暖通空调系统节能运行管理

暖通空调系统节能运行管理建筑能耗中，暖通空调（HVAC）系统通常占比超40%，其节能运行管理不仅关乎运营成本控制，更对建筑低碳发展意义重大。当前，既有建筑HVAC系统常因设计冗余、运行策略粗放、设备能效衰减等问题造成能源浪费，需从系统全流程管理入手，结合技术创新与管理优化，实现节能增效。一、暖通空调系统组成与能耗特征HVAC系统由冷热源、输配系统、末端设备三部分构成，各环节能耗特征差异显著：1.冷热源系统冷水机组、锅炉等设备能耗占HVAC总能耗的50%~60%。冷水机组的COP（性能系数）受负荷率、冷却水温度等影响——部分建筑因设计负荷偏大，机组长期低负荷运行，能效可从设计值5.0骤降至3.5以下。2.输配系统水泵、风机及管网能耗占比约20%~30%。管网水力失调（近端流量过大、远端不足）导致水泵扬程浪费；风机风阻增大（过滤器堵塞、风管漏风）也会显著增加能耗。3.末端系统空调末端（风机盘管、变风量箱）及通风设备能耗占比10%~20%。末端设备启停控制、风量调节精度不足，易造成区域过冷/过热，引发能源浪费。二、节能运行管理的核心环节（一）系统能效诊断与设计优化衔接既有建筑需通过能耗监测、现场测试（如机组能效测试、管网水力平衡测试）识别节能潜力。例如，某办公楼冷水机组实际COP仅3.5（设计值5.0），经诊断发现冷却水塔散热不足、管道结垢——通过清洗管道、优化冷却塔风机控制，COP提升至4.2，年节电超15万度。（二）动态负荷预测与运行策略制定基于建筑功能（办公、商业）、气象数据、人员流动规律，建立负荷预测模型。例如，商业综合体在非营业时段（凌晨）若强制降低冷水机组负荷，易因“小马拉大车”导致能效骤降；需结合逐时负荷曲线，精准制定机组启停计划，避免低负荷区间的低效运行。（三）设备运维与能效监测体系设备维护：定期清洗换热器、更换过滤器，保证换热效率；对水泵、风机进行变频改造，根据负荷动态调节流量（如变水量系统中，水泵频率随末端负荷同步变化）。能效监测：安装分项计量装置，实时监测冷热源、输配、末端能耗；通过BIM或能源管理系统（EMS）分析能耗趋势，及时发现异常（如某楼层风机盘管能耗突增，排查为阀门故障）。（四）人员能力与管理制度建设制定《HVAC系统运行手册》，明确不同季节、时段的运行参数（如夏季供冷温度设定26℃，避免过低）；开展运维人员技能培训，使其掌握变频控制、智能系统调试等技术，减少人为操作失误（如误关新风阀导致室内空气质量下降，需额外增大制冷量）。三、典型节能技术与应用策略（一）变频调速技术在水泵、风机中应用变频器，实现流量随负荷动态调节。例如，某医院空调水泵采用变频控制后，输配电耗降低30%，且消除了“大流量小温差”现象（原系统温差5℃，优化后达8℃，机组能效提升15%）。（二）余热回收与废热利用冷却塔余热回收：夏季利用冷却水余热预热生活热水，减少热水锅炉能耗；冬季通过热泵回收冷却塔热量（长江流域冬季湿球温度适宜时，热泵COP可达3.0以上）。数据中心废热利用：将机房空调排出的热风引入办公楼新风系统（需处理湿度、洁净度），实现废热回收供暖。（三）优化控制策略分时分温控制：办公建筑在上班时段（9:00-18:00）供冷温度25℃，下班时段调至28℃，既满足舒适度又节能。变水量/变风量调节：末端负荷变化时，通过电动阀调节水流量（变水量系统）或风阀调节风量（变风量系统），避免“全额输送”造成的浪费。（四）智能控制系统集成采用DDC（直接数字控制）+AI算法，实现HVAC系统的自适应控制。例如，某酒店通过AI模型预测客房入住率，提前调整空调负荷，使冷机启停次数减少40%，能耗降低15%。四、案例分析：某商业综合体的节能改造实践该综合体建筑面积10万㎡，原HVAC系统能耗占建筑总能耗的45%。改造措施包括：1.冷热源优化：更换高效磁悬浮冷水机组（COP提升至6.5），配套冷却塔变频风机，根据冷却水温度自动调节风量。2.输配系统改造：对空调水泵、新风机组风机加装变频器，实现变流量控制；优化管网水力平衡，通过阀门调节消除近端过流现象。4.能源管理系统：建立EMS平台，实时监测各区域能耗，生成节能报告，运维人员可通过手机端远程调整参数。改造后，HVAC系统能耗降低28%，年节约电费约120万元，投资回收期约3.5年，同时室内舒适度显著提升（温度波动≤±1℃）。五、结论与展望暖通空调系统节能运行管理需从“设备-系统-管理”多维度发力，通过能效诊断、技术升级、智能控制与制度优化，实现能源利用效率最大化。未来，随着光伏直驱空调、蓄冷蓄热技术的发展，以及“双碳”目标的推进，