關(guān)于中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方面的研究

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑工程日益增多，人們的生活水平也在不斷提升，許多住宅建筑、商業(yè)建筑及大型公共建筑都安裝了中央空調(diào)。根據(jù)大量調(diào)查結(jié)果顯示，中央空調(diào)的能耗占到其所在建筑所有能耗的約 50%，當(dāng)下日益緊縮的能源問(wèn)題及日漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，不得不讓我們對(duì)節(jié)能減排進(jìn)行深度的研究，并提出一系列的設(shè)計(jì)策略。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)，能源消耗，節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷完善，公共建筑結(jié)構(gòu)一直受到人們的關(guān)注，同時(shí)政府及相關(guān)部門，對(duì)建筑節(jié)能工作的認(rèn)識(shí)。目前，公共建筑的總電量已經(jīng)超過(guò)全國(guó)城鎮(zhèn)總電量。單位面積耗能量是普通住宅的幾十倍。但是在大型中央空調(diào)系統(tǒng)的耗能量，在中央公共建筑總耗能的 50%。因此，公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)一定要進(jìn)行完善，保證我國(guó)節(jié)能事業(yè)的順利發(fā)展。

1節(jié)能技術(shù)的概況與控制原理

1.1技術(shù)概況

目前，智能化控制已經(jīng)不斷地被中央空調(diào)控制領(lǐng)域應(yīng)用，針對(duì)智能化控制，我們會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)溫差的方式不斷完善節(jié)能技術(shù)?，F(xiàn)如今，自動(dòng)化控制技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，為今后的節(jié)能工作創(chuàng)造了一定的基礎(chǔ)。因此，在中央空調(diào)智能模糊系統(tǒng)中，要想為顧客提供良好的服務(wù)措施，就要把計(jì)算機(jī)技術(shù)，模糊控制技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)等，進(jìn)行全面集中在中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠成為先進(jìn)的智能化和個(gè)性化的中央空調(diào)運(yùn)行管理技術(shù)平臺(tái)，從而全面實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)冷媒流量系統(tǒng)運(yùn)行的智能模糊控制，提高空調(diào)的服務(wù)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)能夠高效順利運(yùn)行。

1.2控制原理

計(jì)算機(jī)智能控制，主要是結(jié)合模糊集合論模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理等，作為模糊控制的基礎(chǔ)。但是在實(shí)際中央空調(diào)的系統(tǒng)控制是非常復(fù)雜的，具有一定的復(fù)雜性，非線性以及時(shí)時(shí)變性等，中央空調(diào)主要采用冷凍水系對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。但是在控制的過(guò)程中，需要結(jié)合當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度，掌握空調(diào)端末負(fù)荷的變化，在一定程度上，導(dǎo)致各路凍水供水回水的溫度不斷下降。模糊控制器，主要采用的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行。從而結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，掌握末端空調(diào)負(fù)荷所需制冷量等。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，一定要保證各路冷凍水供回水溫度，溫差和流量的最佳值。需要對(duì)各變頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)制冷水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)速，保證模糊控制器給出的最優(yōu)值。冷凍系統(tǒng)主要采用輸出能量進(jìn)行控制，但是空調(diào)主機(jī)冷媒流量一定要滿足末端供應(yīng)需求。在這樣的情況下，空調(diào)系統(tǒng)才能夠滿足末端用戶的舒適度，同時(shí)還能夠節(jié)省成本的投入，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。模糊系統(tǒng)優(yōu)化控制方式，主要針對(duì)中央空調(diào)冷卻水進(jìn)行控制，在環(huán)境和溫度發(fā)生變化，中央空調(diào)主機(jī)的負(fù)荷也會(huì)發(fā)生變化，從而達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)換效率。在動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)控制冷媒體循環(huán)，需要采用模糊控制器，工作人員一定要結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)具體數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，計(jì)算出冷卻水最佳溫度。同時(shí)，要想與檢測(cè)實(shí)際溫度進(jìn)行比較，滿足中央空調(diào)系統(tǒng)在任何負(fù)荷條件下，都處于最佳狀態(tài)，減低能源消耗。

2中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻節(jié)能措施

2.1變頻調(diào)速節(jié)能原理

現(xiàn)如今，大部分設(shè)計(jì)人員未能結(jié)合空調(diào)滿負(fù)荷工作的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)師需要結(jié)合空調(diào)的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，在空調(diào)處于浪費(fèi)能源的狀態(tài)時(shí)，我們要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水泵的流量進(jìn)行考慮，減少能量消耗。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低的時(shí)候，需要采用變頻調(diào)速節(jié)能原理，工作人員一定要結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)變頻調(diào)速進(jìn)行及時(shí)分析，要在耗電量降低的同時(shí)，滿足中央空調(diào)節(jié)能目的。在變頻調(diào)速中，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)省能源消耗，延長(zhǎng)空調(diào)內(nèi)部電機(jī)的使用壽命，對(duì)具體數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，這樣可以減少對(duì)電流的沖擊。也可以減少對(duì)水泵和風(fēng)機(jī)的機(jī)械磨損問(wèn)題，使室溫保持恒定，提高人在室內(nèi)的舒適度，緩解噪音情況的發(fā)生，提高設(shè)備的可靠性，讓住戶居住在一個(gè)溫度宜人的房間中。

2.2變頻方案

變頻是中央空調(diào)的冷凍和冷卻的主要部分，在工作的過(guò)程中，需要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行完善，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。首先，工作人員需要對(duì)冷凍泵中的變頻，進(jìn)行創(chuàng)新，創(chuàng)新的主要目的就是使生產(chǎn)生活中的空調(diào)發(fā)揮重要作用。等到冷卻水冷卻之后，從制冷機(jī)流出，等到熱能轉(zhuǎn)變后，在返回制冷機(jī)組。再次過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)熱源對(duì)冷泵的變頻進(jìn)行完善，保證回水的溫度，高溫度的回水，有效控制變頻器運(yùn)行，從而大大提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速。但是針對(duì)冷卻泵變頻完善階段，冷卻泵中，需要工作人員保證修冷卻水達(dá)到循環(huán)目的。通常在循環(huán)的過(guò)程中，也要保證制冷機(jī)組如流水，同時(shí)也要與冷凝器進(jìn)行交換。之后把制冷機(jī)組制冷中所產(chǎn)生的熱量帶走。制冷機(jī)組流入進(jìn)水后，要與冷凝器的熱量進(jìn)行交換，主要把制冷機(jī)組的熱量帶走，冷卻之后，可以重新流進(jìn)制冷機(jī)組。在環(huán)境和溫度發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)主機(jī)的負(fù)荷也會(huì)發(fā)生變化，從而達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)換效率。在此期間，我們需要專業(yè)人員對(duì)選取回水和進(jìn)水間的溫度進(jìn)行合理分析，得出最佳的優(yōu)化結(jié)果，保證溫差的大小與制冷機(jī)組產(chǎn)生的熱量成正比。我們?cè)谂袛嗷厮瓦M(jìn)水間的溫差時(shí)，要通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，以及技術(shù)人員的反復(fù)判斷后，查看溫差的大小與制冷機(jī)組產(chǎn)生的熱量是否成正比，從而保證制冰機(jī)組的優(yōu)化效能更好。我們?cè)谡{(diào)試時(shí)，會(huì)利用溫差來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以使冷卻泵的轉(zhuǎn)速降低，從而減少空調(diào)的耗能，真正做到節(jié)約能源。利用以上方案，假如冷（熱）水循環(huán)水泵功率為 15kW，冷卻水循環(huán)水泵功率為 18.5kW，冷卻塔風(fēng)機(jī)功率 5kW，則可以計(jì)算得出，冷（熱）循環(huán)水泵由于每年實(shí)際工作時(shí)間 7 個(gè)月，進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)電改造后，預(yù)計(jì) 1.5年左右就可收回投資。

2.3負(fù)荷隨動(dòng)跟蹤的節(jié)能控制技術(shù)分析

要想全面控制中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，需要采用先進(jìn)的集成技術(shù)，主要把子控制系統(tǒng)的功能，邏輯，物理上進(jìn)行聯(lián)系，從而保證實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的信息共享，建立有效溝通平臺(tái)對(duì)資源進(jìn)行有效利用。同時(shí)還能夠掌握系統(tǒng)工程概況，對(duì)制冷的參數(shù)進(jìn)行分析，利用模糊控制器，針對(duì)空調(diào)控制系數(shù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證空調(diào)系統(tǒng)順利工作。中央空調(diào)的控制系統(tǒng)負(fù)荷出現(xiàn)變化，在一定程度上會(huì)影響空調(diào)主機(jī)和空調(diào)水系的工作順利進(jìn)行，這樣可以利用用模糊控制器從采集到的數(shù)據(jù)中總結(jié)多種運(yùn)行參數(shù)。

2.4構(gòu)建水泵流量系統(tǒng)降低耗能

科學(xué)技術(shù)的完善，大量的中央空調(diào)系統(tǒng)水泵被變量水泵所取代，這樣不僅有效減少水泵的能耗，還能夠減少水系統(tǒng)的能耗。水泵變量系統(tǒng)控制方式有兩種控制方式，第一種是溫差控制法，另一種還是壓差控制法。中央空調(diào)在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷工作狀態(tài)，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)供回水溫度降低。能夠通過(guò)傳感器掌握系統(tǒng)溫度信號(hào)的變化，保證后期的工作順利進(jìn)行，同時(shí)，還能夠提高水泵的工作效率，同時(shí)還能夠降低能源消耗。壓力控制法出發(fā)點(diǎn)完全不同，它是利用溫度傳感器來(lái)獲取室內(nèi)溫度變化參數(shù)然后進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓回水管壓差發(fā)生變化，然后用壓差傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，壓差控制在節(jié)能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如溫差控制法。

結(jié)語(yǔ)

中央空調(diào)的使用目前已經(jīng)十分廣泛，在當(dāng)前資源匱乏的現(xiàn)狀下，其節(jié)能方案與措施的合理性至關(guān)重要。要在最大限度上實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能降耗應(yīng)從技術(shù)層面，建筑層面及國(guó)家與企業(yè)的積極引導(dǎo)三個(gè)層次上綜合來(lái)實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介：張舒欣（1984.09-? ），男，漢族，安徽省臨泉縣人，大專，數(shù)控技術(shù)專業(yè)，研究方向：中央空調(diào)節(jié)能與控制。