空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施與對策研究

文/李明柱、李華鑫 吉林建筑大學(xué) 吉林長春 130000

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。電費對廣大用戶來說，又是一筆不小的開支。大部分城市的電價在一天內(nèi)也有高和低，為了給用戶節(jié)省電費，減輕政府高峰期用電負擔(dān)。有人提出了冰蓄冷系統(tǒng)。冰蓄冷系統(tǒng)，是在電力的電費較低的情況下，采用電制冷制冰，并存儲在設(shè)備中，在電價高的時候，停止或間歇運行電制冷空調(diào)主機，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)達國家，在中央空調(diào)中廣泛應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)，從而使電力達到了削峰填谷的目的。國內(nèi)各個空調(diào)廠家也進行了相關(guān)的研究和生產(chǎn)。2010年，我國首臺冰蓄冷空調(diào)在實際工程中得到應(yīng)用，經(jīng)專家計算節(jié)約40%的能源。冰蓄冷技術(shù)日漸成熟，節(jié)約能源一直是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標，因此冰蓄冷技術(shù)會逐漸成為主流。

中央空調(diào)的熱源也會消耗大量的資源。國內(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)用于實際生活中。在中央空調(diào)節(jié)能減排中做出突出貢獻，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，壓縮機的轉(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)上增加一個變頻器，變頻器可以控制壓機所的轉(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）溫的時候，空調(diào)主機能夠提高轉(zhuǎn)速，以滿足人們的需求。當(dāng)室內(nèi)對溫度要求低和人員不在室內(nèi)時候，變頻技術(shù)使機器低速運轉(zhuǎn)或者不運轉(zhuǎn)，從而實現(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，它2 次調(diào)節(jié)電壓轉(zhuǎn)換，從而達到了節(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，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，它檢測室內(nèi)外信號，并通過計算機控制壓縮機的轉(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)的速度運轉(zhuǎn)，以維持恒定室溫。由于變頻技術(shù)的啟動，無較大的電流沖擊，并且一直保持低俗運轉(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，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)對環(huán)境溫度的適應(yīng)性很強，有的產(chǎn)品甚至可在-15t 的環(huán)境溫度下啟動。

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)壓縮機速度，大部分情況下是省電的，但為什么有時候變頻空調(diào)比普通空調(diào)要費電那？主要是，變頻空調(diào)與普通空調(diào)運行時，由于室內(nèi)溫度并沒有達到設(shè)定要求，所以一直以最大速度運行，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)溫度達到要求時，變頻空調(diào)通過調(diào)節(jié)壓縮機速度，才能實現(xiàn)節(jié)能目的。普通空調(diào)在室內(nèi)溫度達到要求后，為了維持室內(nèi)正常溫度，還用最大速度運行，產(chǎn)生了大量的電力浪費。很多用戶選擇在達到室內(nèi)后，選擇關(guān)閉壓縮機。但是頻繁開啟空調(diào)，會對設(shè)備造成損壞，由于開機產(chǎn)生的電流大于正常工作時候的電流，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

隨著中國技術(shù)的飛速發(fā)展，云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)時代的來臨。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)時美國普渡大學(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年美國門德爾首先主張將AI 用于飛船控制系統(tǒng)的設(shè)計。中央空調(diào)采用智能控制技術(shù)，可以進行信息處理、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，計算出相應(yīng)參數(shù)。通過調(diào)節(jié)中央空調(diào)的壓縮機轉(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，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

結(jié)語：

綜上所述，節(jié)能減排一直是國家的重要戰(zhàn)略目標之一。在中央空調(diào)中應(yīng)用熱泵技術(shù)、變頻壓縮機、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)約能源是每個人應(yīng)該盡的義務(wù)，如果每個人都能為節(jié)能減排盡一份力，這個世界將會變得越來越美好。