常用空调节能方式与控制

空调自控基本知识空调自控是指利用自动控制系统对空调设备进行调节，达到室内温度、湿度等条件的稳定控制的技术和方法。

空调自控技术的主要目的是使空调设备能够满足用户对环境的需求，提高空调设备的能效，节约能源，减少对环境的污染。

本文将从空调自控的基本原理、控制方式、控制系统硬件和软件等方面对空调自控基本知识进行介绍。

一、空调自控的基本原理空调自控的基本原理是通过测量室内的温湿度，与设定的设备初始参数进行比较，利用自动控制器控制空调设备，使空气处理系统的输送风量、冷热负荷、湿度等控制变量保持在规定的范围之内，实现自动调节、自动保持室内舒适度、减少能耗，达到节能减排的目的。

二、控制方式空调自控的控制方式主要分为两种：PID控制和模糊控制。

1. PID控制PID控制是最常用的控制方法，它主要是通过比较设定值和测量值的偏差进行调整，调整幅度根据偏差的大小变化。

P 代表比例控制，I代表积分控制，D代表微分控制。

比例控制主要是调整物理量偏差，重点在于调整增益；积分控制是调整快速度的，重点在于调整模块时间常数；微分控制是调整物理量波动频率的，重点在于调整微分时间常数。

2. 模糊控制模糊控制是一种通过模糊逻辑运算实现自控的技术，不需精确的数学模型，只需一些模糊逻辑知识。

它的好处在于可以对非线性系统进行有效的控制。

三、自控系统中的硬件1. 传感器传感器是自控系统中必不可少的部件，它负责检测空气温湿度等参数的变化，并将这些变化转换为电信号，送到控制器中进行处理。

常见的传感器有温度传感器、湿度传感器等。

2. 控制器空调自控系统中的控制器是整个系统的“大脑”，掌控着所有的处理过程。

它通过收集、处理传感器传出的数据，与预先设定的目标比较，控制器能够自动指挥空调设备进行调节。

常见的控制器有微处理器、单片机等。

3. 实现系统实现系统是指将空调自控系统和空调系统连接在一起，从而实现自动调节，自动保持舒适度，减少能耗的功能。

它主要包括执行元件、电机、配电箱、计量仪表等。

中央空调节能改造方案一、概述在中央空调系统中，冷冻水泵、冷却水泵及冷却风机的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。

一般中央空调控制系统中，水泵及风机一年四季都是在工频状态下全速运行，采用节流或回流的方式来调节流量或风量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵或风机电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。

也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。

据统计，67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2，而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2，满负荷运行时间每年不超过10-20小时。

实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵、冷冻泵及冷却风机）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。

二、中央空调系统工作原理1.1中央空调系统简图1.2中央空调工作原理简述⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。

⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。

⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。

⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。

三、中央空调存在的问题3. 1 冷却水系统的不足从设计角度考虑,冷却水泵电机的容量是按照最大换热量(即环境气温最高,且所有场所的空调都开足) 的情况下,再取一定的安全系数来确定的。

而通常情况下,由于季节和昼夜气温的变化以及开机数目的不足,实际换热量远小于设计值, 因此,电机容量远大于实际负荷,出现了大马拉小车的情况。

中央空调工程制冷及空调节能技术措施变频技术中央空调工程能源中心的冷冻水系统采用二次泵形式，二次泵为变流量，根据二次侧末端负荷的变化，在满足某一最不利水环路所需使用压力的条件下，通过改变二次水泵电机的运转频率或水泵的运行台数，以达到节能目的。

各场馆的用户侧水系统均采用变流量水系统，可根据负荷变化变频调节水泵流量和扬程，以达到最大节能运行。

热回收技术中央空调工程采用热回收技术，利用排风对新风进行预热(或预冷)，节能空调通风工程的能耗。

水蓄冷技术中央空调工程采用水蓄冷的集中能源中心方式，总蓄冷能力为25500RT.H.蓄冷可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率，减少装机容量。

充分利用峰谷电价，节省运行费用。

蓄冷水罐共2个，蓄冷水罐单个有效容积为4500立方米，蓄冷能力为12750RT.H.经测算，水蓄冷运行费比常常规制冷可节约203.45万元/年。

大温差水系统，水系统采用大温差9℃，减小循环水泵装机容量，降低暖通空调工程运行费用。

新风利用中央空调工程过渡季节尽量利用新风，可进行全新风运行，减少空调通风工程的运行。

冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源-新风，减少能源的浪费。

分层空调和置换通风中央空调工程在大空间采用分层空调和置换通风工程，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满中有效区域的舒适度。

我们采用CFD的方法，对大空间的暖通空调工程气流组织进行了分析，得到了很好的验证。

如游泳馆暖通空调工程比赛区空间温度可以被控制于28℃到29℃之间，室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度却达到40℃以上。

分层空调和置换通风中央空调工程采用地板辐射采暖加周边散热器采暖，增加人员活动区的热舒适，减少顶部空间的耗能。

冷(热)计量中央空调工程对用户侧和总用冷(热)量，进行冷(热)量计量。

提高节能意识，减少无效冷(热)量损失，便于用冷(热)量收费和管理。

中央空调节能控制系统所有中央空调工程设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。

组合式空调的节能策略与控制程序设计摘要：组合式空调机组作为具有多种空气处理功能的段的综合性空气处理系统，满足了人们对室内空气最佳品质的需要。

对于组合式空调的控制策略和程序设计是否合理，直接影响空调系统整体的运行是否能够安全平稳，是否达到规范的要求。

本文对组合式空调的节能策略和程序设计进行分析讨论，旨在建立一种节能、高效、安全、平稳的组合式空调机组。

关键词：组合式空调；节能策略；控制程序；设计中图分类号：ts4398 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0014-01随着人们对室内环境舒适度的需要的不断提高，空调系统在人们的生活中越来越广泛的使用。

但是人们对室内空气环境的要求已经不仅仅是冷热舒适度的简单要求，随着环保意识和健康意识的提高，保证室内空气的最佳品质已经成为现在室内环境维护的主题。

组合式空调的作为具有多种空气处理功能的全面空气处理系统得到广泛的关注和认可。

对于组合式空调来说其节能策略和控制程序设计是否合理，直接关系到组合式空调机组运行的质量。

本文对组合式空调的节能策略和控制程序的设计进行研究，通过科学的程序设计，以保证组合式空调能够安全平稳的运行，同时达到高效节能的目的。

一、组合式空调的结构组合式空调机组作为一种具有综合空气处理功能的设备，通常在阻力在100pa以上的空调系统中应用。

其空气处理的功能段有：空气混合、过滤、冷却、加热、湿度调节、送风段、回风段、喷水、热回收等功能段单元体。

对于组合式空调机组的各个功能段可以根据实际需要，进行分段的适当组合，以满足不同空气环境的需要。

组合式空调机组的简化结构见下图1所示：外部空气经由新风段和排风段进行配合工作井新鲜空气引入机组，将空气质量进行调节优化后，新风和回风混合后再经过过滤器进行除尘处理，再经过制冷、加热、湿度调节等功能的处理后形成品质合格的空气进行输送。

二、组合式空调的节能策略（一）充分利用室外新风源。

组合式空调系统的节能策略是建立在系统安全平稳运行的基础之上的，以控制温度和湿度在合格的范围之内为前提条件，将各种可利用的能源加以充分的利用，使之发挥最大的效能，以减少人工冷热源在系统运行中投入，从而达到节约能耗，降低成本的目的。

家用空调节能控制算法综述黄志远; 徐象国; 邵俊强【期刊名称】《《家电科技》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P58-61,89)【关键词】家用空调; 节能; 舒适; 变频; 控制算法【作者】黄志远; 徐象国; 邵俊强【作者单位】浙江大学制冷与低温研究所浙江省制冷与低温技术重点实验室浙江杭州 310027【正文语种】中文相比于采用二次媒介的中央空调机组，直膨式空调系统结构简单，易于维护，广泛应用于中小型建筑中，因此人们也将其俗称为家用空调。

2011年，我国城镇居民每百户空调拥有量已经达到122台。

相应地，其电能消耗也迅速上涨，从2001年的82亿kW·h增加到2011年的520亿kW·h，十年间增加了5.4倍，且仍可能维持这种快速增长的态势[1]。

如何降低家用空调能耗引起了越来越多研究者的关注。

理论上讲，有两条技术路线可以实现空调能效的提升。

一是静态提升，即在标准工况下，用尽量少的能耗来产生额定的制冷量，其主要通过对空调硬件进行优化，如改善压缩机性能或提升换热器的换热效率等来实现；二是动态提升，即在复杂多变的真实工况下，让空调输出的制冷量更好地匹配制冷需求，减少不必要的动态损耗，其主要通过空调系统的控制目标优化以及变频运行来实现，相应的变频控制算法（包含目标优化算法）是实现动态节能的关键。

相比之下，后者无需对空调结构进行大幅度的改动，成本较低，并且能同时兼顾室内热舒适的改善，达到较好的效果。

本文首先介绍了变频空调的节能原理和相关的基本控制算法，然而变频空调的节能潜力不止于此，进一步，本文将结合中央空调节能控制算法，对基于空调模型的节能控制算法和基于舒适度的节能控制算法进行阐述。

最后本文介绍了基于人体真实体感数据而不仅仅是回风数据的家用空调控制算法。

1 变频空调节能原理在实际应用中，空调需要处理的冷负荷随天气、人员等因素发生变化，要将室内温度控制在设定点上，需要对空调的制冷量进行调节。

暖通节能改造过程中常用的节能方法•冷却水泵改造：在每个冷却水泵旁安装一台变频控制柜和一个温传感器，能够实现实时采集环境温度，并且将温度的数据及时传入变频器中，而已设定温度范围的变频器能够及时调节，使得中央空调的温度在某一个恒定温度上，实现节电效果。

•风柜改造：可用精度高、响应速度快的优质电机对中央空调的风柜电机进行替换，能够保证风机在不使用时，减少不必要的机械损耗，有效降低噪声。

一旦室内温度超过了界定值，中央空调可以实现迅速启动，减少电机在突然启动过程中的自身损耗。

•温度传感器替换：温度传感器是整个中央空调系统的中枢，因此在节能改造中，可以采用精度较高、温度测量较为精确的温度传感器。

此外，为了保证足够的续航性能，还应该对温度传感器进行防爆测试，保证在任何情况下，系统都能正常运行。

•空调节能只要通过调节空调管网平衡，设置变频，合理调控温度等方式进行。

供暖节能主要是选择合理供暖方式，调配输送管网等方式。

•另外外墙保温改造也是暖通节能的主要方式之一。

•机组的额定工况真的是我们需要的工况么？做设计的大家都知道，目前从节能角度出发，空调系统的室内设计温度大部分都是26℃，如果没有室内大量湿负荷的情况下，7~12℃的供回水温度其实并不是必须的。

以这个实际项目为例，在10~12的一个供水温度情况下，室内温度基本是能够满足26℃的要求的，当然这个项目是机组出力有限造成的，可是反过来说，既然能够满足要求，正常的系统也完全可以按照这个工况来运行，对机组效率是有提高的。

但这可能需要运行人员根据实际情况进行认为的干预，大部分项目可能比较难实现，后期可能会出现专门外包设备运维工作的专业公司，但是工作量很难量化，目前还不具备实际操作的条件。

•项目是一个几千平米的改造项目，由饭店改为办公，冷热源是一台98年的远大直燃机、一台冷却塔、冷冻泵、冷却泵、补水泵各一台，末端比较混乱，分支较多，预期水力平衡效果较差1、首先末端风盘状态已经很差，集水盘生锈严重，最后决定全部更换，管道部分热镀锌钢管状态还可以，由于现场拆改状态混乱，甚至不能对管道路由完全清晰了解，予以保留。

建筑中的建筑物通风与空调系统节能建筑物通风与空调系统的节能问题一直备受关注，它不仅与环境保护和可持续发展密切相关，也直接影响人们的生活质量和健康。

在建筑中，通过优化通风与空调系统，实现节能是一项重要任务。

本文将探讨建筑中通风与空调系统的节能技术与措施。

一、建筑物通风系统的节能1.自然通风自然通风是利用建筑的自然风流和空气对流来实现室内外空气交换的一种通风方式。

通过合理设计建筑物的窗户、门和通风口，以及选择合适的通风位置和方向，可以实现室内空气的流动和自然通风效果。

这种通风方式不需要额外的能源消耗，能够有效地降低建筑物的能源消耗。

2.智能通风系统智能通风系统是指通过安装传感器和自动控制设备，根据室内外温度、湿度和二氧化碳浓度等指标自动调节建筑物的通风量和通风时间。

这样可以避免不必要的通风，减少能源的浪费，提高建筑的能源利用效率。

3.热回收技术热回收技术可以利用室内空气中的热能，将其转移到新鲜空气中，减少能源的消耗。

常用的热回收技术包括热交换器、热泵和地源热能利用系统等。

这些技术可以有效地利用废弃的热能，提高建筑物通风系统的能源利用效率。

二、建筑物空调系统的节能1.能耗监测与管理通过安装能耗监测设备，及时获取建筑物空调系统的能耗数据，对能源消耗进行监控和管理。

可以通过分析能耗数据，了解建筑物空调系统的工作状态，及时发现和解决能源浪费问题，提高能源利用效率。

2.高效节能空调设备选择高效节能的空调设备是提高建筑物空调系统能源利用效率的关键。

常用的高效节能设备包括变频空调系统、高效热泵系统和热发电冷却系统等。

这些设备具有高效节能、环保低碳的特点，可以显著降低建筑物空调系统的能源消耗。

3.智能控制技术智能控制技术可以通过安装传感器和自动控制设备，实现对建筑物空调系统的精确控制。

通过根据室内外温度、湿度、人员流量和用电负荷等指标自动调节空调系统的工作模式和参数，减少能源的浪费，提高能源利用效率。

结语建筑物通风与空调系统的节能问题是建筑领域亟待解决的难题。

公共建筑的空调节能方法摘要：本文结合当前公共建筑空调能耗大的现状，通过对公共建筑空调系统的设计、空调设备的管理维护等方面进行分析来阐述空调节能的方法，提出公共建筑空调可通过冷热负荷、空调水系统、空调风系统三方面进行节能。

关键词：公共建筑空调节能随着越来越多安装空调公共建筑的出现，高能耗成为必然代价。

公共建筑全年能耗中约有50%~60%用于空调系统。

在世界能源紧缺的情况下，而空调系统所消耗的能源基本上是不可再生的，所以空调节能成了备受关注的问题。

空调系统中会产生能耗的设备主要有：给空调房间送风和输送空调循环水的风机和水泵及为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源。

本文就空调系统的设计、空调系统的管理与维护等方面介绍一下空调节能的主要方法。

1 对空调系统采取的节能设计设计人员设计的空调工程项目，应标明采取了哪些节能措施，并附有冷热负荷计算书。

必须在施工图设计阶段进行冷负荷和热负荷计算。

要本着“以人为本”的设计思路，进行系统设计方案的确定，项目设计之前要深入现场，结合工程的具体情况，与业主进行沟通，根据建筑使用功能要求、负荷特性、当地的环境特点以及能源结构等多方面综合考虑，经过分析比选后确定出设计方案并将空调运行参数设置在合理范围内。

不盲目追求高标准，室内空气参数设定值在空调系统运行时应在合理范围内，为了降低运行能耗，应适当降低标准。

空调设计的合理性是减少空调能耗的重要因素之一，空调设计的关键所在是空调水系统、空调风系统和空调冷热负荷三方面的设计。

1.1 调节空调冷热负荷空调冷热负荷是用来选择制冷机、水泵、空调箱、锅炉和风机盘管的依据。

由下述负荷组成空调的冷热负荷：通过玻璃窗的日射得热形成的负荷，室内热源散热形成的负荷，通过围护结构的传热形成的负荷，处理新风形成的负荷。

占30%~40%的能量用于处理新风，而围护结构传热所需要消耗量约占40%。

冷热负荷计算如果不按规范进行设计，则其值将会有偏大偏差，会使水泵配置、装机容量、管道直径等偏大，工程的初投资这样就会增高，运行费用和能源消耗量会加大。

KT仟亿中央空调系统节能控制系统设计方案 北京仟亿达科技有限公司1 概述国家“十一五”规划纲要中明确提出要把节约资源和保护环境基本国策,建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。

提出了“十一五”期间单位国内生产总值能源消耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％等目标。

这是针对资源环境压力日益加大的突出问题提出来的，体现了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，是现实和长远利益的需要，具有明确的政策导向。

中央空调在各大中型民用、商用建筑中的普及，带来了严重的能耗问题。

中央空调系统的电耗一般占整座建筑电耗的50％~60％，建筑能耗则占全国总能耗的1/3左右，因此提高能源利用率是我国能源可持续发展的方向。

中央空调系统的设计通常按建筑物所在地的极端气候条件来计算其最大冷负荷,并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。

然而,实际上每年只有极短时间出现最大冷负荷的情况。

因此,中央空调系统在绝大部分时间里,都是在部分负荷（远小于其额定容量）条件下运行的。

据统计，实际空调负荷平均只有设备能力的50%左右,这无疑造成了大量的能源白白浪费。

而且，空调水系统的水泵、风机等机电设备，长期处在工频额定状态下高速运行，机械磨损严重,导致设备故障增加和使用寿命缩短。

另一方面，空调负荷又具有变动性.由于季节交替、气候变幻、昼夜轮回、使用变化(如旅游旺、淡季）及人流量增减（如宾馆入住率的变化)等各种因素变化的影响，中央空调系统的负荷具有起伏变化和不恒定的特点，如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节，始终在额定容量(即满负荷状态)下运行，也势必造成巨大的能源浪费.由北京仟亿达科技有限公司提供的中央空调分布式系统节能控制装置——KＴＣ—２００5系列、KTC-2005系列产品，以模糊控制理论为指导、以计算机技术、系统集成技术、变频调速技术为控制手段，以多年丰富的实践经验和数据为基础,科学地实现了中央空调能量供应按末端负荷需要提供，最大限度地减少了空调系统能源浪费,从而达到高效节约能耗的目的。

大型公共建筑中央空调系统控制与节能优化实验报告一、实验目的本次实验旨在探究大型公共建筑中央空调系统的控制和节能优化方法，通过实验观察和数据分析，探讨如何提高中央空调节能效果和控制精度。

二、实验原理1、中央空调系统的控制中央空调系统通常包括空气处理机组、冷水机组、热水机组、风管系统等组成。

为了实现对整个系统的控制，需要安装相应的传感器、执行器和控制器等设备。

常用的中央空调系统控制方法包括：（1）PID控制：通过对空调系统中温度、湿度、压力等参数的测量，实现对空调系统的运行状态进行监测，并采取合适的控制策略，以达到稳定的运行状态。

（2）模糊控制：根据实际的控制需要，利用模糊数学理论构建空调系统的模糊逻辑控制器，实现对空调系统的控制和优化。

（3）神经网络控制：通过传感器获取空调系统的状态信息，经过神经网络学习和训练，实现对空调系统的自适应控制，提高控制精度和效果。

2、中央空调系统的节能优化中央空调系统耗能较大，如何实现节能效果是该领域的重点研究。

常用的中央空调系统节能优化方法包括：（1）系统集成化：通过将空气处理机组、冷水机组、热水机组等设备进行集成化管理，实现对整个系统的集中控制和优化，提高能效和节能效果。

（2）系统自适应控制：通过对空调系统的运行状态进行监测和学习，实现对空调系统的自适应控制和优化，提高控制精度和效果。

（3）利用高效设备：选用高效的空气处理机组、冷水机组、热水机组等设备，通过技术提升和质量改进，实现对空调系统的能效提升和节能效果的实现。

三、实验内容本次实验主要分为两个部分：1、中央空调系统的控制(1)设计一个中央空调控制系统，实现对室内温度、湿度的自动控制；(2)利用PID、模糊控制和神经网络控制方法对中央空调系统进行控制和优化；(3)测试控制精度和能效，分析控制效果和优化效果。

2、中央空调系统的节能优化(1)利用集成化管理方法，对中央空调系统进行集中控制和优化；(2)利用自适应控制方法，对中央空调系统进行自适应控制和优化；(3)测试能效和节能效果，分析优化效果和控制精度。