中央空调制冷系统能耗过高原因分析与节能优化研究

潘冲支

身份证：3207**********3639

摘要：现阶段大型公共建筑、商业楼宇及办公建筑普遍采用中央空调系统完成室内温控，其制冷能耗占据建筑总能耗的40%以上，是建筑节能降耗的核心管控环节。当前多数建筑中央空调制冷系统存在运行模式粗放、设备匹配度低、运维养护不到位、系统参数不合理等问题，导致机组能效下降、无效能耗激增，造成大量电力资源浪费。为有效降低建筑能耗、提升系统运行效率，本文结合中央空调制冷系统工作原理，系统分析设备、管网、运维、控制等维度的高能耗成因，立足工程实际提出针对性的设备优化、运行参数调整、管网改造、智能管控等节能优化策略。研究成果可有效改善中央空调低效运行现状，降低建筑运营成本，契合绿色建筑节能发展要求，具备较强的工程实操价值与现实意义。

关键词：中央空调；制冷系统；能耗过高；成因分析；节能优化

一、引言

随着我国绿色建筑、低碳建筑理念的全面推广，建筑节能降耗成为建筑运维领域的重点工作。中央空调系统作为建筑舒适性调控的核心设备，具有运行时间长、负荷波动大、能耗占比高的特点。目前大量在用中央空调系统存在“设计冗余过大、运行管控粗放、设备老化积垢、参数匹配失衡”等普遍问题，多数楼宇空调系统长期处于低能效、高能耗的运行状态，不仅大幅增加建筑运营电费成本，还会造成设备损耗加速、使用寿命缩短。传统节能改造多局限于单一设备更换，缺乏系统性优化，节能效果有限。因此，全面剖析中央空调制冷系统高能耗的核心诱因，构建全方位、系统化的节能优化体系，对推动建筑低碳运维、实现能源高效利用具有重要研究意义。

二、中央空调制冷系统高能耗核心原因分析

（一）设备设计选型冗余，负荷匹配不合理

中央空调机组设计阶段，为极端天气预留充足负荷余量，普遍存在机组选型偏大的问题。建筑实际运行中，绝大多数时间处于部分负荷运行状态，大功率机组长期低负荷运转，压缩机启停频繁、运行能效比大幅降低，造成无效能耗浪费。同时，部分老旧建筑空调系统设备老化，压缩机磨损、换热器性能衰减，设备本身运行效率逐年下降，同等制冷需求下能耗显著高于新设备，是能耗居高不下的重要硬件原因。

（二）换热设备积垢堵塞，换热效率衰减

冷却塔、冷凝器、蒸发器是制冷系统核心换热设备，长期运行过程中，冷却水、冷冻水会滋生微生物、水垢、泥沙杂质，附着在换热管道内壁。管道积垢会大幅降低热交换效率，导致冷凝器散热不及时、蒸发器吸热不足，机组制冷效果变差。为达到设定温控标准，压缩机会持续高负荷运转，直接造成能耗大幅上升。多数建筑运维存在重运行、轻清洗的问题，长期不开展专业清洗除垢，导致换热系统工况持续恶化，能耗逐年递增。

（三）水管网系统设计与运行缺陷

冷冻水、冷却水管道管网布局不合理、管道老化、保温层破损是能耗升高的重要诱因。部分管网管路过长、弯道过多，水流阻力增大，水泵输送能耗大幅增加；管道保温材料老化脱落，造成冷量流失、冷媒温度损耗，系统需要消耗更多能量弥补冷量损失。同时，水泵、风机与机组参数不匹配，长期工频全速运行，无法根据室内负荷变化动态调节流量、风速，在低负荷时段产生大量无用能耗。

（四）运行管控模式粗放，操作不规范

现阶段多数楼宇中央空调采用人工粗放管控模式，缺乏智能化调控手段。运维人员仅凭经验开关机、调节温度，未根据室外温湿度、室内人员密度、负荷变化动态调整机组运行参数，存在过早开机、延迟关机、温度设置不合理等问题。同时，新风系统运行不当、门窗密闭性差，导致室内冷量外泄、室外热空气渗入，大幅增加机组制冷负荷。此外，多机组联动运行时调度不合理，机组启停无序，整体运行能效无法最大化。

（五）日常运维养护体系不完善

系统化、常态化的运维养护是空调系统高效运行的保障，而多数建筑缺乏完善的空调运维机制。除换热设备长期不清洗外，风机滤网堵塞、阀门锈蚀失灵、系统制冷剂泄漏、电路老化等问题得不到及时处理，会导致系统制冷性能下降、能耗攀升。微小隐患长期累积，不仅造成能源浪费，还会加速设备故障，增加维修更换成本。

三、中央空调制冷系统节能优化技术措施

（一）优化设备负荷匹配，改造老旧设备

针对机组选型冗余、负荷不匹配问题，结合建筑实际制冷负荷数据，重新核算冷热负荷需求，优化机组联动运行方案。通过多机组错峰启停、轮换运行的方式，避免单机组低负荷低效运行，提升机组整体能效。对老化严重、能效过低的压缩机、水泵、风机进行节能改造，替换为高效节能设备；加装变频调控装置，让水泵、风机可根据室内负荷自动调节转速与流量，大幅降低部分负荷状态下的无效能耗。

（二）定期清洗换热系统，恢复换热性能

建立换热设备常态化清洗养护机制，每季度对蒸发器、冷凝器、冷却塔、管道滤网进行专业清洗，采用化学除垢与物理冲洗相结合的方式，彻底清除管道内壁水垢、淤泥与微生物污垢，恢复设备原有换热效率。同时在冷却水系统投放缓蚀、灭藻药剂，从源头抑制水垢滋生与藻类繁殖，稳定系统换热工况，减少机组高负荷运行时长，实现节能降耗。

（三）优化管网系统，减少冷量损耗

对破损、老化的管道保温层进行全面更换修复，选用高密度阻燃保温材料，杜绝管道冷量散失。优化不合理管网布局，删减多余弯道、缩短输送管路，降低水流阻力，减少水泵输送能耗。检修更换锈蚀、失灵的阀门与调节配件，保障管网水循环稳定通畅。同时优化冷却水、冷冻水系统水循环参数，合理控制供水温度与温差，提升系统整体运行效率。

（四）搭建智能管控系统，规范运行模式

摒弃传统人工粗放操作模式，搭建中央空调智能变频自控系统。依托温湿度传感器实时采集室内外环境数据，结合人员负荷自动调节机组运行状态、供水温度、风机转速，实现按需供冷。设定标准化运行制度，根据建筑使用时段合理规划开关机时间，优化室内温控设定值，杜绝过度制冷。优化多机组联动控制逻辑，实现机组智能启停、负荷均衡分配，让系统始终维持在高效运行区间。

（五）建立常态化节能运维体系

完善中央空调运维管理制度，制定月度巡检、季度清洗、年度检修的常态化养护方案，重点排查制冷剂压力、设备运行参数、管网密封性、电路工况，及时处置各类微小故障。加强运维人员专业培训，规范设备操作流程，杜绝人为操作失误造成的能耗浪费。同时建立能耗统计台账，定期分析能耗数据，针对性优化运行方案，形成闭环式节能管控体系。

四、结论

中央空调制冷系统能耗过高是设备选型、硬件工况、管网设计、运行管控、运维养护多重因素共同作用的结果，粗放的运行模式和滞后的养护管理是能耗浪费的核心症结。本文通过系统分析各类高能耗成因，从设备改造、换热优化、管网整改、智能管控、运维升级五个维度提出系统化节能优化方案。通过全方位的技术改造与管理升级，可有效提升中央空调制冷系统运行能效，大幅降低建筑空调能耗，延长设备使用寿命。该优化方案实用性强、落地性高，既能降低建筑运营经济成本，又能助力建筑绿色低碳发展，可为同类公共建筑空调节能改造提供可靠的技术参考。

参考文献

[1]赵慧玲.基于多重遗传算法的中央空调制冷系统节能优化方法[J].节能,2026,45(01):11-14.

[2]于超.基于多重遗传算法的中央空调制冷系统节能优化方法[J].中国新技术新产品,2024,(24):39-42.

[3]李斌,李勇.中央空调制冷系统节能诊断模型分析[J].现代工业经济和信息化,2023,13(05):195-196+216.

...