集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能自動(dòng)控制實(shí)施探討

申建光

【摘? 要】論文主要對(duì)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能控制啟用的判別方式進(jìn)行論述，并以集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能自動(dòng)控制實(shí)際工程為研究對(duì)象，對(duì)室外新風(fēng)及回風(fēng)焓差法在新風(fēng)節(jié)能自動(dòng)控制中的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行論述，并判斷新風(fēng)閥及回風(fēng)閥如何進(jìn)行控制。通過(guò)上述內(nèi)容對(duì)集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能自動(dòng)控制實(shí)施進(jìn)行實(shí)際探討。

【Abstract】The paper mainly discusses the discriminant method of the use of the fresh air energy saving control in the central air conditioning system. Taking the actual project of automatic control of fresh air energy saving in central air conditioning system as the research object， this paper discusses the practical application effect of outdoor fresh air and return air enthalpy difference method in automatic control of fresh air energy saving， and determines how to control fresh air valve and return air valve. Through the above content， the implementation of the automatic control of fresh air energy saving in the central air conditioning system is actually discussed.

【關(guān)鍵詞】集中式空調(diào);新風(fēng)系統(tǒng);節(jié)能;自動(dòng)控制

【Keywords】central air conditioning; fresh air system; energy saving; automatic control

【中圖分類號(hào)】TU833? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）01-0190-02

1 引言

隨著我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的快速發(fā)展，在全國(guó)范圍內(nèi)高層建筑的建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多，而高層建筑在日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，所產(chǎn)生的能耗也在逐漸增加，有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)當(dāng)中顯示在近幾年國(guó)家建筑的運(yùn)營(yíng)階段，實(shí)際產(chǎn)生的能耗占據(jù)全國(guó)總能耗的25%左右，特別是大型樓宇建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)，相關(guān)的能耗是建筑能耗中所占比例較高的部分。因此，在大型樓宇建筑進(jìn)行中央空調(diào)設(shè)計(jì)及施工時(shí)，如何對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行有效的節(jié)能控制，并且保證新風(fēng)節(jié)能以及能源的控制，是當(dāng)前中央空調(diào)設(shè)計(jì)施工及運(yùn)營(yíng)單位的重點(diǎn)研究工作，在本文當(dāng)中將就此展開(kāi)詳細(xì)論述。

2 集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能啟用判斷方法

對(duì)于新風(fēng)節(jié)能控制來(lái)講，在集中式空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中進(jìn)行節(jié)能控制，最為重要的環(huán)節(jié)就是分析能否使用室外新風(fēng)，實(shí)現(xiàn)免費(fèi)治療，針對(duì)于新風(fēng)閥和回風(fēng)閥進(jìn)行科學(xué)化的控制，對(duì)新風(fēng)節(jié)能的啟用和禁用予以判斷，在長(zhǎng)期實(shí)踐的過(guò)程中衍生出較多的手段，現(xiàn)階段常用的方法共包含6種：

固定室外空氣干球溫度法以及室外空氣干球和回風(fēng)干球溫差法，固定室外空氣焓值法和電子焓值法，最后兩種方法是室外空氣和回風(fēng)焓差法以及室外空氣露點(diǎn)溫度和干球溫度法。在進(jìn)行實(shí)際判斷工作時(shí)，上述6種方法都具有特定的適用場(chǎng)合，在實(shí)際判斷時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法就是固定室外空氣干球溫度法，此類方式更適合在過(guò)渡季節(jié)的過(guò)程中使用，在某些地區(qū)室外的溫度變化范圍并不明顯，加之空調(diào)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以更適合運(yùn)用在相關(guān)的區(qū)域。而室外空氣和回風(fēng)焓插法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)用效果要更好，而且所能夠應(yīng)用的范圍也更加廣泛，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，需要增加相對(duì)濕度傳感器以及自控設(shè)備，所以在應(yīng)用該方法進(jìn)行新風(fēng)節(jié)能啟用判別時(shí)投資是比較高的，這對(duì)于該方法的實(shí)際推廣來(lái)講產(chǎn)生了制約?，F(xiàn)如今，隨著濕度傳感器及控制器制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在這兩種設(shè)備制造過(guò)程中，成本也越來(lái)越低，所以許多空調(diào)建設(shè)項(xiàng)目在新風(fēng)以及回風(fēng)和送風(fēng)管道中都已經(jīng)增加了相對(duì)濕度傳感器，從而為焓差法節(jié)能控制工作提供了必要基礎(chǔ)。

3 集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能焓差法控制應(yīng)用

因?yàn)閷?duì)于集中式中央空調(diào)來(lái)講，本身空調(diào)系統(tǒng)的種類是非常多的，所以在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中，回風(fēng)系統(tǒng)也是具有多樣化種類的，在本文論述內(nèi)容當(dāng)中將以一次回風(fēng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)室外空氣和回風(fēng)焓差法在進(jìn)行集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能控制中的應(yīng)用進(jìn)行論述。

3.1 研究對(duì)象

此次研究過(guò)程中所選擇的空調(diào)系統(tǒng)擁有新風(fēng)以及回風(fēng)和排風(fēng)電動(dòng)控制方法，同時(shí)空調(diào)系統(tǒng)也增加了溫度以及相對(duì)濕度和二氧化碳濃度傳感器等設(shè)備。

3.2 新風(fēng)節(jié)能控制說(shuō)明

在具體控制的階段，首先應(yīng)該依照建筑室外的新風(fēng)溫濕度，實(shí)時(shí)計(jì)算出室外的新風(fēng)焓值。其次則是要依照回風(fēng)的溫濕度，合理地分析出空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)焓值。最后則是需要根據(jù)集中式空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)節(jié)能模式高溫限定功能，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中是否要開(kāi)啟節(jié)能模式進(jìn)行判斷。

然后，則是在開(kāi)啟節(jié)能模式的狀況下，對(duì)于集中式空調(diào)系統(tǒng)來(lái)講，新風(fēng)閥的開(kāi)度需要有下面兩個(gè)pid控制回路共同決定：第一個(gè)控制回路是回風(fēng)溫度控制回路，在空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果所測(cè)得的回風(fēng)溫度比預(yù)定值要高，那么此時(shí)集中式空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)閥開(kāi)度會(huì)逐漸增大，增加新風(fēng)量從而使回風(fēng)溫度得到降低。如果所檢測(cè)到的回風(fēng)溫度比預(yù)期值要低時(shí)，那么就需要使新風(fēng)閥的開(kāi)度相應(yīng)減小，降低新風(fēng)攝入量，從而使回風(fēng)溫度得到提升。第二個(gè)控制回路則是基于回風(fēng)二氧化碳濃度的控制回路。在運(yùn)行數(shù)據(jù)數(shù)值測(cè)定過(guò)程中，所測(cè)得的回風(fēng)二氧化碳濃度比預(yù)期值要高，那么需要增加新風(fēng)閥的開(kāi)度，從而使新風(fēng)量得到增加。如果所測(cè)得的回風(fēng)，二氧化碳濃度比預(yù)期值要低，那么需要減小新風(fēng)閥的開(kāi)度，從而使新風(fēng)量得到降低。在當(dāng)前時(shí)代發(fā)展背景下，有些集中式空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)時(shí)，采用室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器來(lái)代替回風(fēng)二氧化碳濃度傳感器，雖然兩者具有本質(zhì)上的區(qū)別，但是控制功能是相同的。在實(shí)際工作中，將恢復(fù)溫度控制回路需要輸出的數(shù)值和回風(fēng)二氧化碳濃度控制需要的數(shù)值進(jìn)行比較，視作新風(fēng)閥開(kāi)度控制的輸出值，兩者輸出值之間選擇較大值作為參考對(duì)象。

最后，則是排風(fēng)閥與新風(fēng)閥之間控制工作屬于同比例控制，回風(fēng)閥以及新風(fēng)閥之間的控制工作呈現(xiàn)出反比例的控制狀態(tài)。冷水閥的控制應(yīng)該依照回風(fēng)溫濕度的相關(guān)數(shù)據(jù)加以調(diào)節(jié)。在節(jié)能模式下，室外攝入新風(fēng)能夠充當(dāng)制冷盤管使用，為了能夠使新風(fēng)得到充分利用，以免對(duì)冷凍水展開(kāi)過(guò)早制冷，應(yīng)該在冷水閥溫度控制回路功能啟用前，實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)閥開(kāi)啟狀況的合理評(píng)估。

除此之外，則是室外新風(fēng)干球溫度的高溫限定功能。如果針對(duì)室外溫度加以測(cè)定，發(fā)現(xiàn)室外的溫度明顯高于回風(fēng)溫度，并且相應(yīng)的濕度較低，則是外新風(fēng)焓值明顯低于回風(fēng)焓值，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該依照新風(fēng)和回風(fēng)焓差法完成新風(fēng)節(jié)能模式的開(kāi)啟判斷，由此直接開(kāi)啟新風(fēng)節(jié)能模式。在節(jié)能模式開(kāi)啟之后，回風(fēng)溫度控制回路，會(huì)使集中式空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)閥開(kāi)度達(dá)到最大，從而導(dǎo)致集中式空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)，溫度逐漸升高，最終使整個(gè)房間的溫度增加，然后就需要開(kāi)啟冷凍水進(jìn)行降溫。這種模式下節(jié)能控制并不能夠產(chǎn)生實(shí)際效果，反而會(huì)增加能耗，所以為了使這種情況不會(huì)發(fā)生，需要對(duì)新風(fēng)干球溫度進(jìn)行限定。

3.3 集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能控制工程建議

在集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能控制措施實(shí)施過(guò)程中，為了能夠使新風(fēng)節(jié)能控制得以真正實(shí)現(xiàn)，需要注意如下幾點(diǎn)：首先在進(jìn)行焓值計(jì)算過(guò)程中，是由控制器依據(jù)溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的，所以所選擇的溫度傳感器以及相對(duì)濕度傳感器一定要精度夠高，并且傳感器本身的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能要非常好;其次，在進(jìn)行節(jié)能控制時(shí)，需要定期開(kāi)展溫度以及相對(duì)濕度傳感器的維護(hù)和校準(zhǔn)作業(yè)，從而保證傳感器始終處于精密工作狀態(tài);再次，針對(duì)使用定送風(fēng)溫度控制方式的一次回風(fēng)系統(tǒng)來(lái)講，如果在新風(fēng)閥控制工作當(dāng)中，采用混風(fēng)溫度進(jìn)行實(shí)際控制工作，混風(fēng)溫度傳感器需要盡可能地選擇平均溫度傳感器，而且在實(shí)際安裝過(guò)程中，需要將傳感器安裝在新風(fēng)以及回風(fēng)能夠充分混合的位置;最后，則是進(jìn)行新風(fēng)節(jié)能控制工作過(guò)程中，針對(duì)節(jié)能模式的判斷，作業(yè)需要增加延時(shí)和死區(qū)功能，這樣能夠使判別工作穩(wěn)定性得到提升。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于集中式空調(diào)系統(tǒng)來(lái)講，新風(fēng)節(jié)能控制措施的應(yīng)用是必不可少的，這也是在當(dāng)前時(shí)代發(fā)展背景下，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用所提出的更高要求。使用上述控制方法，不需要設(shè)計(jì)較為煩瑣的邊界條件，就可以及時(shí)地劃分出空調(diào)分區(qū)，在能夠達(dá)到充分利用新風(fēng)節(jié)能目的的時(shí)候，更適合運(yùn)用至實(shí)際工程實(shí)踐中。在傳感器測(cè)量技術(shù)穩(wěn)步提升的過(guò)程中，直接數(shù)字式控制器和PLC控制器的計(jì)算能力明顯強(qiáng)化，均能保證焓差法對(duì)新風(fēng)節(jié)能模式準(zhǔn)確度的合理判斷，以此及時(shí)地捕捉到新風(fēng)降低能耗的有效時(shí)機(jī)，此類控制方式對(duì)于其他集中式空調(diào)的新風(fēng)節(jié)能控制具有一定的參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

【1】倪志鋒.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略探討[J].商品與質(zhì)量，2017（34）：147.

【2】李立華，陳麗君.中央空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)和節(jié)能思路探討[J].智能建筑與城市信息，2001（10）：131，146.

【3】段連濤，李竹然.中央空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)和節(jié)能思路探討[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)月刊，2016，35（21）：11-12.

【4】戴國(guó)民.集中式空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能自動(dòng)控制實(shí)施探討[J].建筑節(jié)能，2018，46（05）：94-97.