中央空调系统末端设备节能优化控制

浅谈空调节能控制技术探讨

摘要：就中央空调节能控制技术进行分析，主要分析中央空调的控制特点，即干扰性，调节对象的特性，湿度的相关性，多工况运行及转换控制和整体控制等几个方面。然后，分析了中央空调节能控制途径和节能方法的选择，以保证在满足要求的前提下最大限度的节约能源，真正发挥楼宇自控系统的作用

关键词：中央空调系统；节能技术；控制技术

1.引言

空调系统的作用就是对室内空气进行处理，使空气的温度、湿度、流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度变化而发生波动时，首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器，调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器，执行器动作后，不断调整以符合要求。在中央空调系统中，冷水机组是由设备生产厂成套供应的，它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器与节流元件组成，压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。

2.中央空调的控制特点

空调系统的特性可以归纳如下：（1）干扰性。空调系统在全年或全天的运行中，由于外部条件（如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪）和内部条件（如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少，以及工作人员的增减等）的变化，都将对空调系统的运行形成干扰。（2）调节对象的特性。不同的被控对象，在相同的干扰作用下，被控量随时间的变化过程也并不一样。空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素，维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统，更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。

3.中央空调节能控制途径

3.1 空调机组。空调机组是智能建筑中耗能最多的设备，其运行方式不同，应从以下几个方面考虑空调机组的节能：（1）全年运行系统的工况自动转换。根据室外气候条件和空调系统的不同结构及其工艺的不同要求进行工况的转换，一般以焙值作为转换的判断条件，通过调节空调运行参数来实现。（2）控制器参数选择。合理选择每个回路的pid参数，使之具有良好的响应性能，或选择各种先进的控制算法，提高控制系统的性能指标。避免控制回路总处于不断调节或响应过程慢等不利影响，既浪费能量又影响执行器的寿命。（3）多级控制的有效配合。对有些系统具有中央空调机组外，在房间配有再加热盘管（特别是工艺空调）实现单独调节，此时应合理地选择控制方法及配合关系控制送风温度，防止中央空调送风的温度过低，而房间再加热的能量浪费现象发生，应考虑整体系统的节能效果。（4）选用高质量温度传感器。室内空气每相差1℃的调节都要消耗很多的能量，选用传感器的精度差，产生的节能效益远大于传感器的价格。（5）温度设定值应随室外温度自动调节。对于舒适性空调系统，可在夏季随室外温度的升高，适当提高温度的设定值，减小室内、外的温差，既能保证人的舒适度的要求，又能实现节能同样也适合冬季情况。

一、新风机的节能控制

新风是冷热源的主要负荷之一，所以对新风机的控制目的，是在保证被控空调区域舒适性的基础上，尽可能节能。

空调系统在全年运行中，空调房间室内的热湿负荷和空气品质会随着气候和室内人员的变化而有所不同，从而导致空调末端对新风量的需求也不同。因此，新风机在全年运行期间不能一成不变地按最大设计风量（即定风量）运行，而必须根据末端负荷和空气品质的变化进行相应的调节，才能既保证室内的舒适性要求，又实现经济节能运行。

(1) 新风机控制的原则

新风机的任务是提供室内所需的新风量，并负担新风负荷的集中或分区处理，以达到机器露点L（W），使其ρL=90%，hL=hN，即处理后新风的焓值等于室内空气设计状态的焓值，然后经新风送风管送入空调房间。

但新风的热湿处理能耗很大，新风量越小，就越经济。所以，新风量的大小不仅关系到人体健康，而且与能耗、投资和运行费用密切相关。因此，从节能的角度考虑，新风机控制应遵循以下原则：

① 夏季采用可调新风量，在满足《公共场所卫生标准》(GB 9663～GB 9673)中规定的C02浓度要求的条件下，尽可能采用最小新风量，以有效降低由于新风量增加所带

来的能耗增大问题。

② 在过渡季，当室外空气的焓值低于室内空气设计状态的焓值时，可以采用置换通风的送风模式，即低温全新风冷却方式。置换通风是一种通风效率高，既带来较高的空气品质，又利于节能的有效通风方式。置换通风是将经过处理或未经过处理的空气，以低风速、低紊流度、小温差的方式直接送入室内人员活动区。置换通风型送风模式比混合式通风模式节能，根据有关资料统计，对于高大空间来说，其节约制冷能耗约20%-50%。

这里讲的“过渡季”，指的是与室内、外空气参数相关的一个空调工况分区范围，其确定的依据是室内、外空气参数的比较。由于空调系统全年运行过程中，室外参数总是处于一个不断变化的动态过程之中，即使是夏天，在每天的早晚也有可能出现“过渡季”工况。在过度季，空调系统增大新风量甚至全新风运行，可以有效地改善空调区内空气的品质，节省空气处理所需消耗的能量。

中央空调系统的电气节能措施与控制设计

中央空调用在很多的建筑当中，民用建筑和商用建筑都广泛的应用着，它的耗能是非常大的，中央空调的耗电一般是整座建筑的百分之五十到百分之六十，所以对于中央空调的节能是十分有必要的。有效的节能可以减少能源的浪费，建设资源节约型的社会。

标签：中央空调；节能；设计；措施

1 前言

在某些建筑中，使用的是中央空调，比如说商场、电影院以及酒店等场所。有的时候人们呆在里面会感觉到温度不适宜。室外已经温度已经很高的时候，它还在制热当中，当室外温度已经很冷的时候，它还在制冷，这就导致人体感觉不舒适，没有发挥到中央空调的作用。这个原因是中央空调没有很据人体的需求还有现有的温度进行温度调节而造成的，这样没有达到给人体舒适的效果，又造成了成本的浪费。对电气节能系统进行改造可以改变这一状况，再加之以相应的控制措施。

2 设计的依据和设计的原则

（1）设计的依据。我们在进行中央空調系统的设计的时候主要的依据是：1）

ISO/IEC 11801-95 信息技术国际标准；2） GBJ93-86 工业自动化工程施工及验收规范；3） GBJ 42-1981 工业企业设计规范；4） GBJ 232-92 电气装置安装施工及验收规范；5） GBJ 19-2001 中国空气调节设计规范；6） GBJ 15-1989 中国给水排水热水供应设计规范。

（2）设计的原则。1）标准化：进行设计的时候，要按照国家的相关的标准和行业标准来进行，保证系统的的后期维护；2）实用性：进行设计的时候，最重要的是达到节能的目标，又满足整个建筑对于中央空调的需求；3）先进性：使用的技术要有先进性和科学性，否则短时间内技术更新，系统又淘汰了；4）安全性：进行节能的措施，不能影响到整个系统的安全运作，这是最重要的；5）可靠性：进行节能的设备运作，要有可靠性。设备的性能要好，材料和器件等硬件设备要有可靠性，能满足节能的控制的调整。

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中央空调冷却水系统节能优化控制研究

作者：金莉雯

来源：《科技风》2019年第02期

摘 要：现阶段，中国经济的发展很快，能源的利用率也越来越高，每年在使用空调的电力消耗上是非常大的。因此，国家倡导企业向节能、减排的方向发展来优化产品，这就要求必须解决中央空调制冷效率的优化和降低能耗的问题。

关键词：中央空调；制冷控制；优化管理措施

近年来，国家把节约能源政策提上日程，空调动力消耗问题已成为人们讨论的话题。怎样在使用中央空调时最大限度的减少能源浪费，是急待解决的问题。本文主要剖析了空调制冷原理、冷却水泵、冷却塔的节能及中央空调制冷控制措施的改进。

一、中央空调制冷原理

空调系统是由主要构件机器系统和末端辅助系统构成。主要构件是指外面悬挂的机器，负责冷空气形成；辅助系统被放置在屋内，也作为空调内外配合的使用装置，便于空气的流通。空调可按功能分为四个系统有气体、水源、制冷和发热系统。

空调的任务原理如下：首先，在空调打开后，气体状态的制冷剂被紧缩机压缩为高温高压的气态制冷剂，然后被送到制冷设施（外机），成为常温高压的液态氟利昂在释放能量后，其产生的暖风会被外机吹出来。而后经过较细小的管件，进入蒸发器（内机），由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大，压力减小，液态的氟利昂就会受到蒸汽发生变化，变成气态温度较低的氟利昂，从而吸收大量的热分子，蒸发器就会温度降低，室内机的电扇将空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是凉风；空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴，顺着留用的皮管出来，这就是空调会有水出现的原因。就这样使气态的制冷剂返回压缩机来回运转，持续不断制冷。

压缩机是是空调的主心骨，是控制空调节约能源、有效利用的主要部件。它使用电力能源产生冷空气，降低室内温度。也就是说，室内存在的热空气利用电力能源传输到外面。与此同时，压缩机的运转会迸发热量，以至于电力能源转化为热能量。因而，能够提升压缩机的能量转换速度，以便用很少的電力把里面的热分子释放到外面。