淺談中央空調(diào)設(shè)計與節(jié)能

嚴瀟瀟

（光寶電子（東莞）有限公司，廣東東莞 523878）

淺談中央空調(diào)設(shè)計與節(jié)能

嚴瀟瀟

（光寶電子（東莞）有限公司，廣東東莞 523878）

現(xiàn)階段，中央空調(diào)的應(yīng)用可謂越來越廣泛，無論是商場、超市、酒店以及辦公場所，都已經(jīng)逐步安裝中央空調(diào)設(shè)備，使得處于這些場所的人可以在任何的季節(jié)中享受到舒適的溫度，讓人們能夠得到更好的休憩效果以及工作效率，中央空調(diào)發(fā)揮著不可替代的作用。但是，中央空調(diào)的能耗相對來說較高，現(xiàn)階段關(guān)于中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的開發(fā)還較為欠缺，導(dǎo)致中央空調(diào)在實際應(yīng)用與推廣中受到了較大的阻礙。隨著市場對于中央空調(diào)的需求不斷增加，我們有必要針對中央空調(diào)在應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問題進行分析與探索。

中央空調(diào) 設(shè)計 電力節(jié)能

1 引言

中央空調(diào)已成為建筑體系內(nèi)的能耗大戶，有數(shù)據(jù)表明，中央空調(diào)與整個建筑的能耗比已達到40%～70%。因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造已成為當今社會所必須面對的一個問題。傳統(tǒng)的負荷估算法是中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計普遍采用的方法，通常按照最大負荷的需求進行設(shè)計，而且系統(tǒng)流量并不能調(diào)節(jié)，致使中央空調(diào)系統(tǒng)能耗居高不下，造成不必要的能源浪費。

2 中央空調(diào)設(shè)計

2.1 風(fēng)機水泵變頻節(jié)能設(shè)計

（1）冷凍循環(huán)水系統(tǒng)的控制方案：采用冷凍進出水溫度、溫差、壓力等參數(shù)控制，將冷凍進出水溫差控制在4.5℃～5℃。

（2）冷卻水系統(tǒng)的控制方案：采用冷卻進出水溫度、溫差及冷卻塔環(huán)境溫、濕度等參數(shù)控制（實時根據(jù)主機負載，調(diào)整變頻器的輸出頻率來改變冷卻水流量，從而穩(wěn)定溫差），將冷卻水的進出水溫差控制在4.5℃～5℃。

（3）冷卻塔散熱系統(tǒng)改造措施：主機冷卻水進入冷卻塔后，通過冷卻塔風(fēng)機的作用將冷卻水的熱量散發(fā)到大氣，從而降低冷卻水溫度，再進入空調(diào)主機冷凝器吸收熱量。冷卻塔環(huán)境傳感器檢測冷卻塔環(huán)境溫度、濕度等，送入冷卻塔控制柜的PLC計算出溫差，與設(shè)定值相比較后，經(jīng)模糊控制，自動調(diào)整冷卻塔風(fēng)機的運行頻率，使冷卻水出水溫度達到設(shè)定值范圍。冷卻塔出水溫度設(shè)定值通常為28℃。

2.2 水泵的選擇與水系統(tǒng)的設(shè)計

在變流量空調(diào)水系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)方法一般分為以下幾種：節(jié)流調(diào)節(jié)、變通調(diào)節(jié)、二次泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)、一次泵變流速調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)指在供水總管上安裝控制閥門，從而對系統(tǒng)能量進行控制；變通調(diào)節(jié)指在供水管上設(shè)置旁通，利用供回水壓差進行調(diào)節(jié)。要結(jié)合實際情況進行分析，選擇最合適的設(shè)計方案。

2.3 電路的設(shè)計

現(xiàn)階段，水泵的控制柜構(gòu)造組成幾乎都是由停止、手動以及自動按鈕等組成。而電氣化水泵自動控制柜能夠?qū)Νh(huán)境溫度、水流量多少以及其他設(shè)備信號傳輸?shù)冗M行自動化收集，并且達到效果顯著的節(jié)能效果?？蓪⒅醒肟照{(diào)中的變頻以及工頻系統(tǒng)進行互鎖改造，將會極大的提升電氣自動化的節(jié)能效果。

2.4 設(shè)備控制設(shè)計

現(xiàn)有的大多數(shù)中央空調(diào)中，傳統(tǒng)的中央空調(diào)節(jié)能控制多采用PID控制，這種控制方法控制響應(yīng)迅速，方法簡單，但是對空調(diào)這種參數(shù)不確定的系統(tǒng)不能進行有效的控制。通過結(jié)合PLC和變頻器，對傳統(tǒng)中央空調(diào)進行改造，將空調(diào)系統(tǒng)的水泵與風(fēng)機系統(tǒng)進行模糊PID控制過程實現(xiàn)方法可彌補傳統(tǒng)PID的不足。

2.5 新風(fēng)比可調(diào)

在空調(diào)季節(jié)，當室內(nèi)人員密度減小時，安裝在室內(nèi)的二氧化碳濃度監(jiān)測裝置檢測到二氧化碳濃度降低，進而通過調(diào)整空調(diào)機組的新風(fēng)閥門減少送入室內(nèi)的新風(fēng)量，與之對應(yīng)的排風(fēng)機變頻運行，相應(yīng)減小排風(fēng)量，這樣大大減小了空調(diào)末端的運行能耗。在過渡季節(jié)充分利用室外新風(fēng)“免費供冷”，縮短制冷機組開啟時間，空調(diào)機組的新風(fēng)井面積按照空調(diào)送風(fēng)量的80%～100%要求設(shè)計。

2.6 溫濕度控制節(jié)能

為了保證生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生條件，在夏季室內(nèi)空氣濕度也由60%提高到70%左右，按數(shù)據(jù)計算，僅夏季室內(nèi)空氣設(shè)計溫度上升1度，就會使空調(diào)初始投資額下降約6%，運營成本降低約8%。同樣夏季室內(nèi)設(shè)計溫度每增加1度就可以減少11.2%度的熱負荷，節(jié)省量相當可觀。

2.7 空調(diào)系統(tǒng)，熱冷能回收

（1）排氣熱回收。充分利用排氣能量，循環(huán)利用，預(yù)冷和預(yù)加熱的新鮮空氣，減少新鮮空氣的負荷，熱回收設(shè)備可以大致分為熱交換器，旋轉(zhuǎn)總熱交換器，板式熱交換器，熱介質(zhì)換熱器，熱管換熱器等。

（2）制冷機組的冷凝熱回收。這種類型的熱回收設(shè)備可以使用不同的系統(tǒng)組合，如生活熱水系統(tǒng)與冷媒壓縮后第一次進入熱交換器，在熱交換器的另一邊，冷卻制冷劑溫度較高，但我們只要確保設(shè)計是合理的，提供一定的熱量，使其可以在在水箱保溫，以滿足人民生活的正常需求。

（3）促進可再生能源和低品位能源利用。隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛使用，以及在不可再生能源的消耗逐漸增加，我們可以清楚地看到，生態(tài)環(huán)境帶來了顯著的負載。因此，可再生能源的使用已成為一個主要的發(fā)展趨勢，在目前的使用方法中，已經(jīng)應(yīng)用的太陽能和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的使用是一個非常好的節(jié)能方法。

3 對中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的改進意見

3.1 國家或企業(yè)加強對中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的支持

首先國家要制定一系列合理完善的中央空調(diào)節(jié)能標準，完善相關(guān)法律法規(guī)，同時加強對企業(yè)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的資金、技術(shù)以及人力支持，提倡和鼓勵企業(yè)不斷改進和完善中央空調(diào)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對研究出節(jié)能環(huán)保技術(shù)的企業(yè)給予政策上的支持，同時也要提倡建筑安裝具有節(jié)能環(huán)保技術(shù)的中央空調(diào)，以此完善和創(chuàng)新中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)。企業(yè)可以成立專業(yè)的研發(fā)團隊，給予資金、人力和技術(shù)等資源的支持。

3.2 加強對新能源的開發(fā)和使用

目前世界范圍內(nèi)有許多可再生的清潔能源，例如可以在建筑頂上安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，在室外安裝風(fēng)力發(fā)電等，以此發(fā)電來帶動中央空調(diào)的工作。

3.3 學(xué)習(xí)引進國外先進的節(jié)能技術(shù)

我們要積極引進國外先進的節(jié)能技術(shù)和成果，開發(fā)適合我國使用的新型空調(diào)節(jié)能設(shè)備和材料，提高使用效率；加強對新能源的利用和開發(fā)，例如熱泵技術(shù)、太陽能技術(shù)和風(fēng)能的利用，使我國空調(diào)的節(jié)能工作進入一個新的臺階。

4 結(jié)語

空調(diào)的節(jié)能是一個系統(tǒng)的復(fù)雜的工程，需要各個方面來綜合考慮，才可以取得滿意的效果。中央空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵在于提高能量效率。如果能將節(jié)能思想貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、選型與運行維護的始終，將會收到明顯的節(jié)能效果，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］李曉宇.中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)［J］.浙江工業(yè)大學(xué)，2013，（11）.

［2］黃海.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能的設(shè)計方案［J］.廣播電視信息，2015，（2）.

［3］劉佳暢.中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案［J］.黑龍江科技信息，2007，（11）.