空調(diào)智能控制節(jié)能分析

周攀 陳龍 李可 盧東亮

摘 要：將節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用于大型樓宇空調(diào)系統(tǒng)對(duì)節(jié)約型社會(huì)的創(chuàng)建具有重要的意義。本文從中央空調(diào)原理、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造案例兩個(gè)方面，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能進(jìn)行了分析和總結(jié)，以期為中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能提供一些參考。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào);節(jié)能;新能源;低碳;智能控制

中圖分類號(hào)：TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）28-0063-02

Abstract： The application of energy-saving control technology in large-scale building air conditioning system and the establishment of a conservation-oriented society is of great significance. This paper analyzed and summarized the energy-saving of central air-conditioning system from two aspects： the principle of central air-conditioning and the case of energy-saving renovation of air-conditioning system，? in order to to providing a meaningful view for energy-saving of central air-conditioning system.

Keywords： central air conditioning;energy saving;new energy;low carbon;intelligent control

我國(guó)建筑物能耗約占能源總消耗量的30%。在有中央空調(diào)的建筑物中，中央空調(diào)的能耗約占總能耗的70%，而且呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。公共建筑中，大型空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑總能耗的近50%。本文將從空調(diào)系統(tǒng)原理和實(shí)際案例來分析其能耗特點(diǎn)和節(jié)能措施。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)的組成

中央空調(diào)分為冷媒系統(tǒng)、水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，其中風(fēng)系統(tǒng)中央空調(diào)使用很少，冷媒系統(tǒng)和水系統(tǒng)較多。下面將重點(diǎn)介紹冷媒系統(tǒng)和水系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的組成，并對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)組成的各部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。

冷媒系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的組成：主機(jī)+冷媒管道+分歧管+冷凝排水管道+內(nèi)機(jī)。水系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的組成：主機(jī)+膨脹水箱（閉式膨脹罐）+循環(huán)水泵+冷凍水管（閥門）+水過濾器+內(nèi)機(jī)+冷凝水排水管道。這兩種中央空調(diào)系統(tǒng)組成部分設(shè)備一樣[1]。

①主機(jī)。主機(jī)部分由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，主機(jī)也是中央空調(diào)系統(tǒng)組成最重要的部分，主機(jī)集成了中央空調(diào)的核心技術(shù)。

②冷媒管道。冷媒管道主要是指內(nèi)機(jī)和外機(jī)的連接管，其是中央空調(diào)系統(tǒng)組成的流體，如水、氟利昂、氨等。

③分歧管。分歧管是小型中央空調(diào)組機(jī)與組機(jī)、組機(jī)與室內(nèi)各風(fēng)口單元的連接部分，把整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)連接成樹型結(jié)構(gòu)。

④內(nèi)機(jī)。內(nèi)機(jī)也是中央空調(diào)系統(tǒng)組成的重要部分，屬于中央空調(diào)系統(tǒng)的尾部設(shè)備，一般一套中央空調(diào)系統(tǒng)由多臺(tái)內(nèi)機(jī)組成，內(nèi)機(jī)分為風(fēng)管機(jī)、天井機(jī)、壁掛機(jī)、落地機(jī)。

⑤膨脹水箱。膨脹水箱是中央空調(diào)水路系統(tǒng)中的重要部件，它的作用是收容和補(bǔ)償系統(tǒng)中水的脹縮量。

⑥循環(huán)水泵。循環(huán)水主要是向汽輪機(jī)凝汽器供給冷卻水，用以冷卻凝氣輪機(jī)排汽，循環(huán)水泵還要向冷油器、冷風(fēng)器、鍋爐沖灰水等提供水源。每臺(tái)泵對(duì)應(yīng)有兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)和一個(gè)外圍水閘對(duì)泵吸入口處的水源進(jìn)行垃圾清理。

⑦水過濾器。水過濾器由簡(jiǎn)體、不銹鋼濾網(wǎng)、排污部分、傳動(dòng)裝置及電氣控制部分組成。

以上是中央空調(diào)系統(tǒng)主要組成部分，中央空調(diào)除了以上系統(tǒng)設(shè)備外，還有很多輔材輔料。

2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能案例分析

筆者長(zhǎng)期從事空調(diào)的安裝、運(yùn)行、維護(hù)工作，過程中接觸了大量樓宇中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用與改造案例，下面以湖北某醫(yī)院與酒店為例來進(jìn)行分析。

2.1 湖北某大型醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)改造

2.1.1 項(xiàng)目概況。醫(yī)院空調(diào)冷源為二次水系統(tǒng)，配有4臺(tái)約克離心式冷水機(jī)組、4臺(tái)一次45kW冷凍水泵、4臺(tái)90kW二次冷凍水泵、4臺(tái)90kW冷卻水泵及兩組共12臺(tái)7.5kW冷卻水塔。主機(jī)與一次泵、冷卻水泵一一對(duì)應(yīng)，其中1、2#主機(jī)為一組共用一組冷卻塔（共6臺(tái)），3、4#主機(jī)為一組共用另外6臺(tái)冷卻塔。2、4#主機(jī)為變頻主機(jī)，二次均冷凍水泵裝有變頻器。

2.1.2 空調(diào)系統(tǒng)能耗診斷分析。①系統(tǒng)監(jiān)控管理平臺(tái)?，F(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)缺乏一套先進(jìn)的節(jié)能管理平臺(tái)，系統(tǒng)設(shè)備無任何節(jié)能自控措施。②制冷主機(jī)。運(yùn)行工程師就地手動(dòng)啟停，不能根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況動(dòng)態(tài)調(diào)整主機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和出水溫度設(shè)定值，無法保證主機(jī)在高效區(qū)運(yùn)行，增加了主機(jī)的能耗。③冷凍/采暖水泵。水泵工頻運(yùn)行，不能根據(jù)末端負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)流量，部分負(fù)荷時(shí)增加了水泵能耗。④冷卻系統(tǒng)。冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)均工頻運(yùn)行，不能根據(jù)室外環(huán)境溫濕度及主機(jī)冷卻負(fù)荷變化調(diào)整冷卻水供水量和供水溫度。

2.1.3 空調(diào)節(jié)能改造方案。①建立節(jié)能管控平臺(tái)。加裝冷源能效控制設(shè)備及組合風(fēng)柜能效控制設(shè)備，形成中控管理層與現(xiàn)場(chǎng)控制層間的軟、硬操作系統(tǒng)，為中央空調(diào)系統(tǒng)能效提升技術(shù)提供運(yùn)行平臺(tái)。②制冷主機(jī)。通過獲取全面的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，依托海源冷源能效控制設(shè)備——主機(jī)質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)主機(jī)出水溫度設(shè)定值，保證主機(jī)運(yùn)行效率最高，在生產(chǎn)相同冷量的條件下能耗最低。③一次冷凍水系統(tǒng)。通過對(duì)4臺(tái)一次水泵及管路系統(tǒng)加裝智能控制柜、水管溫度傳感器、流量計(jì)，運(yùn)用冷源能效控制設(shè)備水泵變流量控制技術(shù)及二次泵系統(tǒng)負(fù)荷匹配控制技術(shù)，一次水系統(tǒng)和二次水系統(tǒng)負(fù)荷匹配，避免旁通管流量過大，浪費(fèi)輸配能耗，大大降低水泵功耗。④二次冷凍水系統(tǒng)。通過對(duì)4臺(tái)二次水泵及管路系統(tǒng)加裝智能控制柜、水管溫度傳感器、壓差傳感器、流量計(jì)，運(yùn)用冷源能效控制設(shè)備水泵變流量及管路阻抗控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冷量按需供給及水泵效率最優(yōu)控制。⑤冷卻系統(tǒng)。通過對(duì)2臺(tái)冷卻水泵、2臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)及冷卻水管路加裝智能控制柜和水管溫度傳感器，運(yùn)用冷源能效控制設(shè)備——冷卻系統(tǒng)綜合節(jié)能控制技術(shù)，在保證制冷主機(jī)高效運(yùn)行的前提下，合理優(yōu)化冷卻水回水溫度及循環(huán)量[2]。

2.2 湖北某大型酒店中央空調(diào)系統(tǒng)改造

2.2.1 項(xiàng)目概況。該酒店現(xiàn)有約克牌制冷機(jī)組兩臺(tái)，單臺(tái)制冷量為300RT?，F(xiàn)有冷凍水泵、冷卻水泵各3臺(tái)，每臺(tái)冷凍、冷卻水泵配套功率分別為45kW和37kW，都為2用1備。

2.2.2 空調(diào)系統(tǒng)能耗診斷分析。①冷凍水泵與冷卻水泵年代久遠(yuǎn)、能效較低。冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)均工頻運(yùn)行，不能根據(jù)室外環(huán)境溫濕度及主機(jī)冷卻負(fù)荷變化調(diào)整冷卻水供水量和供水溫度。②風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行，無法跟隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)整送風(fēng)量;水閥定常開度模式，致使負(fù)荷低峰時(shí)段造成循環(huán)水流量偏大的現(xiàn)象。

2.2.3 空調(diào)節(jié)能改造方案。①通過對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵及管路系統(tǒng)加裝智能控制柜、水管溫度傳感器、壓差傳感器，運(yùn)用冷源能效控制設(shè)備水泵變流量及管路阻抗控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冷量按需供給、散熱及水泵效率最優(yōu)控制。②應(yīng)用最先進(jìn)的流體技術(shù)，采用三元流節(jié)能技術(shù)，更換高效節(jié)能水泵，保證機(jī)組制冷在最大流量的基礎(chǔ)上提高水泵效率，降低水泵運(yùn)行功耗[3]。

3 結(jié)語

研究中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)意義重大。中央空調(diào)的節(jié)能涉及的范圍非常廣泛，空調(diào)的設(shè)計(jì)、安裝以及運(yùn)行管理等各方面都有值得改進(jìn)的地方。無論如何提高節(jié)能性，都應(yīng)從提高能量利用效率入手，這才是科學(xué)的空調(diào)節(jié)能途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海博.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析[J].門窗，2014（9）：159.

[2]彭建斌.空調(diào)系統(tǒng)能效監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]武漢：華中科技大學(xué)，2012.

[3]周紅丹.空調(diào)冷凍水系統(tǒng)輸送節(jié)能的研究[D].武漢：武漢科技大學(xué)，2019.