中央空调系统节能优化控制的研究刘旭

中央空调系统节能优化控制的研究刘旭

刘旭

中国汽车技术研究中心天津市300300

摘要：随着社会经济的快速发展，能源短缺问题日益突出，而在社会总能耗中建筑能耗占据了较大的部分，对其进行节能优化十分必要。中央空调系统的节能优化是当前社会重点关注的问题，对其节能控制策略展开探讨具有十分重要的现实意义和理论价值。

关键词：中央空调；节能控制；策略

目前，国内许多建筑中央空调系统都是按照最大冷热负荷来进行计算设计的，存在很大裕量。而实际上每年只有很短的时间出现最大负荷，系统各部分大都运行在非满载额定状态，易出现大马拉小车的情况，造成严重的能源浪费。同时，中央空调负荷受气候变化、人员数量增减及使用情况等因素影响，系统负荷存在波动性，如果空调运行不能根据负荷变化特性实现动态调节，势必造成能源的浪费。若系统管理不当，风机、水泵等机电设备长期在工频额定状态下运行，势必会增加设备故障概率，缩短设备使用寿命。

1中央空调系统高效节能控制技术分析

1.1中央空调系统高效节能控制智能系统

在对中央空调系统进行系统管理的过程中，要结合实际需求和管理模型，积极落实更加有效管理模型，确保管控要求和管理维度贴合实际需求，只有保证其处理参数和管理模型的稳定性，才能有效提升其节能效率。因此，在高效节能项目中积极应用智能控制系统具有非常重要的意义。加之智能化技术的应用领域也在拓宽，要结合空调集成系统以及运行结构，在保证工作效率的同时，建构更加有效的空间温度调节措施以及制热温度管理系统。另外，智能化系统也能进一步对能耗进行有效控制，确保空调在工作功效实现最优化的同时，相应效果和技术模型符合实际标准，智能化控制系统和运行维度要符合节能标准。智能化集成系统对于空调来说，尽管会投入一定的资金，然而，从长远发展角度分析，能在能耗降低的同时，提高民众的生活质量。在实际管理机制建立过程中，主要是利用相应的能量管理机制，在主机运行工况实现全面优化的同时，保证能量转换效率处于一种有效的处理状态，整体COP数值得以有效提升，辅助系统能将能量长时间控制在额定负荷工况系统中，有效的降低了辅助系统的能能量损耗，真正实现了节能的目标。

1.2中央空调系统高效节能控制监护系统

在系统运行过程中，要对系统进行自动化监督和保护，系统要在完善自身系统运行效果的同时，提升系统的适应性，并且一定程度上提高系统整体的使用效率，最大化的满足高效节能的目标。伴随着自动化控制系统整体运行效果的优化发展，中央空调系统的节能水平也有所升级，相关部门集合技术模型对其进行分析，不仅能对相关系统数据进行有效的整合，也能提升信息处理能力，为空调安装自动处置模块，提升控制系统的节能效果。除此之外，在自动化控制项目研究机制中，自动维护、自动维修等项目都是需要着重关注的，也将成为中央空调系统高效节能系统运行的发展趋势。

2中央空调系统节能控制策略

不同的控制策略对中央空调系统总能耗的影响特别明显，由于中央空调的系统由冷水机组、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机系统组成，冷水机组的控制由其自身的自动化系统直接控制，但其制冷效果会受中央空调系统中水系统控制的影响。酒店主楼高8层，企业主楼高9层，拥有千余间办公室以及客房。中央空调系统原控制策略采用冷冻水恒压控制，冷冻水回水压力作为反馈值，0.558MPa作为目标值；冷却水出水恒温控制，冷却水出水温度作为反馈值，目标值设为31℃；冷却塔风机工频控制。经过对系统运行状况的评估同时考虑现场条件，节能改造采用以下的控制方式：冷冻水恒温差控制，冷冻水进出水温差作为反馈值，5℃做目标值；冷却水恒温差控制，冷却水进出水温差作为反馈值，目标值为5℃；冷却塔风机采用回水温度作为反馈值同时室外湿球温度+冷幅作为目标值的控制。

3中央空调系统高效节能控制能耗应用

3.1设备状况

在本企业中选用的中央空调都是特灵离心式冷水机组，其中中央空调供应区域包括企业主楼以及下属酒店。中央空调制冷机房位于酒店地下室，其制冷站系统配有1台567KW特灵冷水机组、2台314KW特灵冷水机组、5台55kW冷冻水泵(2用3备)、4台45kW冷却水泵(2用2备)、两台暖气循环泵及4台冷却水塔(全部位于酒店楼顶，且均为开式塔)。中央空调系统末端包含多台空调处理机组，企业主楼各楼层均设有4—6间新风机房，可喷淋加湿。

3.2冷热源节能

首先，提升整体冷热源的运行效率，其实际运行效率主要是指单位能耗结构中的冷量，在实际空调结构运行时，会产生很大的能耗，因此，这是提升节能降耗的重要途径。

①技术人员应该对制冷系数以及制冷剂等性质进行控制，达到相关规范和标准。在实际运行当中，要保证冷冻水温度适中，不会太高，能在保证单位冷量的功量数值以及耗电数值后，对其进行有效管理。②对于室内温度的设置，应该以人们身体情况为主要前提，夏季时可将室内外温差控制在5—10℃，冬季时温差可适当加大；控制室内新风量，合理使用新风风机，在确保室内环境温度舒适的同时，还可以避免增加能耗。③空调开关时间也是需要注意的方面，可以按照实时观测的温度，对机组的运行和停止进行控制。企业所用的3台制冷机组功率不一，运行时值班人员做好机组的巡视，根据机组当前的蒸发、冷凝趋近温度等参数判断是否切换其他机组。④在调整冷却塔方面，冷却水水温应该保持在27-35℃之间，冷凝水的进水温度是值班员应该监测的，及时调整冷却塔使用数量，以及新水向塔内的补给。按照以上几点内容操作，能够在很大程度上保证整体投资项目的最优化，同时减少运行成本，实现中央空调系统高效节能控制能耗项目的有序开展。

3.3输送设备节能

首先，集中管理水系统设计模型，强化各个环路计算能力和研究效果。并且结合实际需求建构更加有效的应对措施，满足中央空调系统中水力平衡的要求；其次，技术人员要定期有效校对和计算相关参数，提升节能标准的同时，推广系统中的变频水泵，有效提升系统的强化控制系数，确保水速控制和协调模型符合标准；最后，要着重管理系统中的冷却水，结合水量对进水温度进行有效控制，冷却水的温度要比进水温度高1℃，才能有效提升整体系统的节能减耗水平，更好的顺应系统发展要求。

3.4水系统的变频驱动改造

随着科技的进步，变频器已成为节能应用中非常重要的自动化设备，利用变频技术对循环水系统进行变流量改造，既可以降低循环水系统的能耗，又可以实现设备的软启动，延长设备使用寿命，已成为中央空调节能改造的理想措施。本工程中，除利用变频技术合理优化冷却水回水温度及循环量，自控调节冷却塔风量及冷却水循环水量，更是在冷冻水泵及管路系统原有基础上，运用综合阻抗动态优化的变流量控制技术，依据不同的负荷需求对冷冻水量进行连续调节，实现流量按需分配，在满足末端舒适性要求的前提下节约冷冻水泵运行能耗。依据设计资料，获取冷冻水系统设计流量为Q0，设计压差为ΔP0，计算:

比较实际压差ΔP与设定值ΔP设之间的偏差并根据比较偏差信号控制变频器进行频率调节。通过对阻抗系数的优化转为直接流量控制的优化，很好地满足了空调负荷响应的准确性与及时性。通过阻抗系数建立了冷冻泵与空调机组的关系，使整个系统控制运动也更加的协调。

结语

综上所述，中央空调系统在建筑工程中的应用越来越普遍，其能耗占建筑总能耗的50%以上。因此，相关技术人员要采取有效的节能控制策略，对中央空调的控制系统进行优化改造，从而降低中央空调系统的能耗。该中央空调系统采取上述控制策略进行节能优化后，取得了良好的成效，可供类似系统改造参考。

参考文献

［1］朱肖晶.水冷式中央空调节能控制系统的应用分析［J］.电力需求侧管理，2015（06）.

［2］杨轶霞.基于PLC和变频器的中央空调节能控制系统设计［J］.廊坊师范学院学报（自然科学版），2015（02）.

［3］陈东武.现代大楼中央空调系统节能探讨[J].工程技术研究,2016,(5):112+119.

作者简介：刘旭（1988年11月8日），性别：男，籍贯：辽宁省凌源市，学历：大学本科，职称：初级职称，研究方向：暖通管理。