超高效中央空调系统集成解决方案探析

超高效中央空调系统集成解决方案探析

常泽鹏 倪爱舟

江苏鸿鑫智能制造有限公司

摘要：随着国家节能减排政策的出台，绿色建筑理念深入人心。中央空调作为建筑中必不可少的一部分，其能效比将直接影响到建筑物的能耗指标。因此，对超高效中央空调系统集成解决方案进行研究具有十分重要的意义。基于此，本文详细分析了超高效中央空调系统集成解决方案，以供参考。

关键词：超高效中央空调；系统集成；解决方案

引言：中央空调系统是现代建筑的重要组成部分，它提供了舒适的环境，提高了人们的生活质量。随着人们对建筑环境要求的提高，中央空调系统的能耗问题也日益突出。因此，寻求高效、节能的中央空调系统解决方案已成为当务之急。

一、高效设备选型与集成

（一）水泵

中央空调给水系统的总输送动力功率约占用了整体中央空调系统功率的百分之二十左右，若要降低这些功率，就必须通过一些合理的措施，来优化泵的选型与工作要求。首先，优化自来泵扬程的选择是一项很关键的步骤。一般情况下，将最不利环路的压力加上机房里各装置的总压力加起来是判断水泵扬程大小的重要根据。所以，可以通过尽可能减小最不利环路的长度，或者选择低阻力阀门或增加管径等方法来降低水泵扬程。其次，降低冷却塔塔体扬程也是降低输送动力能耗的有效途径。冷却塔顶部进水管与集水盘液面高度之间的差值就构成了塔体扬程，而这个数值直接关系到水泵的扬程。因此，尽可能选择塔体扬程较小的冷却塔产品可以有效降低输送动力能耗。

（二）冷却塔

冷却系统供回水温度的高低会直接影响到冷水机组的能效水平。据研究发现，冷凝温度每增加1℃，单位制冷量的耗功率就会增加2%～3%。因此，降低冷却系统供回水温度可以明显提高冷水机组的COP值。然而，要实现这一目标，需要采取一些具体的措施。首先，提高冷凝器冷却水侧的放热系数是非常重要的一步。为了做到这一点，应该减小水侧的污垢热阻，并对冷却水进行有效的处理，例如定期清洗和消毒。其次，增大冷却塔的型号也是一个有效的策略。在考虑一定的富余系数的前提下，应该根据项目所在地区的气候条件，合理选择冷却塔的型号，并争取将冷却塔的设计工况逼近度降低至3℃以下。

（三）空调管网

为了提高空调水系统的能效，首先需要将具有相同使用时间和相同使用负荷规律的末端用同一组管网进行连接，这样可以尽量减少不同管道之间的相互影响。接下来，为了降低水输送动力，需要采取一些措施来降低水系统阻力。以下是几个可行的建议：1.在市场上，可以选择过滤器来去除管道中的杂质，由于Y型水过滤器的阻力较大，通常为1～3 m，因此建议使用水阻不超过0.3 m的篮式过滤器作为更好的选择。另一个可考虑的选择是直角式过滤器，这种过滤器具有连接水平管道和垂直管道的能力，不仅可以节省一个弯头，还能相对降低阻力损失。2.目前市场上常见的蝶式止回阀的阻力较大，一般为1～2 m，因此推荐选择水阻小于0．3m的静音式止回阀。

（四）末端设备

1.空气处理机组

空气处理机组是中央空调系统中对空气进行处理和调节的核心设备，包括新风机组、风机盘管机组、冷却塔机组等。在选择空气处理机组时，需要考虑机组的热负荷、风量、风压、效率和可靠性等因素。例如，选择高效率的冷却塔机组可以减少能源消耗，降低运行成本；选择合适的风机盘管机组可以提高室内空气质量，改善人体舒适度。末端设备与空气处理机组的集成可以实现中央空调系统的自动化控制和高效运行。例如，通过风机盘管机组与新风机组的集成，实现室内空气的自动调节和更新，提高室内空气质量；通过冷却塔机组与风阀的集成，实现室内温湿度的自动控制[1]。

2. 水处理系统

中央空调系统在运行过程中，水处理系统对于保障设备的稳定运行和延长系统使用寿命具有重要意义。电子水处理仪是一种通过电化学方法对水进行处理的技术，具有处理效果好、能耗低、无污染等优点。在选择电子水处理仪时，需要考虑处理量、处理效果、能耗和维护成本等因素。软化水设备是一种通过离子交换技术对水进行处理的技术，主要用于降低水中的钙、镁离子浓度，防止结垢。在选择软化水设备时，需要考虑设备的处理能力、再生效果、能耗和维护成本等因素。电子水处理仪与软化水设备的集成可以实现中央空调系统水处理的高效运行。例如，在超高效中央空调系统中，先使用电子水处理仪对水进行初步处理，降低水中的悬浮物、胶体等污染物浓度；然后使用软化水设备对水进行深度处理，降低水中的钙、镁离子浓度，防止结垢。水处理系统与中央空调系统的集成可以实现设备运行的自动化控制和高效运行。例如，通过中央空调系统监控平台，实时监测水处理系统的运行状态，及时发现故障并进行维修；通过能源管理系统，实现水处理系统的优化运行，降低能耗。

（五）控制系统

1.中央控制中心

超高效中央空调系统集成控制系统，特别是中央控制中心，是整个空调系统的“大脑”，负责对空调系统进行全面控制和调度。中央控制中心通常包括数据采集系统、中央处理器、通信系统和人机界面等核心组成部分。数据采集系统负责实时监测空调系统各设备的运行状态和参数，并将这些数据传输至中央处理器进行处理。中央处理器对数据进行分析、计算和决策，然后将控制指令发送给通信系统。通信系统负责将指令传输至各个子系统，实现对空调系统的实时控制。人机界面则是操作人员与中央控制中心进行交互的途径，可以显示系统运行状态、报警信息等，并提供操作功能。中央控制中心应具备智能化的控制策略，能够根据空调系统的实时运行状况和环境需求，自动调节设备运行参数，实现最佳节能效果。例如，当室内温度达到设定值时，中央控制中心可以自动关闭部分制冷设备，避免过度制冷造成的能源浪费。此外，中央控制中心需要具备强大的集成能力，能够将空调系统的各个子系统（如制冷机组、空调末端、水泵、风机等）进行有机集成，实现设备之间的协同工作和信息共享。中央控制中心还应能够与外部系统（如建筑自控系统、能源管理系统等）进行集成，实现空调系统的与其他系统的联动控制和优化管理

[2]。

2.远程监控与管理

超高效中央空调系统的集成控制系统通常包括主控制中心、本地控制器和传感器等组件。主控制中心负责接收各种传感器的数据，并根据预设的控制策略，自动调整空调系统的运行状态，以保持预定的温度和湿度，同时也要尽可能地节省能源。本地控制器和传感器的作用则是实时监控和调整每个区域的环境参数，如温度、湿度和风速等。超高效中央空调系统的远程监控与管理，主要是通过网络技术，实现对空调系统的远程访问和控制。这不仅可以减少人工操作的成本和错误，还可以实时监测系统的运行状态，并在出现问题时立即进行处理。此外，通过收集和分析运行数据，还可以进一步优化系统的运行效率和维护策略。以一座高科技企业园区的中央空调系统为例，该系统采用了高效的集成控制系统和远程监控与管理平台。在主控制中心，高效的算法不仅可以根据各种环境参数自动调整系统的运行状态，还可以根据预测的天气和建筑物使用情况，提前调整运行策略。在本地控制器和传感器方面，精确的数据采集和实时的调节，保证了每个区域的环境舒适度。而通过远程监控与管理平台，运维人员可以随时随地查看系统的运行状态，并进行必要的调整和维护，大大提高了系统的运行效率和可靠性。

二、BIM 精细化制图及施工督导

（一）三维可视化及精确定位

超高效中央空调系统的集成在设计和施工阶段，需要采用BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术进行精细化制图和施工督导。这种方法可以提供三维可视化和精确定位的工具，使设计和施工过程更加精确、高效和可靠。BIM技术可以创建一个实际建筑物的三维模型，包括建筑物的结构、系统和组件。在超高效中央空调系统的设计阶段，设计师可以使用BIM软件创建系统的三维模型，可以清晰地呈现出系统的布局、设备位置、管道走向等信息，使设计更加直观和精确。同时，BIM技术允许设计师在设计阶段就可以进行多种模拟和预测，例如能源效率模拟、制冷/制热负荷预测、空气流动模拟等。这可以帮助设计师优化设计方案，提高系统的性能和效率。

（二）设备参数复计算

在超高效的中央空调系统布置过程中，由于受到管道深化工程和管线调整等各种因素的影响，会造成部分管道直径和弯头数量的扩大或减小，从而影响原有系统的阻力参数。此时，采用BIM技术可以对能耗和流量等参数进行智能模拟，模拟结果与BIM模型实时关联，为设备参数的选择提供参考。具体来说，通过BIM技术可以建立三维模型，详细记录管线的实际尺寸、位置等信息，以及设备的各项参数。然后，软件可以根据这些信息进行能耗和流量等方面的模拟分析，得到各种方案下的能耗和流量数据。这些数据不仅可以帮助设计师评估方案的效果，还可以在安装过程中提供指导，确保实际安装符合设计要求。

（三）传感器的定位

传感器在中央空调系统中扮演着关键角色，负责监测和调控空气温度、湿度、空气流量等重要参数，从而保证系统的有效运行。因此，传感器的正确定位至关重要，这就需要借助BIM技术。在设计阶段，设计师可以通过BIM模型准确确定传感器的最佳位置，以便最大程度上获取准确的数据。BIM模型能够描绘出建筑内部的具体布局，包括各个房间、走廊、电梯井等的位置和大小，因此可以帮助设计师选择出最适合安装传感器的位置。在施工阶段，BIM模型能为施工人员提供详细的施工图，包括传感器的精确位置，以及如何进行安装。这不仅可以提高施工效率，也可以减少误差，确保传感器能在最佳位置发挥作用[3]。

结语：未来，随着科技的发展和社会的进步，相信超高效中央空调系统集成解决方案将会得到更广泛的应用和推广，成为推动绿色建筑发展的重要力量之一。同时，也期待通过不断的创新和探索，进一步提升超高效中央空调系统的性能和效率，以满足不同用户的需求和期望。

参考文献：

[1]李元阳，黄国强，阎杰等.超高效中央空调系统集成解决方案探析[J].制冷与空调，2019，19(07):6-12.

[2]盛凯，水氟全多联高效中央空调智慧能源管理系统.山东省，青岛海信日立空调系统有限公司，2022-06-23.

[3]严磊，严毖峥.基于云平台的多联机中央空调智能集控系统的应用[J].自动化应用，2023，64(22):31-33.