中央空调节能技术

中央空调节能技术（精选十篇）

中央空调节能技术 篇1

能源是人类社会生存与发展的物质基础, 能源问题是关系经济建设全局的一个重大战略问题。随着社会的发展, 能源问题已经成为制约国民经济发展的重要因素, 各国政府纷纷采取措施应对能源危机, 我国已经将节约能源作为一项基本国策。

在我国的能源消费主体中, 建筑能耗占了很大的比例。据权威统计, 建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到27.6%。在发达国家, 建筑能耗一般占全国总能耗的30%～40%。因此, 随着经济的发展, 我国的建筑能耗必然会持续上升, 建筑节能工作任重而道远。

而在建筑能耗中, 中央空调能耗一般占到了40%～60%的比例, 因此如何有效降低空调能耗就成为建筑节能的重中之重, 本文将就有关中央空调的节能进行专项论述。

中央空调的节能可通过以下两种方法进行:

(1) 管理节能:在保障建筑物舒适的前提下, 通过对行为的约束管理或通过调整设备的不合理运行状态来达到节能的目的。

(2) 技术节能:技术节能是通过先进的科学技术, 通过对建筑物内用能设备的改进来达到节能的目的。技术节能的两种方法:一种是提高用能设备的效率, 另一种是通过技术手段调整设备的运行状态, 从而避免不必要的能源浪费。

总之, 要想真正实现建筑物的节能不仅要利用技术手段进行节能改造, 而且还必须配合有效的管理手段, 只有两者有效配合才能达到节能的最大化。

2 管理节能

目前我国建筑内的中央空调系统大部分设计都趋于保守, 存在配置过大、管理不便的现象, 空调设计很少从节能的角度来进行考虑, 这种状况无疑增加了中央空调的能耗。为了达到节能的效果, 需要做到“功能适当, 运行合理”, 在保持舒适度的前提下, 尽可能的降低能耗, 同时应该有切实可行的管理手段, 使得系统运行科学、合理, 操作简单、方便。

要实现对中央空调的管理节能, 我们必须能够找到空调系统存在哪些能耗浪费的地方, 设备存在怎样的不合理运行状态等。只有找到了原因, 我们才能够找到相应的解决途径。因此, 要想实现中央空调系统的节能, 就必须对中央空调的系统进行节能诊断, 为此我们重点将介绍中央空调系统节能诊断的方法和思路, 然后针对此提供解决方案。

2.1 主机系统的诊断

空调主机是空调系统中装机容量最大的设备, 物业部门一般对其维修保养都很重视, 基本能做到运行状况的连续记录, 但是记录数据往往没有用于指导设备的高效运行, 为了有效地对中央空调进行诊断, 我们可以根据运行记录的数据对系统的存在问题作出诊断。

在一般的电制冷主机运行记录表中, 一般都会记录主机的蒸发温度和冷水出水温度, 一般对于水冷方式的主机来说, 蒸发温度要比出水温度低3～4度, 实际值若超出这个数值, 则说明蒸发器或制冷剂有问题, 应注意检修。同时一般冷凝温度要比冷却水出水温度高2～4度, 若实际运行情况超出此值, 一般是主机的冷凝器有问题, 应注意及时清洗。

在实际的运行中, 往往出现这样的情况:冷水的供回水温差在2～3度之间, 说明了空调末端负荷不大, 但是冷却水出水温度很高, 且冷凝压力很高, 导致主机的负荷在90%以上, 这种情况基本是由于冷凝器出了问题, 在进行及时清理后, 主机的负荷将会大幅度下降, 将会节约大量的能耗。

另外, 通过记录主机的冷冻水流量、供回水温度, 及压缩机电流等参数的监测, 我们就可以计算出主机的性能系数cop, 通过此我们可以对主机的运行效率有一个大致的判断。如果主机的运行效率过低, 将会导致能源的浪费, 对此应该找出原因并加以改善。

对主机的节能诊断, 还要观察不运行的冷冻机的水阀是否关闭, 若阀门不关将会导致回水箱的部分热水经过该主机旁通到供水箱, 在供水箱内发生冷水跟热水混合的现象, 这样将会导致大量的能源浪费。

同理, 冷冻水分水箱和集水箱之间的旁通阀若处于未关状态, 或者存在一台冷机对开两台冷冻泵的现象时, 也会出现冷热水混合的现象, 导致能源浪费, 这个问题应引起注意。

2.2 冷却水系统的诊断

在实际的冷却水运行中往往存在着不运行的冷塔阀门不关的情况, 这样造成的后果是热水经过该冷塔后与其他的正常运行的冷却塔冷水混合, 进入了主机, 导致主机冷凝器的进水温度偏高, 主机的cop减小, 主机的能耗增加, 浪费大量能源。解决该问题的办法是将不运行的冷塔的进出水阀门关掉。

另外, 通常吸收式空调主机因真空度降低或制冷剂污染造成制冷效率降低;冷却塔常因失修导致散热效率下降。主机或冷却塔的效率是否降低可按下述方法大致鉴别:

(1) 主机输出制冷量减少 (冷冻水运行供水温度大于设置温度) 。

(2) 冷却水进口温度高, 主机曾报警, 冷却水进出口温差小于5℃。

(3) 冷冻水供水温度高, 末端用户曾报热投诉, 冷冻水供回水温差小于5℃。

如果主机或冷却塔出现了效率降低的情况, 就该及时维修, 以免造成能源的浪费。

2.3 冷冻水系统的诊断

目前的冷冻水系统中, 往往存在着水泵选型过大的问题, 造成的结果是一方面功率偏大造成能耗的浪费;另一方面是水泵偏离标准工况运行, 导致水泵长期工作在低效区, 水泵效率偏低导致能耗的浪费。对于这种情况解决的办法是更换水泵或者采用变频调速的手段来实现节能。

冷冻水管路如果存在水力不平衡将会使整个系统的能耗增加。一般空调运行中存在一个误区, 认为空调末端效果差是由于总水量偏小, 所以往往会通过增加水泵开启台数或者换大流量水泵来解决。但实际的原因是大多是由于工程竣工后空调水系统从未做过水力平衡, 导致部分末端水量不足。而部分末端水量过剩, 而工作人员为了满足水量不足这部分末端的换热要求, 只能增大总水量, 从而使得其他末端的水量变大, 白白浪费了一些能源。

因此, 冷冻水流量分配诊断内容应该为测量系统各分支的冷冻水量和进回水温度, 从而判断各分支冷量的提供情况, 以此判断系统是否存在水力不平衡现象。

对水力不平衡的解决方法是:找出水力不平衡的原因, 如果是因为个别风机盘管支路堵塞, 可对此修复;若因局部末端负荷水压不足, 应考虑采用调整水力平衡调节阀或增加小型管道泵的可能性。

3 技术节能

以上介绍的是通过行为管理来达到节能的目的, 事实证明这是一种最简单有效的节能方式, 在某种程度上可以达到一定的节能效果, 但是管理节能的方式也有一定的局限性, 因为它不能从根本上解决中央空调所存在的巨大能源浪费问题。

一般来说, 中央空调系统的设计通常按建筑物所在地的极端气候条件来计算其最大冷负荷, 并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。然而, 实际上每年只有极短时间出现最大冷负荷的情况。因此, 中央空调系统在绝大部分时间里, 都是在部分负荷条件下运行的。据统计, 实际空调负荷平均只有设备能力的50%左右, 因而出现了“大马拉小车”的现象, 这无疑造成了大量的能源白白浪费。

另一方面, 空调负荷又具有变动性。由于季节交替、气候变幻、昼夜轮回、使用变化及人流量增减等各种因素变化的影响, 中央空调系统的负荷具有起伏变化和不恒定的特点, 如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节, 始终在额定容量 (即满负荷状态) 下运行, 也势必造成巨大的能源浪费。

随着科技的发展, 不少空调主机已能够根据负荷变化自动随之减载或加载, 但输送空调水的水泵如果不能跟随负荷的变化做出相应的调节, 始终在额定功率下运行, 仍然会造成输送能量的浪费。

目前, 国内的中央空调系统, 由于没有先进的技术手段支持, 基本上都采用传统的定流量控制方式, 即空调冷冻 (温) 水流量、冷却水流量和冷却风风量都是恒定的。也就是说, 只要启动空调主机, 冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机都在工频状态下运行。

定流量控制方式的特征是系统的循环水量保持定值不变, 当负荷变化时, 通过改变供水或回水温度来匹配。定流量供水方式的优点是系统简单, 不需要复杂的自控设备。但这种控制方式存在以下问题:

(1) 无论末端负荷大小如何变化, 空调系统均在设计的额定状态下运行, 系统能耗始终处于设计的最大值, 能源浪费很大。

(2) 舒适性中央空调系统是一个多参量、非线性、时变性的复杂系统, 由于末端负荷的频繁波动, 必然造成系统循环溶液的运行参量偏离空调主机的最佳工作状态, 导致主机热转换效率降低, 系统长期在低效率状态下运行, 也会增加系统的能源消耗。

为了解决中央空调系统的能源浪费问题, 社会各界都开始研究中央空调系统的节能途径, 希望能通过先进的技术手段来实现节能。目前主要的节能控制思想主要有以下几种:

3.1 水泵变频节电

直接在水泵电机前加装变频器, 通过人工调整频率, 去除水泵余量而节能。

3.2 简单PID变频控制

利用压差或温差作为控制参量, 采用PID算法控制变频器工作频率, 使水泵流量跟随负荷变化, 从而达到水泵节能的目标。

(1) 恒压差控制:中央空调冷冻水系统的恒压差控制原理图, 如图1所示。

在冷冻水系统供、回水总管间设置水力压差传感器, 通过检测压差ΔP控制变频器, 为水泵提供变速调节。

其控制原理是以保持冷冻水供、回水压差的恒定为依据, 来调节用户侧冷冻水的供水流量, 从而达到节能的目的。其控制过程如下:

当空调实际负荷减少时, 随着末端众多二通阀的关闭, 冷冻水供、回水压差会增大, 压差传感器检测出压差的变化后, 将信息传送到变频器, 变频器的输出频率随之降低, 使冷冻水泵电机转速降低, 供水流量减少, 使冷冻水供、回水压差减小并回到设定值, 系统用户侧进入低流量状态。由于水泵电机转速的降低, 从而达到节约电能的目的。

反之, 当空调实际负荷增加时, 随着末端众多二通阀的开启, 冷冻水供、回水压差会变小, 压差传感器检测出压差的变化后, 将信息传送到变频器, 变频器的输出频率随之升高, 使冷冻水泵电机转速提高, 供水流量增加, 使冷冻水供、回水压差增大并重新趋于设定值, 系统用户侧进入新的流量运行状态。

(2) 恒温差控制:中央空调水系统的恒温差控制原理图, 如图2所示。

在水系统供、回水总管上分别设置温度传感器T出和T入, 通过PLC检测供、回水温差ΔT的变化来控制变频器, 为水泵提供变速调节。

其控制原理是以保持供、回水温差的恒定为依据, 来调节用户侧水系统的供水流量, 从而达到节能的目的。其控制过程如下:

采用恒温差对空调系统的水泵电机进行控制, 它根据需要设定水系统的正常工作温差, 并给出最高和最低的运行水温差, 在此范围内, 可人工调节所需的运行温差。

当空调实际负荷减少时, 随着末端众多二通阀的关闭, 水系统供、回水温差会变小, PLC检测出温差的变化后, 经比例积分微分运算并控制变频器的输出频率随之降低, 使水泵电机转速降低, 供水流量减少, 使供、回水温差增大并回到设定值, 系统用户则进入低流量运行状态。由于水泵电机转速的降低, 从而达到节约电能的目的。

反之, 当空调实际负荷增加时, 随着末端众多二通阀的开启, 水系统供、回水温差会增大 (偏离了设定值) , PLC检测出温差的变化后, 经PID运算并控制变频器的输出频率随之升高, 使水泵电机转速提高, 供水流量加大, 使供、回水温差减小并重新趋于设定值, 系统用户侧进入新的流量运行状态。

以上所述的恒压差和恒温差控制方式都是依据单参量数据采集对系统进行比例、积分、微分控制。PID历史悠久, 原理简单, 使用方便, 投资较低, 在工业控制领域获得了极好的应用, 具有较好的控制效果。但中央空调系统是一个十分复杂的系统, 这种以压差或温差作为控制参量的PID调节, 在中央空调控制中存在较大的局限性, 主要在于:

◆没有全面采集空调系统的运行参数, 也没有对空调系统各个环节进行全面控制, 系统设计是有局限的、不完整的, 不可能实现系统综合优化与最佳节能。

◆比例积分微分 (PID) 控制中最重要的工程参数比例系数K, 积分时间常数TI和微分时间常数Td, 一旦选定之后, 如果人不去调节, 它是固定不变的, 不可能跟随受控参量的变化而自动调整。也就是说, 工程参数整设定之后, 就用同一种参数去对付各种不同的运行工况。实际上, 中央空调系统是一个时变性的动态系统, 其运行工况受季节变化、气候条件、环境温度、人流量等诸多种因素的综合影响, 是随时变化的, 且始终处于波动之中。因此, 静态参数的PID控制方法不可能达到最佳的控制效果。

◆PID工程参数的整定在很大程度上依赖于精确的数学模型, 而中央空调系统是一个多变量的、复杂的、时变的系统, 其过程要素之间存在着严重的非线性、滞后及强耦合关系, 一般难以获得精确的数学模型。对这样的系统, 传统的PID控制很难实现较好的控制效果。实践证明, 恒压差或恒温差的单参量控制, 很容易引起水系统参量振荡, 长时间都不能到达设定值的稳定状态, 既影响系统的稳定性, 又降低空调效果的舒适性。

由于中央空调系统的被控对象是空调区域内各个房间的温度场, 它与空调系统进行热交换的工况相当复杂, 制约因素太多。中央空调系统是一个时滞、时变、非线性、多参量且参量之间耦合很强的复杂系统。其复杂性表现为:结构的高度复杂性;环境和负荷特性的高度不确定性, 导致控制参数不易在线调节;大时滞, 多个惯性环节;大惰性;高度非线性;多变量, 时变性, 复杂的信息结构。

这些都难以用精确的数学模型或方法来描述, 因此, 基于精确模型的传统控制难以解决这种复杂系统的控制。

3.3 智能模糊控制方式

对于中央空调这种复杂系统, 很难用精确的数学模型进行描述, 或者所得数学模型不是过于复杂就是较为粗糙, 以精确性为主要特点的经典数学, 对于这类控制问题往往难以奏效。

如果把人的操作经验、知识和技巧归纳成一系列的规则, 存放在计算机中, 利用模糊集合理论将它定量化, 使控制器模仿人的操作策略, 就可以实现中央空调系统的人工智能模糊控制。其控制的基本思想就是按照中央空调主机所要求的最佳运行参数去控制中央空调系统的运行, 根据系统的运行工况及制冷工质参数的变化, 通过模糊控制器动态调整空调系统运行参数, 确保空调主机始终处于优化的最佳工作点上, 使主机始终保持具有高的热转换效率, 有效地解决了传统中央空调系统在低负荷状态下热转换效率下降的难题, 提高了系统的能源利用率。

中央空调系统是一个较复杂的系统工程, 要实现中央空调系统的最佳运行和节能, 从局部去解决问题是不可能办到的, 必须针对空调系统的各个环节统一考虑, 全面控制, 使整个系统协调运行, 才能实现最佳综合节能。

(1) 冷冻水系统采用最佳输出能量控制:冷冻水系统采用最佳输出能量控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时, 各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化, 流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器, 模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据, 实时计算出末端空调负荷所需的制冷量, 以及各路冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值, 并以此调节各变频器输出频率, 控制冷冻水泵的转速, 改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值。

(2) 冷却水系统采用系统效率最佳控制:当环境温度、空调末端负荷发生变化时, 中央空调主机的负荷率将随之变化, 主机的效率也随之变化。

由于主机效率与冷却水入口温度有关, 冷却水入口温度降低, 有利于提高主机效率、降低主机能耗。但冷却水温度降低, 将导致冷却水泵和冷却塔的能耗升高。因此, 只有将主机能耗、冷却水泵能耗、冷却塔风机能耗三者统一考虑, 才能找到一个系统最佳效率点, 使整个制冷系统能效比最高。

要达到系统效率最佳控制, 冷却水入口温度应随室外气温变化进行动态调节。

(3) 系统控制原理图, 如图3所示。当中央空调系统负荷变化造成空调主机及其水系统偏离最佳工况时, 模糊控制器根据数据采集得到各种运行参数值, 如系统供回水温度、供回水压差、流量及环境温度等, 经推理运算后输出优化的控制参数值, 对系统运行参数进行动态调整, 确保主机在任何负荷条件下, 都有一个优化的运行环境, 始终处于最佳运行工况, 从而保持效率 (cop) 最高、能耗最低, 实现主机节能10%～30%, 水泵系统节能60%以上。事实证明智能模糊控制方式是在空调控制领域最为先进的节能控制策略, 该方式可以达到很好的节能效益和社会效益。

摘要：中央空调能耗占据了建筑能耗的40%～60%的比例, 因此如何有效降低空调能耗就成为建筑节能的重中之重, 本文就如何通过行为管理的手段实现节能进行了论述, 并对技术节能所常用的几种控制方法进行了分析和比较。

中央空调节能技术分析论文 篇2

关键词：机场；中央空调；节能技术；实践

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（约占总机场耗电量45%左右），必要采取一些有效的节能措施，从而达到降耗目的。以下就结合工作经验，对主题展开具体论述。

1优化系统设计

在中央空调节能措施中，系统优化需要注重水系统设计。由于它属于系统工程，应该在方案设计中运用系统思维，在安装过程中，将建筑、施工、营运进行统一安排。以水系统为例，就需要抓住水力平衡、空调变水量、空调冷冻水系统大温差，以环节切入，实施具体节能设计、优化。比如，可以从平衡阀设置、设计、使用方面，按照科学、规范方法实施安装使用。再如，应用动态流量平衡阀，确保末端设备的流量正常；当风机盘管、新风机组改变流量时，就可以应用它解决流量不平衡造成的管网压力改变问题。建议在设计值选取时，使它与应用流量保持一致。另外，实施节能改造时，可以选择一次泵变流量系统，与二次泵变水量相比，应用它可以降低6%到12%的运行费用，节约流量达到原来的20%到30%。至于大流量、小温差，可以采用“大温差小流量”技术减少冷冻水循环量，从而达到设计管径减少、投资降低的目的。

2加强运行管理

2.1分阶段变水温运行，提高节能调节

机场的地理条件选择对气候气象均有一定的要求；而且，在不同的区域也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，借助机场的候机室、购票室等不同区域进行按空间、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机场整体的节能体系之中，从而提高节能效果。

2.2运用节能技改促进系统效能，增加养护

运用节能技术改造可以提升机场中央空调系统效能。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。这种改善既能够提高部分效能，也能够减少主机总体耗能。再如，可以借助当前应用较广的变频技术，采用高效能泵达到节能目的；具体通过对冷冻泵实施变频控制，使水泵、扬程的轴功率得到科学降低；令水泵运行中的振动减少，从而提高水泵的使用寿命，并达到节能降耗目标。另一方面，需要在日常的运行管理中，设置细致的养护方案，按照日、周、月、年的分期实施按时、按期的养护保养。及时排除故障；在检修的基础上，实施更换期的节能技改，逐渐完成系统效能提升。

2.3做好养护，强化培训

在中央空调节能实践中，要求按照养护标准实施及时的清洗维护工作。除了上文提到的一般设备维护之外，重点需要对系统水质进行定期处理。比如，以冷却水为例，它属于开式系统，因此，易受到各种细菌、水分、尘埃、气体的损害，从而影响运行系统的水质，并降低运行效率，造成管材腐蚀等；尤其是在微生物繁殖中会使制冷量下降。比如，冷凝器中的污垢增加0.1毫米，就会减少近30%的热交换效率，从耗电量方面计算，相应增加量会达到5%到8%。所以，需要进行及时的清洗养护。另一方面，由于机场中央空调设备的维护保养、节能需要一定的技术支持；因此，应该按照实际需求，对管理人员、技术操作人员进行相应培训；并通过发放培训资格证书的方式，实施按岗培训，提高操作技能及应用水平。另外，透过培训管理打造一支以中央空调节能技术实践操作为基础的技术团队，选拔培训中优秀的人才，组织半自主小组，实施工作外的研发工作；进一步提高技术支持与实践经验提炼之间的关联，形成一个节能应用-节能经验提炼-成果再应用的良性循环，以此促进机场中央空调节能技术实践的可持续性。

3结束语

通过上文初步论述可以看到，机场中央空调节能技术可通过整体设计时的全面节能，也能够选取改造方法加以实践。根据现阶段实践经验，建议双管齐下，结合机场实际的中央空调节能需求实施系统设计优化；另一方面，可以通过实际节能技术改造与应用、增加日常养护，提高对中央空调系统运行的管理效率；匹配设置相应的技术人员培训，提高操作水平；最终达到节能降耗目的，节约营运成本。

参考文献：

中央空调节能技术 篇3

据悉，为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》和国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》，引导企业采用先进的节能新工艺、新技术和新设备，提高能源利用效率，促进“十二五”期间节能减排目标的实现，发改委于12年开展《国家重点节能技术推广目录（第五批）》的编制工作。该目录在近日正式对外公布，包括49项节能项目，涵盖煤炭、电力、钢铁、有色、石油石化、化工、建材、机械、轻工、建筑、交通、通信等12个行业。

空调作为现代公共建筑中重要的空气调节设备，其能耗在我国全社会能耗中占有较大比例，而其中离心式冷水机组约占公共建筑能耗30%。以2011年为例，我国离心式冷水机组市场容量约4500台，其中80%为普通定频离心机组，机组额定能效系数（COP）约5.0？6.0，全年综合能效系数IPLV一般为6.0？6.7左右，而变频离心机组的全年综合能效系数IPLV一般为9.0？10.0左右，节能减排潜力巨大。

格力电器本次入围的“双级高效永磁同步变频离心式冷水机技术”，已成功应用于格力高效直流变频离心机，该机组满负荷COP达到6.73，部分负荷性能系数IPLV 达到11.2，比普通离心式冷水机组效率提升65%以上，节能40%以上，重新定义了离心机组节能的新标准，节能减排效果非常显著，是迄今为止最节能的大型中央空调，同时也是我国首款具有完全自主知识产权的离心式大型中央空调。

专家告诉记者，在国家重点节能技术推广目录中，每个行业中只有一到两个技术入选，且该目录所推广的技术具有唯一性，以后将不会有相似技术再次入选推广目录，这充分展示了该目录所代表的科技高度。格力“双级高效永磁同步变频离心式冷水机技术”的入选，是格力高效直流变频离心机作为中央空调领域核心科技的又一次权威佐证。

核心科技成就卓越节能效果

行业专家表示，近5年来，离心机每年增长速度达到30%以上。预计到2015 年，变频离心机技术在离心机行业的推广比例可达35%，形成的年节能能力约为19万tce（tce为1吨标准煤当量）。因此，普及和推广变频离心机组是建筑空调节能的一个重要途径，对实现国家整体的节能减排计划有实际意义。而格力高效直流变频离心机组相比常规离心机组，全年节能可达40%，具有较好的节能性，是未来离心机组发展的重要方向。

以《国家重点节能技术推广目录（第五批）》内所列举的典型案例为例。建筑面积4.4 万┫，空调面积3.1 万┫，空调制冷总负荷约4570kW，如果采用2 台格力高效直流变频离心机组。节能技改投资额240 万元，建设期3 个月，每年可节能236tce（tce 为1吨标准煤当量），年节能经济效益为67.4 万元，投资回收期3.6年。这对空调业主来说，既满足了对室内温度稳定及舒适的需求，又节约了能耗，提高了经济效益。

据悉，格力中央空调的系统解决方案，凭借过硬的产品质量、卓越的节能效果，服务全球30000多个大型项目，2008年北京奥运媒体村、2010年南非世界杯主场馆、2011年广州亚运会14个比赛场馆，2014俄罗斯索契冬奥会，都是格力中央空调系统解决方案的样板工程。而在刚刚过去的2012年，格力电器实现全年营业额突破1000亿元，成为了迄今为止全球首个依靠单一空调品类实现千亿的家电品牌，同时也是中国首家超过千亿的专业化家电企业。

专家表示，相应技术入围《国家重点节能技术推广目录》后，将有助于企业在产品推广方面获得国家节能政策性的支持，而有关部门也会根据实际产生的节能减排效果，将相应技术在全国进行针对性的推广。格力高效直流变频离心机将进一步加快推广进度，在当前和今后的一定时期内，格力高效直流变频离心机的系统解决方案将成为实现公共建筑节能减排、缓解当前全球能源危机的有效途径之一。

中央空调节能技术研究 篇4

1 中央空调主机运行节能技术

在中央空调系统中, 制冷循环系统是整个系统的心脏, 能耗占总能耗60%以上, 因此制冷循环系统的节能运行是整个系统节能的重要环节。

1) 压缩机变频控制。采用变频控制的压缩机实现了软起动、软制动, 大大降低了起动电流, 运行噪声减小、温升降低、振动减少, 能检测负载轻微的变化、并迅速调整输出。其功耗是以冷媒流量降低的三次方比例降低, 且运行参数的控制精度更高让机组始终处于最佳的运行状态。可以实现年均节能30%以上, 在低负荷时节能可达70%左右, 达到了大幅度节电的效果。2) 主机运行控制。中央空调制冷循环系统大多采用多机并联制冷压缩机供冷方式。在实践中我们可以在操作上作合理安排, 以达到节能效果, 即每次开机时, 首先按峰值要求投入全部压缩机运行, 让冷冻水出口温度降至8℃以下, 以达到良好的制冷效果, 经过1~1.5小时后关闭部分压缩机, 由剩余运行的压缩机来维持制冷量。这时冷冻水出口温度会在9℃~12℃之间波动, 但制冷效果还是较好, 可以节省其它压缩机的能耗。同时尽量降低室内参数设定标准。夏季温度不宜低于2 7℃, 相对湿度不宜高于60%;冬季温度不宜低于20℃, 相对湿度不宜低于40%, 其节电效果非常显著。

2 中央空调水循环系统节能技术

2.1 水循环系统的变频控制

采用交流变频调速技术改变冷媒水、冷却水系统水泵电动机的转速, 使输送能耗随流量的增减而增减, 除了可以节约大量电能, 系统的起动特性和运行特性都有很大的改善。另外变频器对水泵电动机实现软起动, 可克服水锤效应, 消除了电流冲击和机械冲击, 能有效地延长接触器及轴承、阀门、管道等的使用寿命, 具有显著的节能效益。

1) 冷媒水循环系统的控制。由于出水温度是机组制冷 (或制热) 的结果, 是比较稳定的。冷媒泵电动机采用变频调速, 根据实际热 (或冷) 负荷的大小来调节冷媒水的流量和流速, 以便让冷媒水在风机组件中有充分的时间释放与热负荷大小相当的冷量, 水泵电动机的功耗就可大大降低。总之, 对于冷媒水循环系统, 控制依据压力、压差、温度、温差、流量等等以变频调速控制方式实现恒温控制, 以保持最佳压力并较大幅度提高效率并取得好的节能效果。2) 冷却水循环系统的控制。冷却水泵的控制方式为恒温差控制。由于冷却塔的水温是随环境温度而变化的, 其单测水温不能准确地反映机组内产生热量的多少, 所以冷却泵以进水和回水间的温差作为控制依据, 实现进水和回水间的恒温差控制是比较合理的。温差大、说明机组产生的热量大, 应提高冷却泵的转速、增大冷却水的循环速度;温差小、说明机组产生的热量小、可以降低冷却泵的转速、减缓冷却水的循环速度。

2.2 降低水循环系统隐性能耗的措施

2.2.1 防止冷媒、冷却水流失

冷媒水在空调系统中主要起着载冷作用。隐性能耗主要表现在管路保温的冷量损失及冷冻水流失等方面。每个制冷期或采暖期开机前, 中央空调维护、运行人员都应对冷媒水循环系统的管路进行养护, 及时修缮管道的保温层、更换损坏的排污阀、旁通阀等阀门, 杜绝冷量损失和冷媒水流失现象发生。

冷却水系统运行时应该在满足循环水量要求的同时应适当调整布水器角度、风机叶片的角度来减少冷却水系统蒸发耗水、飘水水量损失;保持系统清洁, 延长换水问隔时间。从而减少水耗。

2.2.2 减少水侧污垢腐蚀及青苔对冷热传递的影响

中央空调水循环系统容易在冷媒、冷却循环管路内壁结一层水垢, 甚至个别管段还会产生腐蚀及长青苔等现象、严重影响导热系数, 是造成中央空调系统能耗偏高的重要原因。为了减少这些现象对水循环系统的影响, 除了在冷媒水管路安装用软化水设备和冷却水管路安装电子水处理仪等水处理装置外, 每两个制冷运行期结束后都应对水循环系统管路进行除垢、清洗和保养。

3 中央空调送风系统节能技术

3.1 中央空调送风系统的变频控制

节能送风系统要考虑系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等送风设备的运行控制方式。使用变频器即可有效地改变风机的转速。变频风机运行稳定, 节电效果明显、控制灵活、可有效避免冷冻水、冷凝水水漫顶棚的麻烦。是实现中央空调风系统的节能的根本途径。1) 变频送风设备的静压PID控制。送风设备的空气处理装置是采用冷水 (热水) 来调节空气温度的热交换器, 冷水 (热水) 是通过制冷循环设备对水进行冷却或加温而得到的。静压PID控制方式特别适合于上下楼或被隔开的各个房间共用一台空气处理装置和公用管道进行空气调节的场合, 如在写字楼、购物广场、等人员较集中且面积较大的场所得到了广泛的应用。2) 变频风机的恒温PID控制。对于舒适性等要求较高而空间又不是太过于大的空调区域内, 可以使用恒温控制。恒温控制中必须要注意在控制系统增设夏季/冬季切换开关, 也就是说制冷运行和采暖运行是不一样的。在制冷运行中, 如果检测到的温度高于设定温度时, 变频器就必须加大输出频率;而在采暖运行中, 如果检测到温度高于设定温度时, 变频器就必须降低输出频率。3) 变频风机的多段速变风量控制。该控制方式是基于对风量需求进行经验估算的基础上进行的程序控制。在大型的空调应用环境中根据节假日运行需求明显减少的具体情况来改变吸风机转速, 控制风量, 可减少风机的能耗。同时还可以减轻制冷运行或采暖运行时空调主机的热负载。

3.2 新风系统的节能运行

当室外空气焓值大于室内空气焓值时, 新风风机采用最小新风能。当室外空气焓值小于室内空气焓值时, 新风风机采用全新风运行, 因为整个中央空调系统只运行风系统可以有效减少空调设备容量, 减少设备能耗, 节约运行费用, 而且还能有效改善室内空气品质。采用新风供冷时不能使用全热交换器。

4 结语

中央空调的节能涉及范围较广。要实现节能运行的目的, 要做到节能控制技术的科学创新与合理应用。中央空调采用节能技术必然能带来良好的经济效益和社会效益, 在实际应用中有着广阔的前景。

摘要：随着中央空调快速普及, 其能耗问题日益凸显, 所以对它的研究意义重大。针对中央空调系统存在的能源浪费严重的问题, 从制冷系统、水循环系统等方面提出节能的具体措施和方法。

关键词：中央空调控制系统,变频器,节能

参考文献

[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2004.

中央空调节能技术 篇5

中央空调在安装的过程中, 主要设备包括了冷水机组、风机和风机盘管以及冷却塔和水泵等设备。

(1) 冷水机组。冷水机组是中央空调系统的核心设备, 其安装质量会影响到整个中央空调系统功能的实现, 在使用的过程中, 主要是由蒸发器出来的状态为气体的冷媒, 然后用压缩机进行绝热压缩, 使其变为高温高压状态, 将被压缩后的气体作为冷媒, 使其在冷凝器中得到冷却和冷凝变为液态冷媒, 经节流阀膨胀变为气液混合物, 这样就实现了冷凝的全过程。 (2) 新风机、风机盘管。风机和风机盘管是中央空调系统中最多的设备, 所以在安装的过程中, 必须要严格控制好安装质量。风机和风机盘管在安装时比较简单, 技术含量比较低, 不容易出现操作失误, 但是其本身的质量却容易出现问题, 所以在安装之前, 必须要对这些材料和设备的性能以及质量进行检查, 然后按照施工图纸的要求进行安装施工。风机盘管的主要作用是进行凝结水的排放, 所以在安装时, 其安装高度需要考虑到凝结水的排放需要, 要在水封的位置留有高差。在安装结束之后要进行复检, 进行水压试验, 检查管道运行的流畅性。 (3) 冷却塔、水泵。冷却塔和水泵在安装的过程中, 主要是要保证其质量能够符合国家的`标准, 对各个组件进行严格的质量检查。

3.2 风系统安装

(1) 风管材料。在安装风系统时, 风管的安装是其中的关键步骤, 风管的材料主要包括金属材料、非金属材料和复合材料, 每种材料在使用的过程中都各有其优势, 但同时也各有缺陷, 所以在选择风管材料时, 需要具体考虑到中央空调系统的风管使用需求。 (2) 风管安装。风管在安装时, 安装人员必须要严格遵循安装的规范与设计要求, 在风管的弯头处设置导流片, 减小系统运行的阻力, 并在合理的位置设置三通调节阀, 控制好风口的风量, 最后需要设置导流调节叶片。另外在风管安装时, 还需要设置好防火阀消声器以及风阀, 这些都能够对风管内的风量和风速进行调节。

3.3 水系统安装

中央空调系统的水系统主要包括了空调冷水机组、热交换器、水泵、锅炉、集分水器、膨胀水箱、保温层和空调管路等, 而其中水系统的管道主要被分为同程式管路和异程式管路, 两种管路在应用的过程中各有优势。同程式管路系统中的水力稳定性强, 且水量分配均匀, 便于调节;异程式管路系统相对简单, 耗材少, 施工难度小, 所以可以被应用于外网环路之间用水点少的系统。

3.4 节能技术

一般来说, 中央空调系统的设备容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的, 通常水泵和风机一年四季都是在水平状态下全速运行, 所以会产生比较大的回流损失, 而电机在这种情况下运行也会消耗大量的能源, 所以想要实现节能效果, 就可以向中央空调系统中接入变频系统。变频系统的主要原理, 是对中央空调系统的运行进行有效调控, 调整其各个设备系统的运行频率和速度, 将其运行的功率控制在合理范围之内, 减少不必要的能源损失, 减少节流损耗, 节约能量。

4 结束语

综上所述, 建筑的中央空调系统在安装的过程中, 由于其系统的复杂性, 在使用的过程中, 很容易受到各种因素的影响出现不必要的能源损耗, 使得中央空调系统的能耗始终比较高, 这对于中央空调系统的应用以及我国经济的可持续发展都是十分不利的。因此我国建筑在进行中央空调系统安装的过程中, 必须要针对中央空调系统的各个功能, 在节能理念的引导下进行安装, 在保证中央空调系统功能性的基础上, 尽量提高其节能性, 降低能耗, 以此来促进中央空调系统的应用以及经济的可持续发展。

参考文献

[1]梁富君.高层建筑中央空调的节能技术[J].智能城市, 2018, 4 (18) :114-115.

[2]李元超.中央空调节能技术分析[J].科技风, 2018 (26) :79+95.

制冷空调节能设计技术的发展 篇6

关键词：制冷空调;节能技术;制冷效率;太阳能节能

一、我国制冷空调行业的发展现状

目前，我国国产空调品牌虽在市场占有率方面逐渐扩大但是在制冷空调的综合能力上仍处在较低的位置，没有自己独特的节能技术，多是应用国外的高新技术。我国制冷行业“十五”规划目标不仅全面实现而且增长率比较高，远高于预期的目标，这说明了全行业具有较强的发展实力，形成了一些新的经济增长点，制冷设备的应用领域有了明显的扩大，开拓了新的应用领域，扩大了市场，产品的技术含种规格能基本满足国内市场的需求，量得到明显提升。

我国制冷行业在改革开放后的高速发展，到20世纪末已成为制冷设备生产大国，产品除满足国内市场需求之外，还批量出口世界各地。家用、工商用制冷空调设备的工业总产值合计约2250亿元，占世界制冷空调设备制造业总产值的15%以上，无论是家用还是工商用制冷设备的产量连续多年为世界第一。

二、影响空调制冷能耗的主要因素

1、温差。一般情况下蒸发器内制冷剂蒸发的温度必须低于空气温度，才能将机房中的热能转给制冷剂，压缩机再将挥发成气体状态的制冷剂吸走，促使蒸发器的压力保持平衡状态，整个过程中由于温度会升高，所以空调的制冷效果也受到直接影响。制冷工作时的能耗、空调的投资成本来决定实际温差的大小。

2.膨胀阀开启度。要对膨胀阀的过热度进行定期检测，参照相关说明书对其开启度进行调整，使其过热度保持在5℃～8℃的范围内。

3、一般情况下风冷式冷凝器比较常用，其结构包括多组盘管，且为增加空气面的热传面积，盘管外还添加肋片，并且风机转动加速空气流动，以保证空气面的传热效果。由于肋片间距相对较小，且空调运行时间长，冷凝器翅片上容易附着杂物，导致冷凝器热阻增加，从而影响其冷凝效果，增加电能消耗。

三、现代制冷空调节能设计技术的应用

1、太阳能节能技术的运用

太阳能是一种可再生能源，太阳能是取值不尽，用之不竭的以后总绿色能源，太阳每年向地球输送大量的76能量，每年有1×1018kwh的太阳能总量被地球所接受。同时，太阳能制冷空调系统的运用具有节能和环保两种特性。下面将简单介绍两种利用太阳能的制冷空调技术。

1.1 太阳能的吸收式制冷技术

主要是利用太阳能集热器吸收太阳的热量，然后利用集热器收集的热量用于空调的制冷作用。既是把制冷剂在一定的压力下进行蒸发吸热，之后再利用吸收剂把蒸发的的蒸汽吸收，通过这种溶液浓度的转换来获得冷能量的装置。

1.2 利用现代研制的

太阳能电池进行能量转换，可通过太阳能电池吸收蓄积的太阳光能转化为电能，再利用电能来驱动制冷装置进行空调制冷。

2、制冷空调中变频节能技术的运用

作为空调的核心部分，通过利用变频技术应用到空调的电动机中，来提高空调电动机的使用效率。同时电动机也是风柜、风机、冷冻等供能部件的核心。变频器是在保证空调运行尽可能节能的前提下，根据空调运行的实际的环境来调控电动机的实际运行参数。这样可以达到空调软启动代替原来的旧的启动模式，同时也减少了空调启动对于整个电网的冲击力，也提高了空调的制冷的温度和效率。

3、制冷空调中热回收技术的运用

根据空调的使用场合可以将空调的热回收技术分为排冷风、热分回收和冷凝热回收两个种类。前者主要是指在保证空调节能使用的前提下，通过减少降低制冷组部件的负荷，提高空调实际工作的效率;而热回收技术对于空调使用运行中产生的余热进行继续使用循环，减少资源的浪费。而后者指的是将空调在实际使用运行中产生的多余的热能进行能量的转换，再循环使用，进而减少直接排放造成的资源浪费。

4、空调制冷技术中对于热电冷联技术的运用

此技术主要是利用天然气或其他能源作为燃气轮机的动力来提供能量的一种技术，丰要是通过冷热水机组吸收燃气轮机在运转时排除的热量产生冷冻水进行制冷作用的。然后从冷热水机组运作中排除了热量被除湿型空调所利用，主要是利用其中的除湿处理机排除了热量使溶液再生。把冷水机组和除湿处理机有效的结合利用来达到制冷空调节能的高效率。

5、空调制冷技术中对于蓄冷技术的运用

这种技术是指使空调在用电的使用低谷时期，提前进行能量的及时储备，使得用户在负载的高峰时段将之前储存的冷能量释放出来，并结合冷冻机的作用，使得民众在使用过程中可以正常制冷，而不受电能不稳定的控制，便利了用户的生活，也提高了空调的使用率。

6、空调制冷技术中对于热泵制冷节能技术的运用

现行的热泵技术根据他的能源来源可分为土壤源热泵技术和水源热泵技术。该技术的设计较为简单但性能优异，还具有高校节能和无污染的特性。热泵技术的发展很快，经过相关的研究指出热泵技术的投资费用和运行费用都比传统的中央空调费用低。

7、空调制冷技术中对于冷凝器自动在线清洗技术的应用

随着人们对长期保持机组系统高效运行工作，可达到机组节能10%～15%的认同，配套采用冷凝器自动在线清洗设备的应用在迅速提高。

四、制冷空调节能新技术的发展

1、热声制冷节能技术的发展和运用

热声制冷节能技术进入2l世纪以来晟新研制的一种空调节能制冷技术。此技术是运用了惰性气体或其混合物作为动力。在成本上与传统的制冷空调相比大大的降低。其结构简单不需要运动的部件，是此技术空调的寿命得到延长。

2、人工智能技术在空调节能制冷中的运用和发展

人工智能技术运用到空调制冷设计技术中是现代制冷节能技术发展的一个重要方向。它主要功能是对空调的制冷系统进行智能控制，对于空调的节能制冷装置进行检修。人工智能技术的发展能够使传统的仿真真冷系统中存在的不足得到改善，但还存在部分功能还只能沿用传统的仿真系统。结合人工智能制冷节能技术和传统的仿真系统两者系统中的优势，研制出具有两者优势的结合型空调节能制冷技术是未来发展的重要方向，最终达到利用计算机控制空调制冷系统，保证空调最大的制冷效率和空调的最大化节能效果。

3、极性活化分子技术在空调制冷节能技术中的发展运用

该技术把AR极化冷冻油添加剂、制冷剂和冷冻油三者结合运用在空调制冷装置中，以提高空调的节能和的制冷效率。节能效果能达到10%～25%。此技术中AR添加剂的节能特点主要是此添加剂具有极分子，这种分子携带有负电荷在金属表面具有较强的亲和力，能够在制冷系统机组的产生一种由单分子组成的薄膜层，使该机组的热传导效应大大的提高。此外，对于制冷系统机组表面的沉积物具有清除的作用，增强空调制冷节能的能效比。AR极化冷冻油添加剂能在机组各压缩机的摩擦副表面产生一个网状内层。使各机组的表面光滑、柔韧，减少了各机组金属表面的摩擦系数，进而节约电量的消耗和延长制冷机器的使用寿命。

结束语

面对人们空调制冷的追求，导致能源需要越来越大同日益严重的能源短缺之间的矛盾，从眼下来看可以通过开发变频控制技术实现空调制冷节能，从能源利用角度看可以通过利用天然气作为空调制冷的能源替代，但是从长远来看开发清洁、可再生的能源用于空调制冷应该成为主流，但是由于技术不成熟还需要技术进一步革新才能得到良好的推广应用。

参考文献：

[1]李军，朱冬生，赵朝晖.太阳能吸附式空调的研究与展望[J].流体机械，2011，32（7）：61-64.

中央空调节能技术分析 篇7

关键词：中央空调,节能,措施

随着经济和社会的发展,中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛,中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统。中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时,又消耗掉了大量的能源。随着设备功率和数量的增加,其能耗也不断增大。据统计,我国建筑物能耗约占能源总消耗量的30%。在有中央空调的建筑物中,中央空调的能耗约占总能耗的70%,而且呈逐年增长的趋势。因此,研究中央空调系统节能技术意义重大,除了强调使用功能完善外,还应重视节能因素,降低投资、运行费用。

1 空调设计中的关键环节控制

1.1 冷热负荷设计控制

在中央空调系统施工图设计阶段,必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。负荷计算应采用动态的计算方法,依据实际负荷情况选择合适的冷热源。由于系统冷热源及设备在部分负荷下的性能对系统节能有重要影响,因此,在设备选型时,一方面要考虑到特定的设计工况,同时还应该强调系统运行工况和部分负荷的系统性能的影响。

设计的空调系统的冷热负荷设计过大,设备选型没有充分考虑空调系统的负荷特点和设备性能,空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备设计偏大,导致投资、运行费用增大。而很多建筑的空调系统都达不到满负荷运行,即使在最热月份仍有闲置的空调机组。水泵选型过大或水泵选配电机功率过大,低效率运行,浪费能源。多台冷冻水泵并联运行时,没有根据供冷负荷的变化调整开启台数,而是无论冷负荷大小,都是按最大冷负荷开动冷冻水泵,白白浪费了电能。

1.2 空调水系统的设计控制

水系统大多是定流量,设计水流量按最大冷负荷和5℃的供回水温差确定。而实际中普遍存在大流量小温差现象,最大负荷出现的时间很少,绝大部分时间在部分负荷下运行,实际温差小于设计温差,实际流量比设计流量大1.5倍以上,大大超过设计流量,水泵电耗大大增加。

设计人员应重视水系统设计,对每个水环路进行水力平衡计算,对压差相差悬殊的回路要采取有效措施,保证各环路水力平衡,避免水力、热力失调现象,认真校对和计算空调水系统相关参数,切实落实节能设计标准的要求值,利用电动二通阀对经过空调末端的水流进行控制,使流量随负荷变化而变化,积极推广变频调速水泵,冬、夏两用双速水泵等节能措施。近年来的研究结果表明,加大供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率下降所增加的能耗,因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益,不仅要杜绝大流量、小温差现象,还要逐步引入小流量、大温差的设计方法。由于加大供回水温差,设备的运行参数发生变化,设计方案要经过技术经济比较后确定。同时还应该关注冷却水温度对空调系统能耗的影响。

1)降低冷却水温度。由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先,对于停止运行的冷却塔,其进出水管的阀门应该关闭。否则,因为来自停开的冷却塔的水温度较高,混合后的冷却水水温就会提高,冷机的制冷系数就降低了。其次,冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为冷却水降温。

2)提高冷冻水温度。冷冻水温度越高,冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。首先,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次,一定要关闭停止运行的冷机的水阀,防止部分冷冻水走旁通管路,否则,经过运行中的冷机的水量就会减少,导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。

1.3 新风系统的节能设计

新风系统的合理使用,也可以有效地控制能耗使用量。在满足卫生条件的情况下,减少新风量或根据实际需要采用变风量系统进行调节。有排风系统的,利用室内能量对新风进行预热与预冷处理(即热回收技术)等都能够有效减少空调系统的能耗。

2 空调使用过程中的节能措施

2.1 空调建筑的节能

1)合理设计围护结构的构造。建筑物内的冷热量可以通过房间的墙壁、门窗等传递出去,因此建筑物围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用,特别是窗的构造,应能起控制日光照射的作用并要限制窗户墙体的面积;对于窗户面积比较大的建筑物应考虑采用吸热玻璃、热反射玻璃或遮阳措施,如遮阳板、屋檐、挑檐、窗帘等阻止热量的吸收。在室外温度较低时可以直接利用自然空气作为能源,所以窗的构造应能开启或在其上设置可以开启的自然通风口。2)提高门窗气密性。特别是在夏天,减少房间换气次数。比如,设计中可采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段。3)对于供冷负荷较大的建筑物,其表面颜色以浅色为好。建筑物的外围护结构设计时要把热容量大的材料放在外围护层的室内侧,而把热容量小的保温材料放在外侧以减少围护结构的蓄热负荷。4)选择更合理的室内空气参数。若空调室外计算参数为定值时,夏季空调室内空气计算温度和湿度越低,房间的计算冷负荷就越大,系统耗能也越大。在满足舒适要求的条件下,要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度,尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度,不要盲目迫求夏季室内空气温度过低、过干,冬季室内设计温度过高。

2.2 合理利用环境因素

室外温度较低时(尤其在夜间),注意房间的通风、白天注意采用遮阳措施、空调运行时尽量关闭门窗等都是节约能耗的有效措施。

2.3 建立智能系统控制技术

应用智能集成系统控制技术对中央空调系统进行时时节能控制,是目前较为有效的电子控制手段。特别是智能集成控制系统模块的出现,降低了技术应用门槛,一般应根据建筑耗能的实际情况,采用不同的智能集成系统控制解决方案达到节能的目的。它能够依据空调的实际运行情况,自动的对空调的运行参数进行自适应的最优调节,以达到降低能耗的目的。

同时,随着智能建筑的发展,建立与之配套的空调智能自控系统也是不可缺少的,它对空调系统的运行起着关键作用。空调自控系统虽然增加了投资,但可以在保持良好室内环境的基础上节省运行费用。一个设计合理和运行管理良好的自控系统既可以大幅度地节省运行费用,使业主在较短的时间内收回投资,也可以提高自动化服务质量,降低对外部环境的影响。

3 加强中央空调的管理

日常管理是中央空调节能是否实际有效的关键。一个设计再好的空调系统,如果管理不善,一样达不到节能的目的。就空调的节能目的来说,日常管理的节能措施包括:1)加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质。懂得根据室外参数的变化进行合理而有效的调节,积极推广水环路热泵,采用热回收、变风量、变水量系统等节能技术。2)加强日常管理并定期对设备和系统进行维护和清洗。例如空调构件等的维护,冷凝器等换热设备传热表面的定期除垢或除灰,过滤器、除污器等设备定期清洗。3)常检查自控设备和仪表,保证其正常工作。对系统的运行参数进行监测,从不正常的运行参数中发现系统的问题,进行合理的改造。经常出现的问题有设备选择过大,运行能耗高等,应尽可能的缩短预冷的时间。4)当过渡季节中室内有冷负荷时,应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的冷量。中央空调节能涉及的范围非常广泛,从空调的设计,空调的安装以及运行管理等各方面都有值得改进的地方。无论如何提高节能性,都应从提高能量利用效率来采取对策解决问题,这才是科学的空调节能途径。

参考文献

中央空调节能技术应用 篇8

一、节能改造潜力分析

1. 空调循环水系统的设计负荷余量较大

(1) 运行中, 在其他房间温度正常时, 还有约一半的房间会出现冬季过热、夏季过冷的时段。

(2) 卷烟厂的中央空调每年累计使用时间不超过300h, 但冷冻、冷却水泵的设计流量和压力在全年使用中始终包含了这部分负荷。

(3) 冷却水供回水压差为0.15MPa, 是圆形冷却塔设计出水压力0.05MPa的3倍。

(4) 冷却塔风机是人工根据天气条件开停, 不能及时反映气温变化。

因此, 该循环水系统配置的水流量远远大于实际负荷需要量, 其节能潜力可以通过使用智能变频控制技术来实现。将原配置大的水流量、水压降下来;在冷热负荷不足的时段 (季节、昼夜变化) , 降低不必要满负荷运行的水流量;根据气温变化, 自动控制冷却塔开停。

2. 低速电机的理论依据

根据理论推算, 水泵、风机的转速、流量与交流电源频率成正比, 实际功率与转速的立方成正比, 即:

实际功率P∝ (n/n0) 3, n为实际转速, n0为额定转速;

实际功率P∝ (f/f0) 3, f为实际频率, f0为工频;

实际功率P∝ (Q/Q0) 3, Q为实际流量, Q0为额定流量。

由此可见, 随着水泵、风机的转速下降, 其实际功率将会随之大幅度下降。当水泵的频率下降到40Hz, 转速就下降到80%, 其功率将下降到80%×80%×80%=51.2%, 此时节电率即为48.8%。

3. 变频自控技术的应用效果显著

在操作中, 也可以通过调节阀门开关量大小的方法来调节流量, 但这种方法将本应节约的大部分电能消耗在了阀门的阻力上了。如图1所示, 当水泵流量为60%时, 变频控制功率消耗为额定功率的27%, 而阀门功率消耗为额定功率的89%。并且这种人工调节的方法根本跟不上气候的不断变化。

因此, 通过变频自控技术, 可在不影响使用效果的情况下, 实时自动调节水泵的流量, 输送这部分水流量的电能因此而减少, 主机可自动保持运行在最佳工况下。中央空调循环水系统在制冷、供热负荷变化时, 能自动跟随、动态调节, 可以有效实现系统和水泵的整体节能。根据已经成熟的使用经验, 节能率可达40%以上。

4. 季节与昼夜的影响

冷却塔的热交换是通过塔体内的水流和空气进行逆流实现的, 在室外湿球温度不高 (23℃以下) 、冷却塔风机不开时, 也可以实现能满足制冷需要的热交换。在夏季使用时, 因季节和昼夜的原因, 湿球温度在23℃以下的时段约占40%, 并且即使湿球温度在23℃以上, 也没必要6台冷却塔全开。如果采用工控自控, 可以根据气温变化, 精确地控制冷却塔的启停台数, 减少不必要的风机能耗。漯河卷烟厂中央空调水系统设备配置及中央空调运行时间统计见表1、2。

二、中央空调智能变频节能改造技术方案

如图2、3所示, 本系统节能改造主要采用了工控机、触摸屏、变频器、PLC智能模糊控制系统、各种转换模块及通信模块、风机冷却塔的动力电路等。

1. 对冷冻泵进行变频改造

如图3所示, PLC智能模糊控制系统, 通过温度模块及温度传感器将冷冻泵的回水温度和出水温度读入内存, 并计算出温差值, 然后根据冷冻泵的回水与出水的温差值和温度进行模糊运算, 来控制变频器的转速, 调节出水的流量, 控制热交换的速度:变频器的启动、停止、运行频率的改变及监控显示数据如功率、频率、电流、电压等都是由PLC控制器通过485通信协议实现的, 并且系统能自动进行冷冻泵 (冷却泵) 节电率计算。

2. 对冷却泵进行变频改造

由于冷冻机组进行热交换时, 使冷却水温度升高, 冷却泵将其压入冷却塔, 进行冷却处理后, 再送回冷冻机组。因此, 对冷却泵来说, 以进水和回水间的温差作为控制依据, 实现进水和回水间的恒温差控制。温差大, 说明冷冻机组产生的热量大, 应提高冷却泵的转速, 加大冷却水的循环速度;同理, 温差小时应降低冷却泵的转速。

3. 改造可实现功能

(1) 以设定的温度、温差为标准, 在室温变化时, PLC能及时感知, 并作出分析, 使变频器运行在最合理的频率上, 对冷冻泵、冷却泵进行调整, 并合理调节冷却塔风机运行台数。

(2) 冷冻泵、冷却泵中任意2台可同时变频运行。

(3) 在触摸屏上显示所有的操作按钮和运行指示。

(4) 在触摸屏上显示实时节能效率、累计节能量、累计节能效率等数据。

(5) 查阅1年以上的设备运行、节能效率的记录和曲线。

(6) 可进行工频和变频切换。

(7) 可进行手动和自动切换。

(8) 可进行冬夏运行模式切换。

三、改造效果

漯河卷烟厂原有55k W的冷冻泵及75k W的冷却泵各3台, 正常生产时2开2备。

制冷运行时, 2台55k W的冷冻泵及2台75k W的冷却泵每年节约的电能约为168 480k W·h;供暖运行时, 2台15k W的供热泵每年节约的电能约为38 880k W·h。则每年总的节电量为207 360k W·h。由此可见, 中央空调系统中的水泵通过采用工控变频控制系统, 具有极大的节电潜力。

摘要：采用变频控制及智能模糊控制技术, 使中央空调的水泵、风机产生节能效应, 经济效益可观。

关键词：中央空调,水泵,风机,智能变频

参考文献

[1]李玉街.智能模糊控制技术在中央空调节能控制中的应用[J].电力需求侧管理, 2007 (9) :77-78.

[2]中国有色金属工业总公司.中华人民共和国国家标准采暖通风与空气调节设计规范 (GBJ19-87) [G11340].中国计划, 1989.

浅谈中央空调节能控制技术 篇9

关键词：中央空调,节能控制,技术

0 引言

中央空调是大厦里的耗电大户, 每年的电费中空调耗电占整个大厦60%左右, 因此中央空调的节能改造显得非常重要, 有着非常好的经济效益和社会效益。空调系统的作用就是对室内空气进行处理, 使空气的温度、湿度、流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度变化而发生波动时, 首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器, 调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器, 执行器动作后, 不断调整以符合要求。在中央空调系统中, 冷水机组是由设备生产厂成套供应的, 它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器与节流元件组成, 压缩机把制冷剂压缩, 压缩后的制冷剂进入冷凝器, 被冷却水冷却后, 变成液体, 析出的热量由冷却水带走, 并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器经过节流元件进入蒸发器进行蒸发吸收, 使冷冻水降温, 然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量, 如此循环不已, 把房间的热量带出。

1 中央空调的控制特点

中央空调系统的特性可以归纳如下:

1) 干扰性。空调系统在全年或全天的运行中, 由于外部条件 (如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪) 和内部条件 (如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少, 以及工作人员的增减等) 的变化, 都将对空调系统的运行形成干扰;

2) 调节对象的特性。不同的被控对象, 在相同的干扰作用下, 被控量随时间的变化过程也并不一样。空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素, 维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统, 更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性;

3) 湿度的相关性。在空调的控制中, 大多数情况下主要是对空调房间内温度和湿度的控制, 这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量两个参数在调节过程中又相互影响。如果由于某些原因使空调房间内温度升高, 引起空气中水蒸气的饱和分压力发生变化, 在含湿量不变的情况下, 就引起了室内相对湿度的变化温度升高相对湿度就会降低, 温度降低相对湿度就会增加, 在调节过程中, 对某一参数进行调节时, 同时也引起另一参数的变化;

4) 多工况运行及转换控制, 由于空调系统是在全年的室内外条件变化下, 按照一定的运行方式 (即工况) 进行调节的。同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式, 即进行运行工况的转换;

5) 整体控制性, 空调自动控制系统一般是以空调房阳内的空气温度和相对湿度控制为中心, 通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序, 按照有关的操作规程进行, 处理过程的各个参数调节及联锁控制都不是孤立进行, 而是与室内温、湿度密切相关的。

2 中央空调节能控制途径

2.1 改善围护结构的保温性能

建筑物冬季的热负荷和夏季的冷负荷有一部分来自建筑物的外围护结构。从建筑体形来说, 同样面积的建筑物, 接近立方体的外表面积最小, 可以节能。

围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。一些研究表明, 增大围护结构的保温性能, 年空调冷负荷反而有所增加, 其原因是在室外气温高的月份和时刻, 保温性能好, 可以节省空调冷量, 但在非最热月或一天中的夜间, 气温低时, 不利于建筑散热, 反而增加了冷负荷。当然, 围护结构保温性能好, 空调的设计冷负荷会小些。

2.2 减少输送系统的能耗

中央空调系统中, 空气与水通常是冷量载体。输送过程能耗包括:通过传热的冷量损失和输送过程的流动阻力损失。对于输送冷量的水系统或空气的管路系统, 克服流动阻力的能量又转变为热量导致冷量损失。

2.3 电能控制程序

电能消耗的计费主要取决两个因素耗电量和需求系数, 即峰、谷电价不同, 因此, 合理地启动或停止能耗较高的暖通空调设备, 以使用电量保持平稳值, 或在用电的高峰期使设备的用电量低、运行时间较短, 而在用电低谷期设备的用电量高、运行时间较长, 使总的电费最低。

2.4 空调机组

空调机组是智能建筑中耗能最多的设备, 其运行方式不同, 应从以下几个方面考虑空调机组的节能:

1) 全年运行系统的工况自动转换。根据室外气候条件和空调系统的不同结构及其工艺的不同要求进行工况的转换, 一般以焙值作为转换的判断条件, 通过调节空调运行参数来实现。

2) 控制器参数选择。合理选择每个回路的PID参数, 使之具有良好的响应性能, 或选择各种先进的控制算法, 提高控制系统的性能指标。避免控制回路总处于不断调节或响应过程慢等不利影响, 既浪费能量又影响执行器的寿命。

3) 多级控制的有效配合。对有些系统具有中央空调机组外, 在房间配有再加热盘管 (特别是工艺空调) 实现单独调节, 此时应合理地选择控制方法及配合关系控制送风温度, 防止中央空调送风的温度过低, 而房间再加热的能量浪费现象发生, 应考虑整体系统的节能效果。

4) 选用高质量温度传感器。室内空气每相差1℃的调节都要消耗很多的能量, 选用传感器的精度差, 产生的节能效益远大于传感器的价格。

5) 温度设定值应随室外温度自动调节。对于舒适性空调系统, 可在夏季随室外温度的升高, 适当提高温度的设定值, 减小室内、外的温差, 既能保证人的舒适度的要求, 又能实现节能同样也适合冬季情况。

2.5 冷水机组

通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度实时测量及对楼宇热惯性的预测, 确定最优化的设备启、停时间。此项措施预计可使主机、水泵、冷却塔风机平均每天减少运行时间。同时根据楼宇冷负荷变化, 通过变频装置调节冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量, 也可使主机负荷下降, 从而控制机组运行台数。

参考文献

[1]刘德发, 臧丽.浅析中央空调系统的节能措施[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2008 (6) .

[2]付秀惠.对中央空调系统节能措施的探讨[J].科技资讯, 2006 (15) .

[3]尤立涛.对中央空调系统节能措施的探讨[J].科技咨询导报, 2007 (9) .

[4]陈春峰, 包文君.如何做好中央空调节能运行管理[J].黑龙江科技信息, 2009 (1) .

中央空调节能技术分析与探讨 篇10

1.1 相关法规要求中央空调技术降低能量的耗费

一直以来, 中央空调在季节、温差等因素的影响下发生变化时传统的运行模式往往特别耗能。就我国现阶段的国情来说, 中央空调基本占整个行业的总耗能的一半以上。我国在世界上属于能源消耗大国, 资源有限, 利用率很低, 所以国家政府根据这样的国情形势制定了一系列的节能法律法规, 同时颁布了新的能源消耗标准。

1.2 现阶段的办公写字楼发展对中央空调的节能技术提出了新的高质量要求

办公写字楼的发展在新的现代化社会实现了新的进步化进程内容。这样就为中央空调的销量发展提供了新的进步方向。但是这种办公写字楼主要以实现自己经济利益为主要目的, 所以针对中央空调这种消耗能量过大的物件就必须提出新的管理方面的要求, 这样可以有效地控制成本的耗费, 提高自身的经营利益[1]。

2 中央空调节能技术所面临的现实问题和现状分析

2.1 设计过程中一般过于注重成本核算问题, 忽略了中央空调能量耗费的指标内容

现阶段的中央空调缺乏一定的节能经济分析, 在设计方案中, 投资费用和实际耗费往往是问题的两个矛盾对立面, 一般的节能所消耗的费用比初投资费用明显大出很多。投资方一般缺乏对中央空调节能指标内容上的基本认识, 往往忽略了节能技术成本的相关计算, 最后选定那些成本小、投资低的设计方案。但是这样出产的中央空调的节能技术往往被忽视, 不利于以后在市场上的空间发展。

2.2 政策上缺乏健全、完善的管理内容

在二零零四年八月二十三日的时候, 我国的国家标准化管理委员会和国家质量监督检验检疫总局就颁布了有关于空调能效的相关标准, 内容中就有涉及能源消耗的限制值和等级制度。中央空调是一项非常复杂的工程内容, 它的综合评价不能仅仅只是局限在机器设备的基本功能上, 对于整体的系统内容也要有正确的、客观的评价, 节能问题在中央空调的未来发展过程中有非常重要的影响作用, 所以我们要将这一重要影响因素充分考虑进去。

2.3 缺乏高精尖专业方面的管理人员和节能监管控制措施

现阶段的中央空调多数的运行和管理人员往往不是专业化的相关人士, 这些人往往会由于专业化知识的限定而无法胜任管理和运营中央空调的重要工作, 而且在某种程度上投资方的目标不能够和建设方达成一致, 实物的经济型内容一般只是处于理论分析, 无法做到合理、科学地控制[2]。

3 中央空调节能技术具体内容分析

3.1 中央空调要选择适合的室内设计参数

中央空调的设计参数的数值内容一般影响的内容不只是中央空调整体的造价问题, 同时还严重的影响了中央空调基础的运行效率和耗能问题。中央空调的设计上我们要满足一定的相关政策的实际要求, 同时尽量地减低设计专业化标准, 加大节能技术革新方面的设计内容, 根据实际具体的相关情况, 在允许的范围内调节室内的温度和湿度情况, 从而进一步减少中央空调实际的耗能情况。

3.2 中央空调要合理设计机房的摆放位置

中央空调的实际摆放位置也是非常重要的内容。在公共的建筑设计中, 空调设备的机房也很多, 有排风机房、制冷机房、空调机房、热交换机房等等一系列的多个机房。国外建筑物中的机房设计往往是采用冷热集中分布的格局, 一般放置在地下室, 而空调机房分散放置, 位置不固定。空调机房一般分散放置后, 就会得到相应的作用效果:风道短, 节省空间, 较小投资预算、断面小等等优势之处。这样的中央空调在工作效率上就会加大, 功率减少, 运行的耗能也会整体降低。

3.3 中央空调在设备上的节能内容

3.3.1 中央空调冷热源的节能措施。首先要减少冷热负荷。冷热负荷是中央空调中最基本的数据项目, 减少建筑的冷热负荷, 不仅仅可以减小供热锅炉、制冷剂、冷热水循环泵、风机盘管、空调箱等的型号类型, 同时可以降低中央空调的初投资量, 这些设备的型号减少后所产生的功率也就会降低, 这样的基本耗能就会减少, 运行的费用就会大大降低。其次, 还要提高冷源的工作效率。中央空调制冷的实际运行过程中不能使冷冻水温度过低、冷却水温度过高, 否则制冷系数就会降低。所消耗的功能量就相对较多, 耗电大, 增加中央空调的耗能。

3.3.2 中央空调中输送系统的节能措施。中央空调中输送系统的水系统的环节非常重要, 它是耗能的关键之处, 所以想要有效地控制中央空调的节能技术就要在这方面下功夫。这部分内容仍存在一些问题:第一, 水泵的选取是根据设计值然后查找相关水泵参数确定, 而不是水泵的特性曲线来决定的。第二, 没有对水环路进行水力计算, 而且也没有采取相应的改善措施, 造成热力、水力失调。第三, 实际的水流与设计水量相对有很大的差距, 出现了“大流量, 小温差”现象, 致使水泵的耗能量急剧增大。所以这三个方面的因素制约了中央空调实际的节能技术的发展和进步, 我们可以通过修正和改善相关的问题去解决这类难题。首先我们可以有效地重视水系统的设计, 认真计算每个回路的水力平衡数值, 并进一步做具体措施控制水力平衡。其次, 踏实地计算相关系数, 落实国家给定的要求值, 积极发展变频调速的节能型水泵设备。最后合理控制冷却水进水温度[3]。

3.3.3 中央空调的机组末端设备的节能措施。设计中我们要注意选用质量较轻, 单位功率较大的机组设备。中央空调机组选用风压、风量匹配科学、漏风小、输送功率大的机组。

3.4 中央空调在运行管理方面的节能内容

3.4.1 风量的调节新方法。新风负荷一般整体负荷的百分之二十到三十, 所以要尽量减少和控制新风量, 这样的节能效果才会更加显著。

3.4.2 确定中央空调的供应时间。根据中央空调的实际情况进行科学合理地控制启动和停机时间, 节约一定的中央空调耗能情况。按照中央空调的额定能力考虑预冷或者预热时间, 进一步提高运行效率, 同时又可以缩短作业时间。

3.4.3 选用适合时期用室外空气作天然冷源。在适当的时机采用新型的风运行, 可以有效地缩短作业时间, 减少能源的耗费, 改善室内的空气质量。

3.4.4 中央空调的自控设置。中央空调的自控能力可以有效地进一步调节环境的舒适程度, 从而节约一定的能源。但是中央空调的自控能力也需要进一步进行完善和强化, 尤其注意以下几点:要考虑过度季的新的风量和变化要求;水系统的相关的自动调节;新回风阀的设置, 主要调节新的回风比值。

4 结束语

节能环保一直都是国家和人们密切关注的话题。中央空调的节能技术可以有效地控制这项技术的能源消耗, 所以我们要通过切实可靠的方法去帮助解决国家“当务之急”的能源节约型任务。

参考文献

[1]黄莉, 范瑞祥, 杨永标, 等.一种面向传统水冷式中央空调主机系统能效优化控制方法[J].电气自动化, 2015, 6:90-92.

[2]王小林.智能模糊控制技术在中央空调节能控制中的应用[J].科技风, 2015, 22:119.