淺談中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造要點

陳文斌

摘 要：為了對我國能源緊張現(xiàn)狀進(jìn)行緩解，人們需要對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，在給人們帶來更好的使用體驗的同時減少能源消耗，促進(jìn)現(xiàn)代建筑朝著綠色化的方向發(fā)展。中央空調(diào)系統(tǒng)智能化水平逐漸提升，在建筑中的應(yīng)用越來越多，為了促進(jìn)其能源利用率的提升，達(dá)到更好的節(jié)能效果，需要對其節(jié)能改造要點進(jìn)行掌握，下面對其進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能改造；要點

隨著人們生活水平的逐漸提升，對建筑功能等方面有了更多的要求，中央空調(diào)系統(tǒng)配套設(shè)施逐漸增加，能源消耗量較大。針對這些問題，人們需要將綠色建筑的理念融入中央空調(diào)系統(tǒng)改造工作中，對節(jié)能改造要點進(jìn)行把握，進(jìn)而對能源浪費問題進(jìn)行有效控制。本文對中央空調(diào)系統(tǒng)中的智能運行控制系統(tǒng)、動力設(shè)備變頻調(diào)整、運行參數(shù)調(diào)整等方面節(jié)能改造要點進(jìn)行分析，以期為改造工作的開展提供一定可供參考的建議。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響因素分析

建筑結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及使用者習(xí)慣、觀念方面的因素均對中央空調(diào)系統(tǒng)能耗產(chǎn)生影響：首先，建筑內(nèi)熱環(huán)境與建筑結(jié)構(gòu)具有較大關(guān)聯(lián)，例如采光、通風(fēng)、建筑空間設(shè)計等，在結(jié)構(gòu)不合理的情況下建筑內(nèi)部溫度受外部溫度影響較大，若建筑隔熱層性能較差時，空調(diào)調(diào)節(jié)效果受到較大的影響，若想維持一定的溫度便需要消耗更多的能源。其次，若未能做好空調(diào)風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組等方面的維護(hù)工作便會導(dǎo)致熱循環(huán)變差，能耗上升；設(shè)備老化、損耗以及中央空調(diào)系統(tǒng)安設(shè)位置一類的問題同樣對能效產(chǎn)生影響。最后，若使用者經(jīng)常忘記關(guān)閉系統(tǒng)、使用習(xí)慣較差或節(jié)能觀念不足時容易造成能源浪費問題。針對這些問題，人們需要對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，下面對節(jié)能改造要點進(jìn)行分析。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造要點

2.1 智能運行控制系統(tǒng)的改造

在計算機(jī)及信息技術(shù)的支持下，中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的功能變得更加豐富，其穩(wěn)定性及安全性有所提升，并且在一定程度上能夠?qū)﹄娔艿南倪M(jìn)行減少和控制。在對智能運行控制系統(tǒng)進(jìn)行改造時，技術(shù)人員需要對多變量解耦關(guān)系、滯后響應(yīng)等方面因素進(jìn)行考慮，通過相應(yīng)的技術(shù)手段使原系統(tǒng)及改造后的系統(tǒng)可以進(jìn)行無障礙切換，同時對投資成本方面進(jìn)行控制，下面從集散控制、集中控制以及分散控制的角度對其節(jié)能改造要點進(jìn)行分析：其一，控制層的節(jié)能改造。將異常問題的自動化處理、控制動作采樣處理等模塊融入系統(tǒng)，通過PLC程序、可編程邏輯控制裝置開關(guān)量的模塊對其進(jìn)行輔助。其二，遵照PLC控制命令、檢測數(shù)據(jù)等進(jìn)行動作，使變送器、電動開關(guān)閥、斷路器等對其進(jìn)行輔助。其三，對系統(tǒng)運行情況的控制及監(jiān)視功能進(jìn)行完善，將故障自動報警、數(shù)據(jù)設(shè)定一類的模塊融入其中，通過計算機(jī)程序、觸摸屏等對其進(jìn)行輔助，最終實現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.2 動力設(shè)備的變頻改造要點

水泵、風(fēng)機(jī)一類動力設(shè)備的能耗較為嚴(yán)重，研究人員及技術(shù)人員需要對該方面問題進(jìn)行考慮。一般空調(diào)運行時壓縮機(jī)的停止和啟動較為頻繁，在啟動時產(chǎn)生較多的沖擊電流，在其作用下空調(diào)零構(gòu)件使用年限大幅度縮短，此時人們對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造，借助電流轉(zhuǎn)換達(dá)到電動機(jī)運轉(zhuǎn)頻率自調(diào)節(jié)的目的，并且對電網(wǎng)電壓不穩(wěn)導(dǎo)致的系統(tǒng)運行故障進(jìn)行處理。在變頻中央空調(diào)以較高的功率進(jìn)行運行時，能夠在較短的時間達(dá)到設(shè)定溫度，此時壓縮機(jī)進(jìn)入低能耗、低轉(zhuǎn)速的運行狀態(tài)，并且只需要保持溫度即可，此時不僅溫度趨于穩(wěn)定并且能夠減少壓縮機(jī)啟動頻率過高的問題，延長中央空調(diào)零件使用年限的同時減少電能消耗。

節(jié)能改造設(shè)計人員需要對變頻調(diào)速的原理及改造要點進(jìn)行掌握：在公式中，因變量代表電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速，異步電動機(jī)頻率通過f進(jìn)行表示，電動機(jī)極對數(shù)可以通過p進(jìn)行表示，而轉(zhuǎn)差率則由s進(jìn)行表示。轉(zhuǎn)速隨著f的增加而增加，在電源頻率處于十至五十赫茲時，f值越小，電能的消耗便越小，基于此通過變頻器對頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，最終便可以達(dá)到流量調(diào)節(jié)和減少電動機(jī)使用功率的效果，實現(xiàn)節(jié)能改造目標(biāo)。下面對冷卻水、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能改造要點及風(fēng)機(jī)的改造控制進(jìn)行分析：

其一，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)改造要點。冷卻水供回水溫度的變化能夠反映系統(tǒng)負(fù)荷的變化情況，此時對其進(jìn)行變頻改造時，需要對冷凝器的出水口水溫進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到控制溫度差的目的，之后借助PID調(diào)節(jié)裝置、PLC變頻裝置構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，在溫度超過設(shè)定值的情況下冷卻泵電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，冷卻水的流量隨之增多；與此相反在溫度未能達(dá)到設(shè)定值的情況下，對冷卻泵電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行下調(diào)，此時中央空調(diào)系統(tǒng)既可以對制冷或供暖方面的需求進(jìn)行滿足，同時也能夠減少能源的消耗。

其二，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)改造要點。冷凍水回水溫度能夠?qū)κ覂?nèi)溫度進(jìn)行反映，結(jié)合回水溫度對冷凍系統(tǒng)泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變：回水溫度較高時代表室內(nèi)溫度較高，通過增加冷凍泵轉(zhuǎn)速的方式對其進(jìn)行處理；在回水溫度不高時，室內(nèi)溫度同樣不高，此時可通過減少轉(zhuǎn)速的方式對其進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

其三，風(fēng)機(jī)改造要點。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的情況下送風(fēng)量較多，此時借助風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)控方式便可以對送風(fēng)量多少進(jìn)行調(diào)節(jié)，改造人員可以將適宜的風(fēng)壓傳感器安設(shè)在中央空調(diào)系統(tǒng)出風(fēng)口部位，通過傳感器對風(fēng)壓升高情況進(jìn)行了解，通過減少電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式對其進(jìn)行調(diào)節(jié)；相反則需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行增加，使送風(fēng)量保持不變。

2.3 中央空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能改造要點

中央空調(diào)系統(tǒng)運行過程中，需要在半小時內(nèi)對空氣處理機(jī)組進(jìn)行啟動，達(dá)到預(yù)冷或預(yù)熱的目的，此時期應(yīng)關(guān)上新風(fēng)風(fēng)閥，并且于停止運行前的20～30min內(nèi)對空氣處理機(jī)組進(jìn)行關(guān)閉。在使用時長超過50d、功率超過5kW的情況下，需要通過變頻控制技術(shù)對機(jī)組進(jìn)行控制，結(jié)合建筑內(nèi)溫度情況對頻率及轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程中系統(tǒng)最小風(fēng)量需要達(dá)到氣流組織方面的需要，同時需要使風(fēng)機(jī)機(jī)組能夠維持正常運轉(zhuǎn)。通過排放機(jī)組及新風(fēng)機(jī)組運行的調(diào)整可以使室內(nèi)環(huán)境處于平衡狀態(tài)，通過關(guān)閉外窗的方式能夠避免無組織新風(fēng)對中央空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。對系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時，設(shè)計人員還需要對電梯、樓梯一類空間產(chǎn)生的氣流問題進(jìn)行考慮，若系統(tǒng)與排風(fēng)量較多的空間直接連接，需要通過自動閉門器一類的設(shè)置對其進(jìn)行輔助，對空間進(jìn)行截斷操作，避免無效空氣流動問題對系統(tǒng)功能及節(jié)能效果產(chǎn)生影響。另外設(shè)計人員需要對不同季節(jié)系統(tǒng)的節(jié)能改造要點進(jìn)行掌握，在外界溫度較為適宜的春季和秋季，需要對新風(fēng)降溫進(jìn)行充分利用，對機(jī)械降溫運轉(zhuǎn)時間方面進(jìn)行有效控制，減少能耗。某些部分熱源熱量可以借助局部配熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免對空調(diào)區(qū)域產(chǎn)生影響，減輕中央空調(diào)的負(fù)擔(dān)。最后需要借助排風(fēng)熱回收設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行輔助，中央空調(diào)系統(tǒng)運行過程中對其進(jìn)行開啟，將排風(fēng)通風(fēng)閥及新風(fēng)裝置安設(shè)于適宜位置。

2.4 對中央空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)進(jìn)行改造調(diào)整

人們需要結(jié)合環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)等各方面實際情況及人們的需求對系統(tǒng)運行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，滿足各類室內(nèi)空氣環(huán)境要求的同時使其運行效率得到提升。人們無需對高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行盲目的追求，適宜的放低標(biāo)準(zhǔn)能夠減少電能的浪費，并且能夠使能源利用率有所增加。對系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時，可以從運行時間、運行強(qiáng)度以及空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)次數(shù)方面入手對系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，最終在滿足室溫、通風(fēng)等方面調(diào)節(jié)需求的同時降低能源消耗。

3 結(jié)束語

總結(jié)全文，中央空調(diào)產(chǎn)生的能耗問題不可小覷，其節(jié)能改造工作具有重要意義。上文從變頻調(diào)整、運行參數(shù)的調(diào)整以及冷凍水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等方面入手對節(jié)能改造要點進(jìn)行分析，希望技術(shù)人員能夠參考文中觀點對節(jié)能改造工作進(jìn)行調(diào)整，對改造要點進(jìn)行把握，在不影響中央空調(diào)運行效率及人們使用體驗的基礎(chǔ)上最大程度的對能源進(jìn)行節(jié)約。

參考文獻(xiàn)

[1]汪光峰.綜合樓中央空調(diào)節(jié)能改造和節(jié)能管理思路構(gòu)建[J].城市建筑，2014（12）：191-191，212.

[2]徐澤宇.既有公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（15）：3395-3397.

[3]姚嵐，張東平，王紅梅等.大型中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造典型案例分析[J].科技資訊，2015，13（26）：72-73.