中央空调系统节能优化策略

中国科技期刊数据库 工业C

2015年08期 249 暖通空调系统节能与优化控制策略 朱明清 许进超 威海建设集团股份有限公司，山东 威海 264200 摘要：从建筑工程中可以看出，暖通空调在节能方面发挥了重要的优势作用。在暖通空调发展和使用中，通常都要选择先进的技术。暖通空调工程在设计、施工的各个阶段都需要加强技术的应用。本文中，笔者主要根据暖通空调节能系统的发展现状，来对相应的技术措施进行分析，希望能够给相关的工作人员提供借鉴和参考。 关键词：暖通空调；节能；优化策略 中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)08-0249-01 1 导言 社会在不断的发展，科技在不断的进步，我国的建筑事业也在不断的进步。在建筑事业的发展之中，提高建筑的舒适性、环保性在能源紧缺的今天显得十分重要。重视建筑的节能性设计和施工是使建筑事业迈入可持续发展的必由之路，优秀的节能方案就是对建筑的建设的原材料节约，减少人力的消耗，通过一定的措施提高能源的利用率。在建筑设计中对建筑的暖通空调进行系统节能设计符合这一时代的主旋律。笔者根据多年的从业经验对暖通空调系统优化和优化设计进行了阐述，对暖通空调存在的功能耗问题进行了讨论，并提出相应的解决措施。希望使暖通空调的能耗达到我国环保的综合指标，使建筑事业走入可持续发展的道路。 2 暖通节能的重要意义 从现如今整个社会发展的现状上看，能源的危机问题仍然存在，建筑的暖通空调在设计、安装和使用的过程中涉及到的范围相对较广，如果其节能性达不到相应的标准，不仅对建筑的材料，能源的应用，电力资源以及生态环境的各个方面都会产生严重的影响。所以，为了实现建筑暖通的可持续发展，对电力的紧张状态进行缓解，需要尽量减少暖通空调的能耗，建立相对比较科学的节能系统。经过研究可知，暖通空调的节能性最大可以减少20%-30%的能耗量，这不仅是一笔不小的国家经济开支，同时也是利于国计民生的重要举措。所以，实现建筑暖通空调的节能性具有一定的必然性和现实意义。 3 暖通系统在节能方面存在的问题 3.1 设计方面 从建筑暖通空调的设计工作方面上看，有些设计人员对暖通空调的设计工作认真程度不够，对设计中存在的问题进行忽视。另外，在设计的过程中，经常不从实际出发，对暖通空调的节能性设计更是置之不理。不仅如此，相关的设计单位和设计人员往往更加注重眼前的利益，在专业的问题上模棱两可，甚至有些技术形式得过且过。最大限度地增加数量，忽视质量。在具体的设计施工工作中，投资成本大、能源和资源的消耗量也相对较大。有些方面甚至超过了标准的范围，公共建筑的暖通能耗可以高出一半以上。现如今，由于人们对环保以及节能的要求不断提高，相关的工作人员需要设计多个方案，每一种方案都具有一定的优点和缺点。但最终的结果就是方案类型比较多，考虑欠全面，评价结果各有不同。 3.2 管理方面 从暖通空调的管理方面上看，有些单位对于设计施工的达标程度还不是十分重视，对于暖通空调的工作人员不会定期地进行教育和培训。这样一来，多数的操作人员缺乏专业的暖通知识，在工作的过程中只是根据自身的工作经验来进行。如果操作人员出现了变化，或者是暖通空调的类型和规格以及相关的参数出现了明显的变化，都会给暖通空调的调节工作带来严重的困难。所以说，这就是管理工作的不利之处。另外，工作人员在工作中或多或少地会出现一定的随意性，这不仅是工作态度的问题，更是管理工作不到位的最直接结果。因此，很大程度的浪费现象由此产生。 4 暖通空调系统的节能优化措施 4.1 对暖通空调系统设计方面的分析 在空调进行设计时，一般依据制冷量来设置主机的容量和水泵的容量，空调冷冻水泵等部分的流量和容量都是按照最大的负荷进行设计的，但是在空调的实际工作的过程中，空调绝大部分时间都是在部分负荷下运行的。这样就造成了能源的浪费，如果在设计时解决这个问题能够有效的降低空调的能耗。 4.2 热源系统的优化选择 在暖通空调系统的节能设计工程中，应该严格按照工程的工期或者是工程的实际需求来对热源系统进行合理地选择。从目前我国的热源种类上看，主要是以热电站、热泵以及小型的锅炉等形式为主。在实际的运用中需要充分考虑到节能的效果以及是否能够满足供热的需求。热泵的主要工作原理就是一些可再生资源转化为热源，经过压缩机的运行，然后在热源中广泛地吸收热能，经过热传递之后，进入到高温热源中。 4.3 使用变频技术 现代化暖通空调系统中，变频技术的应用有很强的适应性。通过变频技术后，不仅能弥补空调系统的工艺问题，也能降低运行成本，减少能源消耗。一般情况下，空调系统都是按照额定功率设计的，但是当负荷比较低的情况时，假如系统设备以额定功率进行全负荷运行，就会造成能源的浪费。 4.3 暖通空调的采暖和供冷受外界条件的影响较大 暖通空调在工作时要满足热工性能不同的房间的热状态。在暖通空调工作时常常达不到室内的设计温度，出现这种情况的原因有多种，管路堵塞、末端的配置数量和负荷不匹配、设备故障和调节失衡等。当空调出现问题时，比较难以判断的是空调的水失衡，一旦问题出现其维护所需要的费用是相当高的，特别是在暖通空调的采暖。在设计时我们一定要根据综合考虑气候变化的特点，进行冷却水量的计算，这样才能使空调在比较合理的负荷下进行工作，对节能起着一定的作用。 5 结束语 综上所述，随着科学技术的不断开展，建筑暖通空调的节能新技术和新工艺也会随之得到开展，这对处理建筑暖通空调的体系节能问题非常有利，新技术的运用能够有效完成其节能作用，在实践中能够经过节能规划、能源使用规划和运转办理规划等手法，来完成节能方案的不断优化，这样才能最终完成空调体系的节能作用。应坚持节能的原则。确立建筑暖通空调体系管理与控制体系优化的根本起点、优化原则及技术措施具有重要的现实意义。 参考文献 [1]李述岩.智能建筑暖通空调系统的优化措施探讨[J].中华名居，2014,（6），25. [2]沈彦辉，王磊，陈谦.公共建筑暖通空调系统节能设计措施浅谈[J].科技资讯，2010,（9），188.

第４２卷第６期　２０１０年１２月　西　安　建　筑　科技　大　学　学　报（自然科学版）　

Ｊ．Ｘｉ　ａｎ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ａｒｃｈ．＆Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔｕｒａ１　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．４２　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１０　

中央空调水系统的节能优化　

王建玉，任庆昌　

（西安建筑科技大学，陕西西安７１Ｏ０５５）　

摘要：提供了一种中央空调水系统节能优化的新技术．根据系统主要部件的模型定义了优化的目标函数和　约束条件．采用二进制粒子群算法求出优化问题的最优设定参数，说明了算法的实现过程．仿真和实验研究结　

果表明优化方法相对于传统方法能显著地降低系统能耗．　关键词：节能优化；空调水系统；目标函数；二进制粒子群优化算法　

中图分类号：ＴＰ２７３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６—７９８０（２０１０）０６—０８５０—０６　

目前对中央空调水系统常规的控制方法是采用恒定或人工修改设定值的方式对下位机控制器进行　

控制管理，在部分负荷时会出现能量浪费以及控制特性较差的情况．根据空调负荷的变化情况，在部分　

负荷时段调整制冷系统的某些运行参数，在满足系统负荷要求和保证系统稳定性的前提下，尽可能地减　

少系统的能耗并提高系统的控制特性就变得非常重要口］．　

本文以西安建大智能建筑环境技术实验室ＶＡＶ空调实验系统的水系统为例，建立了中央空调水　

系统的节能运行优化模型，在满足系统约束条件的前提下，采用二进制粒子群算法求出能耗最小时的优　

化设定参数，从而完成系统的最优控制．　

１　研究对象（Ｔｈｅ　Ｏｂｊｅｃｔ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙ）　

西安建大智能建筑环境技术实验室ＶＡＶ空调实验系统的水系统的结构如图１所示．水系统由两　

图１　水系统结构　

Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　

收稿日期：２０１０—０５　２４　修改稿日期：２０１０　１０　１２　基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０６７８１４５）　

◇科技论坛◇　科技曩向导　２０１４年０９期　浅谈中央空调系统的节能及优化　于少洁张羽　（郑州大学河南郑州４５０００１）　【摘要】随着经济和社会的发展，中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛，中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统。中　央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗掉了大量的能源。据统计，我国建筑物能耗约占能源总消耗量的３５％。在有中　央空调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能耗的７０％，而且呈逐年增长的趋势，因此，研究中央空调系统节能技术意义重大。本文对中央空调　系统能耗、中央空调的节能技术原理及其节能优化方案等进行了简要分析和总结。　【关键词】中央空调；能耗分析；节能优化　１．中央空调系统简介　由图可见。中央空调系统是一个非常复杂的系统．它包括冷冻水　系统、冷却水系统和制冷剂系统。系统的能耗也由多个子系统的多种　设备的能耗共同组成．整个系统的优化运行除了要考虑单个系统的优　化之外，还要考虑整个系统与子系统间的协调匹配工作关系。　图１．１典型中央空调示意图　２．中央空调的设计关键环节　２．１冷热负荷设计　在中央空调系统设计阶段．必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷　计算　负荷计算应采用动态的计算方法．依据实际负荷情况选择合适　的冷热源　总负荷并不等于所有受控房间最大负荷的叠加．因为个房　间的的朝向、工作时间并不一致，它们出现最大负荷的时刻也不一致，　因此．应对房间的冷负荷逐时进行叠加．以其中出现的最大负荷作为　选择设备的依据。否则冷热负荷设计过大，导致投资、运行费用增大，　而且浪费能源　２．２空调水系统的设计　水系统大多是定流量．设计水流量按最大冷负荷和５℃的供回水　温差确定。而实际普遍存在大流量小温差现象．最大负荷出现的时间　很少，绝大部分时间在部分负荷下运行，实际温差小于设计温差．实际　流量比设计流量大１．５倍以上．大大超过设计流量．水泵电耗大大增　加。设计时应重视水系统设计，对每个水环路进行水力平衡计算。对压　差相差悬殊的回路要采取有效措施，保证各环路水力平衡，避免水力、　热力失调现象．认真校对和计算空调水系统相关参数．切实落实节能　设计标准的要求值　同时还应该考虑冷却水温度和冷冻水温度对空调　系统能耗的影响　２．３新风系统的设计　新风系统的合理使用．也可以有效地控制能耗使用量　在满足卫　生条件的情况下．减少新风量或根据实际需要采用变风量系统进行调　节。有排风系统的．利用室内能量对新风进行预热与预冷处理（即热回　收技术）等都能够有效减少空调系统的能耗　３．中央空调系统的节能优化措施　３．Ｉ变风量节能　变风量空调（ＶＡＶ）控制系统可以根据各个房间温度要求的不同进　行独立温度控制，通过改变送风量的办法，来满足不同房间ｆ或区域）对　负荷变化的需要　同时．采用变风量系统可以使空调系统输送的风量　在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移．解决一天中同一时间各朝　向房间的负荷并不都处于最大值的问题．从而减少系统的总设计风　量。这样．空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资．也进　一步降低了系统的运行能耗。有资料显示，采用变风量系统可节省能　源达到３０％．并可同时提高环境的舒适性。　３．２变频节能　变频中央空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器．可随时　调节空调压缩机的运转速度．从而做到合理使用能源。由于它的压缩　机不会频繁开启．会使压缩机保持稳定的工作状态．这可以使空调整　体达到节能３０％以上的效果　３－３热回收节能　利用排风对新风进行预热（或预冷），节约空调能耗。如夏季回收　排出空气中的冷量，再把室外的热空气预冷后送入室内；冬季回收排　出空气的热量．再把室外的的热空气预热后送入室内．从而减少能量　的损失．降低了空调制冷制热空气的能耗。　３－４冰蓄冷节能　冰蓄冷技术是利用电网的峰谷调系统中去的技术　从宏观上来　讲．冰蓄冷技术可起到“削峰填谷”的作用。缓解用电紧张电价差．夜间　采用冷水机组在水池内蓄冷．在白天电力高峰时段再将所储存的冷量　释放到空．提高能源利用效率；从空调用户的角度来讲，又可以充分利　用不同用电时段的电价差．每年能为用户节省大量的中央空调年运行　费用。　３．５合理设计围护结构的构造　建筑物内的冷热量可以通过房间的墙壁、门窗等传递出处．因此　建筑物围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用　特别是　窗的构造．应能起控制日光照射的作用并要限制窗户墙体的面积：对　于窗户面积比较大的建筑物应考虑采用吸热玻璃、热反射玻璃或遮阳　措施如遮阳板、屋檐、挑檐、窗帘等阻止热量的吸收。在室外温度较低　的时候可以直接利用自然空气作为能源．所以窗的构造应能开启或在　其上设置可以开启的自然通风１：３　４．节能发展空间及前景观望　节能和环保是实现可持续发展的关键。空调领域作为一用能大　户．其能耗已占总能耗的２０％左右。故节能意义十分巨大。而从可持续　发展理论出发．空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统　设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键．这对于节约能　源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。央空调系　统节能的潜力巨大，具有广阔的应用前景，值得大力推广。在中央空调　系统的设计、管理过程中，应对节能降消问题足够的重视，在各个环节　中均应积极地争取挽回所有可能挽回的能量．并将能源消耗作为衡量　系统优劣的一项重要指标。　【参考文献】　［１］陆亚俊ｌ暖通空调（第二版）．北京：中国建筑工业出版社，２００７．　［２］曹秋声．新型中央空调节能控制系统研究．节能，２００５．　［３］钟伟．我国建筑中央空调能耗现状及全面节能措施．重庆大学，２００４．　［４］付祥钊，肖益民．流体输配管网（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，２０１０　作者简介：ｑ－）－￣，女，河南濮阳人，郑州大学土木工程学院２０１１级本科生，建筑环境与设备工程专业。　张羽，女，河南鹤壁人，郑州大学土木工程学院２０１１级本科生，建筑环境与设备工程专业。　

龙源期刊网

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。