恒温恒湿空调系统能耗与节能控制策略

恒温恒湿空调系统能耗与节能控制策略

黄广鹏

（广东长虹电子有限公司528427）

摘要：恒温恒湿空调系统可以使室内环境温湿度环境保持稳定，这与用户需求相吻合，但该控制功能发挥本身会消耗大量能量，在其运行期间，其产生的再热问题及送风量大及温差小问题也会造成能源消耗问题。空调系统长期运行造成的能量总耗必定很大，这不符合节能减排理念。针对空调系统的能耗过大问题，设计人员还应将节能减排理念渗透在设计中，使其能耗受控。

关键词：恒温恒湿空调系统；能耗；节能控制策略

恒温恒湿空调系统主要改变室内环境，所以其会根据环境变化而变化，室内热湿负荷及气象条件都不可能保持一成不变，空调系统在以其为参考时，运行也要发生变化。设计人员需要借助空调自控系统来满足该变化要求，同时，还要站在节能角度上，使该控制系统也能控制能耗。本文主要针对恒温恒湿空调系统能耗与节能控制策略进行探讨。

一、恒温恒湿空调系统能耗分析

1、空调系统夏季室内控制温度与室内负荷关系

夏冬季室内温度需要处于恒温状态，这需要平衡室内总得热量和总失热量，没有热量缺口，温度便没有变化的机会。室内热量变化情况与房间围护结构设置形式及建筑整体布置有关，与空调设备类型及空调运行方式也脱离不了关系。基于此，对房间的热量得失情况进行分析，发现其数值差较大，设计人员在研究该问题时，可以将空间当作开口系统，计算该系统的热量得失情况[1]。在计算时，开口系统能量方程式可应用其中，在此时，设计人员只需考量到温度变化影响即可。在方程计算中，需要涉及到排风风量、室内温度、回风量、送风量、送风密度及送风温度等参数，室内获得热量主要来自空调设备及建筑室内空间其他设备、人体，围护结构外部环境也会带来部分热量。据此，可有效分析室内负荷与控制温度之间的关联。

2、空调系统空气处理方式不当产生的附加能耗

在不同工况下，空调系统应采取不同的空气处理方式，以满足室内温度调控需求，恒温恒湿空调系统在运行中，需要正确处理空气，其运行方式才不会产生多余能耗。在实际中，其在空气处理方面多存在不足之处，空气处理不当运行方式主要包括两种。其一，在夏季，空调系统运行较为频繁，其控制系统长期负荷运行，难免会产生滞后性，如果空调控制策略不妥当，该空调便无法使环境保持恒温恒湿，其中在湿度方面多出现除湿量过大及送风温度过低现象，为了满足恒温恒湿要求，还要进行二次处理，使送入室内的送风温度上升至目标温度，使湿度增加。该二次处理过程需要同时消耗很多冷量、热量及蒸汽量。其二，在冬季，用户也需要借助恒温恒湿系统来平衡室内热量，使室内保持恒温恒湿。但该空调系统也会存在控制系统失控现象，相关的控制策略合理性及执行时间都不满足于要求。在这种条件下，空调系统会依照夏季空调系统运行方式进行环境调控，所以室内环境温度会降低，湿度也会降低，空气处理起到反作用，在此过程中，要满足升温干燥作用，还要浪费一定的冷量、热量和蒸汽量来满足要求。这两种情况中的恒温恒湿系统皆处于不良运行状态中，所以其运行过程必然会在原能耗基础上，产生新的附加能量，该附加能量便是浪费的能量，要达到节能目的，设计人员需要重新设计系统结构，使其处于健康运行状态。

二、恒温恒湿空调系统节能控制策略

1、合理设计围护结构，做好建筑布置

建筑布置及围护结构会对室内空间环境热量得失情况产生影响，设计人员还要改善这两者。空调系统作用于多个室内空间时，设计人员应有效连接各个空间，共用门斗和保温门设施，减少热量损失[2]。走廊回风方式可以使回风管道布置量最少。这些集中布置的空调房间室内温湿度等参数应保持一致。恒温恒湿系统作用的房间围护结构在强度及安全性等方面还要符合建筑规范要求。该空间环境的高度还应小于普通建筑高度，当然必须满足人体工程学要求。空调房间如不需常年开启，需要选择轻质材料来布置围护结构，否则则用重质材料。

2、空调系统优化设计

优化设计集中式空调系统和单机系统，使系统运行效率更高，运行方式更加健康。在集中式空调系统设计中，冷热源主要由冷冻站集中控制，该系统在恒温室中应用较为灵活，可以满足空气处理要求[3]。在系统运行控制中，气流组织在自控系统作用下，会对温度进行有效调控，使温度满足人体需求。该种系统主要由多种空调机组装而成，不同功能段，安装的自控装置不同，其采取的空气处理方式也不同，水冷式表面冷却器、相关的蒸汽装置及电加热设备需要参与其中，完成空气处理工作。在单机系统中，气流组织也处于健康运行状态，恒温恒湿机组在空气处理、运输中应用最为广泛，其可以使空气温度和湿度保持恒定状态，满足要求。

3、控制送风温差

在恒温恒湿系统节能运行中，需要控制送风量，减少送风温差产生的能耗量。送风量与送风温差呈反相关关系，送风温差也会对空气处理设备应用数量产生影响，增加送风温差，空气处理设备和管路应用数量会减少，相关的能量也会被节省。在节能设计中，也不能一味降低送风量，必须满足室内空气处理要求。设计人员还要选择合理的气流组织，增大送风温差。

4、合理选择气流组织

气流组织会对空气处理及送风温差控制效果产生影响，所以在优化节能设计中，还要保证气流组织选择的合理性。气流组织形式不止一种，上松下回、侧送侧回及上送上回皆是恒温恒湿系统运行中的常见气流组织形式[4]。其在室内环境温湿度调控及风管布置方面皆有不同要求，设计人员还要根据建筑情况和系统布置方式及恒温精度要求等选择合理的气流组织。

结语

在恒温恒湿空调系统节能设计控制中，设计人员应考虑空调系统内部能量消耗情况，找到能耗量最多的部分，作为优化重点，采取降耗措施，使其实现节能目的。设计人员在优化设计节能系统时，还要结合实践经验，综合空调系统应用节能评价数据，完善节能设计方案。如此空调系统才能在满足运行要求同时，达到节能目标。

参考文献：

[1]高鹤.生产车间恒温恒湿空调系统节能的优化设计[J].电子技术与软件工程，2017（13）：136-137.

[2]俞春尧.恒温恒湿空调系统节能研究[J].浙江大学，2017（04）：34.

[3]徐勇.恒温恒湿空调系统能耗分析及节能控制[J].建筑设计管理，2010，27（04）：57-59+80.

[4]王培.恒温恒湿空调系统的节能研究[J].南京理工大学，2018，23（04）：34.