空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施與對(duì)策研究

李明柱 李華鑫

【摘要】隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，越來越多的人群用上了中央空調(diào)。因?yàn)橹醒肟照{(diào)設(shè)備容量大、室外機(jī)少、調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境效果好等優(yōu)點(diǎn)深受廣大用戶喜愛。但是產(chǎn)生的能源浪費(fèi)也是巨大的，如何在舒適程度不受影響的前提下對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行節(jié)能控制，已經(jīng)迫在眉睫。本文主要在變頻技術(shù)、智能控制等方面進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

【關(guān)鍵詞】中央空調(diào);節(jié)能;變頻;智能控制

1、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

由于中央空調(diào)設(shè)備巨大，需要消耗大量的電能，尤其是冷源更需要大量的電力。電費(fèi)對(duì)廣大用戶來說，又是一筆不小的開支。大部分城市的電價(jià)在一天內(nèi)也有高和低，為了給用戶節(jié)省電費(fèi)，減輕政府高峰期用電負(fù)擔(dān)。有人提出了冰蓄冷系統(tǒng)。冰蓄冷系統(tǒng)，是在電力的電費(fèi)較低的情況下，采用電制冷制冰，并存儲(chǔ)在設(shè)備中，在電價(jià)高的時(shí)候，停止或間歇運(yùn)行電制冷空調(diào)主機(jī)，利用蓄冰釋放的冷量用來滿足用戶需求，這種系統(tǒng)緩解了電力公司設(shè)備的建設(shè)，為用戶節(jié)省了大量的資金。在很多發(fā)達(dá)國(guó)家，在中央空調(diào)中廣泛應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)，從而使電力達(dá)到了削峰填谷的目的。國(guó)內(nèi)各個(gè)空調(diào)廠家也進(jìn)行了相關(guān)的研究和生產(chǎn)。2010年，我國(guó)首臺(tái)冰蓄冷空調(diào)在實(shí)際工程中得到應(yīng)用，經(jīng)專家計(jì)算節(jié)約40%的能源。冰蓄冷技術(shù)日漸成熟，節(jié)約能源一直是國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，因此冰蓄冷技術(shù)會(huì)逐漸成為主流。

中央空調(diào)的熱源也會(huì)消耗大量的資源。國(guó)內(nèi)許多設(shè)備應(yīng)用熱泵技術(shù)，熱泵在空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用中主要分3類空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵。熱泵從自然環(huán)境中吸收空氣、水、土壤中的低品位熱，經(jīng)過電做工，輸出高品位熱能的設(shè)備。產(chǎn)生的熱能是消耗電能的好幾倍，由于效率高、污染小被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生活中。在中央空調(diào)節(jié)能減排中做出突出貢獻(xiàn)，受到暖通行業(yè)的廣泛關(guān)注和重視。

2、變頻技術(shù)的應(yīng)用

中央空調(diào)的心臟是壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的大小決定能源消耗的多少?，F(xiàn)在中央空調(diào)中很多采用變頻技術(shù)，就是在常規(guī)空調(diào)結(jié)構(gòu)上增加一個(gè)變頻器，變頻器可以控制壓機(jī)所的轉(zhuǎn)速，通過速度的調(diào)整使空調(diào)在不影響用戶使用的情況下，節(jié)省能源。變頻空調(diào)是根據(jù)房間情況自動(dòng)提供所需冷熱量的，當(dāng)室外溫度較高（低）和室內(nèi)需要較低（高）溫的時(shí)候，空調(diào)主機(jī)能夠提高轉(zhuǎn)速，以滿足人們的需求。當(dāng)室內(nèi)對(duì)溫度要求低和人員不在室內(nèi)時(shí)候，變頻技術(shù)使機(jī)器低速運(yùn)轉(zhuǎn)或者不運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。變頻空調(diào)分為交流變頻和直流變頻。交流變頻壓縮機(jī)，它2次調(diào)節(jié)電壓轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到了節(jié)能能源的目的。直流變頻采用直流數(shù)字變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，只有1次電壓轉(zhuǎn)換，去掉了電路中的銅損，從而使節(jié)省了相應(yīng)電能。

變頻空調(diào)一般都是微型電腦控制的，它檢測(cè)室內(nèi)外信號(hào)，并通過計(jì)算機(jī)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，能根據(jù)室內(nèi)溫度的變化，調(diào)節(jié)速度。當(dāng)房間溫度達(dá)到設(shè)定要求，變頻空調(diào)又能以低于定頻空調(diào)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，以維持恒定室溫。由于變頻技術(shù)的啟動(dòng)，無較大的電流沖擊，并且一直保持低俗運(yùn)轉(zhuǎn)，故節(jié)電明顯，從而使制冷（熱）功效大大提高。變頻空調(diào)還有很多優(yōu)點(diǎn)，比如噪音低。變頻空調(diào)控制精度也很高，如36GW變頻的制冷量變化為360-400W，制熱量變化為300-6800W，因此室內(nèi)溫度控制可精確到±1℃，使人體感到很舒適。變頻空調(diào)對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性很強(qiáng)，有的產(chǎn)品甚至可在-15t的環(huán)境溫度下啟動(dòng)。

變頻空調(diào)比普通空調(diào)多了變頻技術(shù)，可以用來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)速度，大部分情況下是省電的，但為什么有時(shí)候變頻空調(diào)比普通空調(diào)要費(fèi)電那？主要是，變頻空調(diào)與普通空調(diào)運(yùn)行時(shí)，由于室內(nèi)溫度并沒有達(dá)到設(shè)定要求，所以一直以最大速度運(yùn)行，而變頻空調(diào)的部件更多，所以需要的電量更多。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到要求時(shí)，變頻空調(diào)通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)速度，才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。普通空調(diào)在室內(nèi)溫度達(dá)到要求后，為了維持室內(nèi)正常溫度，還用最大速度運(yùn)行，產(chǎn)生了大量的電力浪費(fèi)。很多用戶選擇在達(dá)到室內(nèi)后，選擇關(guān)閉壓縮機(jī)。但是頻繁開啟空調(diào)，會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，由于開機(jī)產(chǎn)生的電流大于正常工作時(shí)候的電流，甚至容易產(chǎn)生意外。所以選擇變頻空調(diào)可以大大節(jié)約能源，還能減少意外的發(fā)生。

3、智能控制的應(yīng)用

隨著中國(guó)技術(shù)的飛速發(fā)展，云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨。為中央空調(diào)的節(jié)能又指出了新方向。其中智能控制技術(shù)在中央空調(diào)中得到了一些應(yīng)用。智能控制是20世界60年代出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)美國(guó)普渡大學(xué)傅京孫教授首先把AI的啟發(fā)式推理規(guī)則用于學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，1966年美國(guó)門德爾首先主張將AI用于飛船控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。中央空調(diào)采用智能控制技術(shù)，可以進(jìn)行信息處理、信息反饋和智能決策等，主要用來解決那些不確定性的情況和復(fù)雜的控制系統(tǒng)。當(dāng)室內(nèi)外的溫度傳感器，采集到室內(nèi)外的溫度，通過無線傳輸技術(shù)到中央空調(diào)微型處理器內(nèi)。中央空調(diào)根據(jù)室內(nèi)的人員情況、天氣情況等情況。根據(jù)模糊控制算法，計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)。通過調(diào)節(jié)中央空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)口出風(fēng)量、制冷劑溫度等，來改變室內(nèi)綜合溫度，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

結(jié)語：

綜上所述，節(jié)能減排一直是國(guó)家的重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。在中央空調(diào)中應(yīng)用熱泵技術(shù)、變頻壓縮機(jī)、智能控制等技術(shù)，可以大大減少能源的損失和溫室氣體的排放。節(jié)約能源是每個(gè)人應(yīng)該盡的義務(wù)，如果每個(gè)人都能為節(jié)能減排盡一份力，這個(gè)世界將會(huì)變得越來越美好。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔艷林.某醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造及合同能源管理[J/OL].節(jié)能，2019（04）：4-5[2019-04-29].

[2]王愛嶺.中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（07）：127-128.

[3]朱萌.關(guān)于中央空調(diào)節(jié)能措施及維護(hù)與保養(yǎng)的相關(guān)考慮[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：60.

[4]本刊編輯部.節(jié)能樣板的誕生——中央空調(diào)精品案例巡展海爾中央空調(diào)篇（合肥區(qū)域）[J].機(jī)電信息，2019（10）：70-78.

作者簡(jiǎn)介：

李明柱（1963—），男，漢族，吉林省長(zhǎng)春市人，教授，工程碩士，單位：吉林建筑大學(xué)，研究方向：建筑信息模型（BIM）;

李華鑫（1991—），男，漢族，吉林省長(zhǎng)春市人，學(xué)生，工程碩士碩士在讀，單位：吉林建筑大學(xué)，研究方向：建筑信息模型（BIM）、暖通。