淺談中央空調(diào)變頻節(jié)能技術(shù)

摘要：隨著我國高層建筑越來越多，智能化建筑的廣泛應(yīng)用，與此同時，中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及，由此造成的能源消耗已成為影響國家能源戰(zhàn)略的重要方面。因此，研究節(jié)約能源、提高能效的技術(shù)手段和方法迫在眉睫。文章根據(jù)實際經(jīng)驗，從中央空調(diào)的維護結(jié)構(gòu)、冷熱源、系統(tǒng)設(shè)計及運行方面研究并分析了促使中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行，提高能源利用率的各種措施。

Research on energy saving technology of central air conditioner

Huang Yu

（College of electrical engineering of Guangxi University，Guangxi,Nanning,530004）

Abstract：With the increasing of high-rise buildings, the application of intelligent building is widely used, and the application of the central air-conditioning system is becoming more and more popular, and the energy consumption has become an important aspect of the national energy strategy. Therefore, it is urgent to study the technology and method of saving energy and improving energy efficiency. According to the practical experience, the paper studies and analyzes the maintenance structure, cold heat source, system design and operation of central air-conditioning system, and analyzes the energy saving operation of central air-conditioning system, and various measures to improve energy efficiency.

Keywords：Central air conditioning; energy saving; energy consumption; efficiency; measure

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在發(fā)達國家，建筑能耗約占總能耗的30%～40%，而空調(diào)系統(tǒng)的耗能是建筑物能耗的主要組成部分，往往占其50%以上。建筑節(jié)能開始成為各國關(guān)注的熱點。隨著控制技術(shù)的提高，空調(diào)系統(tǒng)控制更多的由自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，所以目前空調(diào)節(jié)能的一個重要角度就是實現(xiàn)控制節(jié)能。從控制對象來看，主要包括兩部分，一部分是空調(diào)系統(tǒng)的一次系統(tǒng)側(cè)，涉及到的主要控制技術(shù)是容量調(diào)節(jié)技術(shù)，如節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)控制等。第二部分是空調(diào)系統(tǒng)的二次系統(tǒng)側(cè)，涉及到對水泵、風(fēng)機等輸送設(shè)備，冷盤管、熱盤管等熱交換設(shè)備和各種節(jié)流閥門進行控制的控制技術(shù)。

根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，中央空調(diào)設(shè)備97%的時間在70%負荷以下波動運行，也就是說起實際負荷無法實現(xiàn)滿負荷，特別是在主機部分負荷的情況下。空氣處理設(shè)備的能力有很大的富余，造成了大量的能源浪費。因而，運行調(diào)節(jié)具有重要的意義。如果能找出中央空調(diào)系統(tǒng)的最佳運行工況，研究中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略，設(shè)計性能良好的控制系統(tǒng)，并通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)能量匹配的自動調(diào)節(jié)，將大幅度降低中央空調(diào)的運行能耗。從而既能滿足人們生產(chǎn)、生活和工作的要求，又能達到節(jié)約能源的目的，具有十分積極的意義。

中央空調(diào)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要想使其達到最佳的節(jié)能效果，就要從整體著眼，對冷凍水、冷卻水等主機系統(tǒng)和冷風(fēng)柜、盤管等末端系統(tǒng)等進行全面控制，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行?，F(xiàn)階段空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究大部分集中在水泵和風(fēng)機的單機變頻技術(shù)，由各個變頻器來改變冷凍水流量及風(fēng)量的大小以適應(yīng)負荷的變化。顯然，這種節(jié)能方案不能在空調(diào)系統(tǒng)整體運行中達到較好的節(jié)能效果。對于控制領(lǐng)域，中央空調(diào)節(jié)能控制的研究主要集中在變頻器節(jié)能技術(shù)。變頻技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用主要在以下幾個方面：

1　中央空調(diào)末端送風(fēng)的變頻控制

中央空調(diào)的以水為其冷、暖輸送介質(zhì)，通過風(fēng)機可以將末端與熱交換器接觸的清潔空氣向室內(nèi)傳輸，以此實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。當作為輸送介質(zhì)的水的溫度不變的條件下，通過對送風(fēng)量進行調(diào)整能夠達到調(diào)節(jié)室內(nèi)冷風(fēng)/熱風(fēng)量，風(fēng)機轉(zhuǎn)速的快慢決定了送風(fēng)量的大小，以此實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。這樣，就可以根據(jù)空調(diào)機上的相應(yīng)設(shè)置來調(diào)節(jié)最適宜的室內(nèi)溫度。而變頻器的作用主要是對風(fēng)機進行無級變速，在變頻作用下，輸入端電壓也會發(fā)生相應(yīng)的變化，以達到更好的能源節(jié)約目的，減少系統(tǒng)的噪音。很明顯，加入變頻器的中央空調(diào)能夠為人們帶來更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時也達到了節(jié)約能源與降低成本的作用。

具體來講，變風(fēng)控制的優(yōu)勢主要有以下幾點：一方面可以節(jié)約能源，為國家能源發(fā)展做出貢獻；另一方面也可以減輕噪聲，降低工作人員的工作壓力。但是其缺點是需要一次性投入較多成本。

2　中央空調(diào)循環(huán)水泵變頻控制

冷凍水系統(tǒng)的出水溫度主要由蒸發(fā)器的設(shè)定值所決定，回水溫度則主要由大廈的熱負荷所決定。中央空調(diào)冷凍水出水與回水溫度的溫差不應(yīng)超過5℃?，F(xiàn)在使用的蒸發(fā)器出水與回水管上一般都裝有由變頻器、變送器、PID溫差調(diào)節(jié)器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，其作用就是對水溫進行檢測。這樣，在控制冷凍水溫差的基礎(chǔ)上，就可以使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負載的變化而變化。

在冷卻水系統(tǒng)中，因為低溫冷卻水溫度是由環(huán)境溫度和冷卻塔工況共同決定的，所以在對高溫冷卻水溫度進行控制的基礎(chǔ)上，就能夠?qū)夭钸M行控制。利用由變頻器、變送器、PID溫差調(diào)節(jié)器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，就可以使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負載的變化而變化。

在中央空調(diào)中應(yīng)用變頻技術(shù)的優(yōu)勢主要包括：一是可以利用變頻器的調(diào)頻調(diào)壓功能，降低了對電網(wǎng)的影響，而變頻無級調(diào)速使電機能夠平滑啟動，不會有沖擊雜音，有利于延長其使用壽命；二是能盡量減少水泵的運行能耗；三是在多臺水泵共同使用的情況下，能夠減少水泵使用數(shù)量，并能夠自動控制制冷機；四是利用變頻器調(diào)節(jié)水系統(tǒng)的季節(jié)變化，不會出現(xiàn)水泵效率下降情況。

3　結(jié)論

綜上所述，合理運用中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻節(jié)能措施，能夠達到提升空調(diào)效能的作用，對于降低空調(diào)損耗，提升其能量利用率具有重要作用。同時，中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)的使用也具有綠色環(huán)保意義，對于家庭室內(nèi)空氣的潔凈及舒適度的提升，以及我國環(huán)境保護及綠色家園建設(shè)都具有重要意義。