中央空调系统节能优化控制的研究

中央空调系统节能优化控制的研究

亓传宝

（沈阳建筑大学信息学院辽宁沈阳110000）

摘要：现阶段我国机场因其扩建、改建、新建在各个方面的供热、降温均需要通过中央空调来实现。目前，随着运行实践发现中央空调因其系统复杂、耗电量大，也带来了极大的资源浪费。为了更好的解决机场中央空调耗能问题，必要采取一些有效的节能措施，从而达到降耗目的。

关键词：中央空调系统；节能优化；控制

空调的节能是一个系统的复杂的工程，需要各个方面来综合考虑，才可以取得满意的效果。中央空调节能的关键在于提高能量效率。如果能将节能思想贯穿于中央空调系统设计、选型与运行维护的始终，将会收到明显的节能效果，带来巨大的经济效益和社会效益。

1中央空调系统的节能技术研发的背景

近年来，我国大力推进工业、建筑、公共机构节能减排，加大节能技术进步和创新力度，一些优秀企业的节能水平要超出国外许多龙头企业。同时考虑到国际上对节能低碳共识越来越多，国内节能技术装备水平有明显提高，积累有很多宝贵经验，所以具备了参与国际节能合作的良好基础，适宜施行“走出去”战略。以《G20能效引领计划》为契机，我国应不断推动先进的能效理念、技术、产品、服务等“引进来”与“走出去”，促进各国能效水平共同提升，为推动全球可持续发展和应对气候变化做出更大贡献，实现世界各国可持续发展更高水平、更宽领域的合作共赢。

2目前中央空调使用过程中存在的弊端

2.1对于投资成本的核算过于重视

中央空调的经济性主要包括系统初投资、维持系统运行和管理等方面的费用。在系统设计当中，系统初投资及运行管理费用是两个矛盾方面。构建节能、低运行费用的运行方案，需要较大的初投资费用。由于多数投资者或者用户缺乏有关中央空调运行方面的专业知识，比如系统性能的指标、初投资和运行费用之间的综合性经济指标等，在不懂或者忽略的状况下计算投资收益，并确定方案，对初投资的成本及商品价格过度权衡，而对运行能耗不予重视。从而导致工程的建设方对高成本节能方案采用的积极性不高，通常偏重于具有较低经济成本以及初投资设计方案的选用，最终依靠较低的竞争价格取得工程建设的权利。

2.2节能引导及监控的力度不够

以切身利益为出发点，建设方未能将中央空调的节能责任承担起来；受专业知识限制的影响，大部分投资方难以承担其中央空调的节能任务。由于投资方和建筑方的经济目标不同，专业的技术水平也不相同，缺乏通盘、全面的综合考虑。中央空调的系统建设需要较大的资金投入，重复性较小。在具体实践中，对比不同方案的经济性能，只是理论层面上的对比分析，无法也不可能进行试验和实物的对比。由于中央空调的系统具有明显的专业性和复杂性，单凭投资者的个人经验难以进行辨别评价，即便是建设单位给出了有关投资和运行费用之间的综合性经济分析资料，而对于经济分析结果的准确性及正确性投资者也难以作出合理评判。

2.3能效指标缺乏系统性和全局性

为了有效缓解因空调的使用而造成的环境、能源方面的问题，国家相关部门批准并发布了多项空调能效的国家标准，对空气调节设备、单元式的空气调节机以及冷水机组等设备能源效率的限定值和能效等级进行了明确规定。对于中央空调的整体系统进行全面评价尤为重要，节能效果不仅和空调设备关系密切，同时还受系统选择、管网的布置、设备的匹配、施工的质量、运行管理的技术水平及建筑的热特性等多种因素的影响。

3提升中央空调节能技术实施的几点建议

3.1分阶段变温运行，提高节能效率

了解并借鉴先进的中央空调节能系统的集成化管理经验，并且引进它们的国际领先水平的高含量技术有利于中央空调技术更上一层楼。引起我国大部分中央空调系统不节能不减排的主要原因在于“供需不平衡”，所以我们首先要做的是更准确更具体地了解并熟悉每个建筑主体具体的空调需求量。这也就要求一个节能预测专用软件对建筑主体每天进行能耗及节能预测、大数据采集和分析。通过信息系统与空调系统的信息集成，根据系统所掌握的时间，实现空调的开关及温度的自动控制，例如在大型商场实现营业时间空调开启，非营业时间空调关闭，减少运行时间，提高运行效率；市场上已有的优质节能预测专用软件为DCU-EMP，已经运用于南方地区的多个高铁站进行能耗及节能预测，并取得了很好的实际效果。而且，一个大型的建筑主体往往存在多个片区，整个冷源系统如果没有实施科学的能源智能化管控平台，而只是操作人员依靠工作经验，每天人为对空调机房的设备进行启停控制，中央空调系统控制麻烦且控制不精确。集成化的中央空调节能系统管理既避免了能源浪费，同时还可以减轻管理人员工作强度。

另外，在不同的区域，气候条件会因自然条件而产生巨大差异。因此，建议在实际节能措施应用中，实施分阶段、分季节的变水温运行；通过人为主体的科学操作管理，达到节能目的。同时，应该借助气象基本资料分析，根据人流量、气流量，早晚温差，对空调的使用进行可能性的日常节能调节。再如，借助建筑的不同区域按空间、按需求进行暖风或冷风流量供给。另外，也可以通过门窗、顶棚、幕墙玻璃等匹配设置，进行吸热数据分析，检测不同季节、温度条件下的室内温差变化。实施多元路径的节能调节，将中央空调的节能调节融入到建筑整体的节能体系之中，从而提高节能效果。

3.2变频节能技术在中央空调中的应用

变频式电机在中央空调中的使用越来越受到人们的喜爱。中央空调系统中的暖和冷的输送都是通过水来实现的，将预热交换器的清洁空气通过空调风机直接输送到室内中来，达到调节温度的目的。在水温恒定的情况下，有效地改善带入室内的温度量，从而更加方便地调节室内温度，用户可根据自身需要来调节温度。变频技术的使用，可实现电机风机的无级变速，在空调变频的同时，将输送电压改变到节能状态。这不仅能节约能源消耗，还能有效降低空调运行产生的噪声，有经济性、舒适性等多个特点。

3.3增加养护和节能技术，促进系统效能

运用节能技术改造可以提升中央空调系统效能。具体实践中，可以通过对冷却塔冷却效果的改善来达到。比如，以风机为例，就可以实施多级维护、保养；通过对配件进行更换提高节能效果；或利用新型连续式填料措施实施整改，达到冷却水温度的有效降低。同时，建议对停止工作的冷却塔水管实施关闭，从而达到冷却效果的提升。

3.4加强对新能源的开发和使用

目前世界范围内有许多可再生的清洁能源，例如可以在建筑顶上安装太阳能发电系统，在室外安装风力发电等，以此发电来带动中央空调的工作。

3.5学习引进国外先进的节能技术

我们要积极引进国外先进的节能技术和成果，开发适合我国使用的新型空调节能设备和材料，提高使用效率；加强对新能源的利用和开发，例如热泵技术、太阳能技术和风能的利用，使我国空调的节能工作进入一个新的台阶。

4结论

我国顺应时代发展的趋势，充分又综合地应用了国内外中央空调系统节能减排的先进技术，保证项目的建筑物配套使用了综合性多功能的中央空调节能系统。同时保证了中央空调系统的经济效益、环境效益、社会效益。

参考文献：

[1]李晓宇.中央空调节能控制系统的设计与开发[J].浙江工业大学，2013，（11）.

[2]黄海.中央空调系统变频节能的设计方案[J].广播电视信息，2015，（2）.

[3]刘佳畅.中央空调系统变频节能改造方案[J].黑龙江科技信息，2007，（11）.

[4]毛颖杰.大型建筑中央空调系统节能设计中的计算分析与节能措施探讨[J].中外建筑，2013，（08）：177-179.