位等各方通力合作才行。

三、调试阶段

调试本身应该是对于施工成果的检验和监督，无论如何都不应该由施工单位来做。空调系统本身是各种设备的集合应用，并不是单单依靠某一个厂家即可，它需要的是有经验的调试人员从整个系统的层面来掌控。

而现实当中，对于暖通空调的调试效果和水平大都是参差不齐的，很多办公楼只是夏冷冬热的初级模式，舒适性还不如两管制风机盘管系统。

而为了解决上面这些问题，一般都会单独聘请第三方调试顾问，第三方的职责就是真正按照设计意图对系统进行调试，不仅达到设计的温湿度参数，也使系统在相对高效、节能的工况下运行。第三方的调试水平较高、专业性较强，同时对于设计、施工的要求也高。第三方会在项目前期就介入，对存在的各种问题提出自己的意见和建议，比如设计阶段对控制策略设计不详或不切实际的、传感器、执行器等控制仪表没设置到位的、平衡阀处没标注流量的，以及施工阶段的水管测量孔、风管测量孔、冷凝水起始端吹扫口等提出要求。这些要求都是本着第三方调试方便、能够达到调试效果的角度出发的，因此相对来说比较中肯，对客户的帮助也较大。

四、运行阶段

目前绝大多数项目的运行管理水平基本还停留在起停机、小问题自己修、大问题找售后的阶段，对于运行数据记录和管理、控制策略优化调整、运行参数重新设定等等和空调系统运行能耗直接相关的环节基本还处于没有概念的状态。

空调系统中的设计参数一般都会有一个设计值，比如冷却水温度为32/37℃，冷冻水温度为7/12℃。但是，设计值并不代表是系统运行的最佳工况，更不代表它就是一成不变的运行值，因为空调系统的运行能耗取决于末端负荷情况、气象参数、甚至控制策略。要想系统能够高效节能地运行，必须根据前述参数的变化不断优化。

变流量系统中用作变频依据的供回水管压差，非常有必要根据实际运行情况重设。设计之初通常都只会明确靠压差控制，不会给一个准确的压差值，该压差值通常都是自控施工单位在初次调试时设定的。准不准确先不说，后期运行情况变化莫测，对于分批次开业、经营过程中不断调整业态的商业尤其如此。

除了上面提到的重要参数，其余参数设定值，比如压力传感值、温湿度设定值等，都是需要结合实际情况不断调整的。这些工作别说目前的暖通空调系统管理人员来说，或者就连前期的设计人员、部分厂家技术支持人员，都还无法完全胜任。

“操作人员水平参差不齐，导致建筑系统能耗无法有效控制”据研究：暖通能耗65%的浪费为人为运行管理不当造成，500多万栋公共建筑数百万套机房，95%以上靠人为巡检管理。机房运行管理对专业技能要求相当高，即便“暖通博士”管机房能实现节能和实时监控，但社会结构性缺失致使暖通专业人才非常缺乏，目前市场99%的机房还是机电、安保人员的管理，非专业人员的运行管理水平太低，致使暖通空调的精细化管理与运行无法实现。由此导致的浪费高、能耗大已成为行业亟待解决的普遍性问题。

那么，如何从系统管理与整体运营的角度，改变暖通系统目前亟待解决的“高耗能与高浪费”的现状呢？

——暖通M智慧管控系统（简称“M系统”）给出了自己的答案

没有“暖通博士”也能管理和运营好机房，M系统结合人工智能、大数据与云计算的应用，为中央空调运营提供了一套综合管理的服务模式，实现了中央空调全面智慧化、数字化与综合化的管理，让能耗节省率达到了15%~40%。系统对于能耗的精准控制，能有效降低中央空调能源消耗，减少商业与工业建筑使用阶段的碳排放。同时，系统也为中央空调系统所面临的不智能问题提供了赋能支持。

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