智能中央空調節(jié)能系統(tǒng)設計實現

1、<p>　　智能中央空調節(jié)能系統(tǒng)設計實現</p><p>　　[摘要]中央空調作為重要的暖通設備在大型的商場、飯店、酒店等場所被廣泛的使用，為人們提供了舒適的環(huán)境。但是，在空調使用的過程中要注意節(jié)能效果，本文就智能空調節(jié)能系統(tǒng)設計進行闡述。 </p><p>　　[關鍵詞]智能；中央空調；節(jié)能系統(tǒng)；設計 </p><p>　　中圖分類號：TP18文獻標識碼

2、： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著當前經濟發(fā)展水平的不斷提升，中央空調的使用量在逐漸的增加，空調的能源消耗問題越來越多的受到了人們的關注，考慮能源的消耗情況，在中央空調系統(tǒng)設計的過程中要考慮節(jié)能設計，降低能源的消耗。 </p><p>　　二、中央空調控制特點 </p><p&

3、gt;　　中央空調的控制是一個系統(tǒng)復雜的過程，其間會受到各種內外因素的影響，使其控制呈現以下特點： </p><p><b>　　1、干擾性 </b></p><p>　　現代建筑物往往都是龐大的個體，中央空調系統(tǒng)在調節(jié)其室內氣溫的過程中，難免會受到一些外部因素的影響，如外部氣候變化、太陽光輻射以及建筑物本身溫度等，同時系統(tǒng)內部各構成組件的運行情況也會影響到空調的調控

4、效果。所以說中央空調節(jié)能系統(tǒng)的控制具有很大的干擾性。 </p><p><b>　　2、濕度相關性 </b></p><p>　　在中央空調系統(tǒng)調節(jié)空氣溫度的同時，也會導致空氣的濕度發(fā)生變化。隨著空調溫度升高，會使得空氣中的水蒸氣分壓呈現升高態(tài)勢，由此使得空氣濕度下降，但反過來如果將空調溫度降低，空氣中水蒸氣的分壓則會隨著降低，而空氣的濕度則呈現升高趨勢。所以說中央空

5、調節(jié)能系統(tǒng)與空氣濕度也有一定相關性。 </p><p><b>　　3、調節(jié)對象特性 </b></p><p>　　在相同的干擾條件下，不同的控制對象，被控量隨時間的變化過程也并不盡相同。啟用空調自控系統(tǒng)的可以克服以上干擾因素，使空調房間能夠維持合適的溫度空氣濕度，從而保證室內空氣品質。但要想控制好室內空氣溫濕度也不能只依靠空調的自控系統(tǒng)，還取決于空調的對象特性以及空

6、調系統(tǒng)本身設置的合理性。 </p><p>　　三、中央空調的節(jié)能技術分析 </p><p>　　（一）、中央空調系統(tǒng)設計中的節(jié)能 </p><p>　　1、在中央空調設計方面的節(jié)能要從以下幾個方面考慮： </p><p>　　選取恰當的室內技術參數。目前我國暖通行業(yè)設計規(guī)范《供熱通風與空調設計規(guī)范》要求在夏季的時候，室內的溫度在24℃與28

7、℃之間，空對的相對濕度高于40%低于65%；冬季的時候，室內溫度在18℃與22℃之間，空氣的濕度高于40%低于60%。在夏季的時候不能盲目的追求夏季室內低溫，如果夏季設計的溫度過低，就會使建筑物的冷負荷增加，所以在能滿足正常需要的情況，應當使室內的設計溫度或濕度盡量高一點。 </p><p>　　2、選擇合適的建筑結構對中央空調的節(jié)能也是很有利的，具體的做法有：提高建筑物保溫隔熱的性能；盡量多使用節(jié)能環(huán)保材料，通

8、過圍護結構傳熱是空調主要的一種空調負荷，而節(jié)能材料可以有效減少通過圍護傳熱；使用冷屋頂，在屋頂上涂抹一些淺色、高反射的材料能降低太陽熱量的吸收量，從而減少空調的冷負荷，降低空調能耗。 </p><p>　　(二）、中央空調設備中的節(jié)能 </p><p>　　空調的設備節(jié)能一般主要考慮三個部分，空調冷熱源的節(jié)能、水或空氣輸送系統(tǒng)節(jié)能、空調機組末端設備節(jié)能?？照{冷熱源的節(jié)能措施有： </

9、p><p>　　1、減少冷熱的負荷。 </p><p>　　降低冷熱的負荷不僅能減少供熱鍋爐、制冷機、空調箱、冷熱水循環(huán)泵等型號，還能降低空調系統(tǒng)的初始投資。除此之外，上述的設備型號的減少能降低配電功率，減少空調設備日常運行的耗電量，降低運行費用； </p><p>　　2、提升冷源效率，具體做法就是在中央空調系統(tǒng)制冷機實際工作時不能使冷凍水溫度過低，冷卻水的溫度過高，

10、否則的話就會降低制冷系數，那時候單位冷量所耗功就高，耗電量也多，就會增加建筑的能耗。 </p><p>　　（三）、中央空調運行管理中的節(jié)能 </p><p>　　運行管理方面的節(jié)能從兩個方面入手：一是中央空調運行管理及控制設備的控制要加強。具體的應當加強空調操作人員的培訓、提高相關管理人員的素質。在每一個能有效節(jié)能的空調系統(tǒng)上面配置相對應的調節(jié)控制設備、例如壓差控制閥、流量控制閥、溫度控

11、制閥。二是加強管道與設備的保溫和水質的處理。設備及管道的保溫能有效減少空調的能耗，降低運行費用。另外空調系統(tǒng)水管中的腐蝕、污垢及青苔都對空調制冷有很大的影響，直接導致空調的能耗，因此要做好空調系統(tǒng)水管的清理工作。 </p><p>　　四、節(jié)能系統(tǒng)的設計 </p><p>　　（一）、冷卻水節(jié)能系統(tǒng)。 </p><p>　　系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,當空調負荷減少時,反映到

12、機組上將最終將出現冷卻水出水溫度降低的現象,溫度傳感器檢測出這種變化趨勢后,模糊控制系統(tǒng)將自動降低冷卻水泵的工作頻率,降低冷卻水進水流量,提高冷卻水出水溫度,并使溫度控制在最佳值上,維持機組的高效率運行。 </p><p>　　降低水系統(tǒng)輸送能效比在水系統(tǒng)中，用盡可能低的運輸能耗轉移系統(tǒng)所需的冷(熱)量。在循環(huán)水系統(tǒng)的管道結構和水泵容量已經確定的情況下，通常采用變水流量(VWV)方法來降低輸送能效比，即根據系統(tǒng)實

13、時所需轉移冷(熱)量的多少，動態(tài)的改變冷(熱)水和冷卻水的流量，以節(jié)約運輸耗能。變水流量方法有:旁路排放、節(jié)流控制、臺數控制和變頻調速。 </p><p><b>　　1、旁路排放 </b></p><p>　　旁路排放變水流量方法是在循環(huán)冷水的供水管道和回水管道之間設置一條旁通管道，用旁通管道中的旁通閥門控制旁通水流量，進而改變負荷側的冷水流量F，見圖1。 圖1 冷

14、水系統(tǒng)的旁路排放 </p><p>　　冷水系統(tǒng)在額定負荷下運行時，旁通閥關閉，旁通流量為零，負荷側流量F等于主機蒸發(fā)器側流量F'。冷水系統(tǒng)在部分負荷下運行時，負荷側管路阻抗可能會增大，供回水壓差ΔP上升，負荷側流量F減小;當F降至主機蒸發(fā)器低限流量以下時，為保證蒸發(fā)器安全，必須開啟旁通閥，用旁路排放的方法保證蒸發(fā)器必須的流量。通常采用供回水壓差ΔP來控制旁通閥的開度。旁路排放方法不改變主機側冷水流量F&

15、#39;，因此，不能降低冷水泵耗能。 </p><p><b>　　2、節(jié)流控制 </b></p><p>　　節(jié)流控制是通過調節(jié)管道中閥門開度來改變水流量的，如圖2 </p><p>　　閥門開度減小時，冷水管路阻力曲線從h11變大為h12，冷水泵工作點從A點沿揚程H－流量F曲線移至B點，流量從F1降至F2，揚程從H1升至H2。由于水泵功耗P

16、=HF，當圖2b中S1＞S2(S1為矩形AF1F2C的面積，S2為矩形 </p><p>　　BCH1H2的面積)時，節(jié)流控制可降低冷水泵的功耗。但是，節(jié)流控制降流量以抬高揚程為代價。從P=HF式可導出H=P/F，說明節(jié)流變水流量時，單位流量的功耗反而是增加的;因此，節(jié)流降耗效率不高，而且閥門的機械結構也難以勝任自控系統(tǒng)頻繁、快速的調控要求。 圖2 冷水系統(tǒng)節(jié)流控制 </p><p>　　

17、（二）、冷(熱)水節(jié)能系統(tǒng) </p><p>　　系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,當末端空調負荷變小時,冷(熱)水供、回水溫差將出現減小現象,溫度傳感器檢測出這種趨勢后,輔以壓力檢測,模糊控制系統(tǒng)將自動降低冷(熱)水泵的工作頻率,減少冷(熱)水流量,并使溫度、壓力控制在最佳設定值上,維持機組的高效率運行。變頻系統(tǒng)能夠自動調節(jié)水流量,把機組冷(熱)水供、回水溫差及冷卻水出口溫度控制在最佳范圍內,保證主機熱交換效率,節(jié)約主機能耗。

18、另外由于變頻節(jié)電控制系統(tǒng)對水泵實現了降速運行和軟啟動,減少設備運行時的振動、噪音和磨擦,延長了設備維修周期和使用壽命,提高了設備的MTBF值(平均故障維修時間),并減少電機啟動時對電網沖擊,提高了系統(tǒng)可靠性。（軟啟動電機的最高啟動電流僅為額定電流的1.5倍,而一般電機啟動電流為為額定電流的4-7倍）空調水系統(tǒng)采用變流量運行具有很大的節(jié)能潛力,大量的實踐證明變頻器及變頻系統(tǒng)的投資在1-2年內即可收回。 </p><p&

19、gt;　?。ㄈ?、選擇合適冷熱源設備 </p><p>　　空調冷熱源主要包括各種形式的蓄冷設備、熱泵機組、直燃式溴化鋰吸收機組、螺桿式冷水機組、電制冷機等。應該結合具體的各項參數和建筑物的設計方案來選用合適的冷熱設備方案。 </p><p>　　1、水系統(tǒng)形式的選擇 </p><p>　　絕大多數的中央空調水系統(tǒng)都是選用多泵運行方式來使冷凍水泵與冷卻水泵工作。水泵

20、開啟的數量應該根據氣候的變化來進行確定。氣溫低時少啟動水泵，氣溫高時多開泵。據統(tǒng)計，中央空調水系統(tǒng)消耗的能量在大型民用建筑或公共建筑占到了總能量耗損的40%。因此，改造冷水泵時可以采用變頻技術，也可以采用智能化措施來控制冷凍水泵、冷卻水泵。值得注意的是，在節(jié)電改造水泵、風機時，應該采用多泵代替少泵運行、多級泵代替單級泵運行等多種方案來進一步提高節(jié)能效果。 </p><p>　　2、選擇中央空調的末端設備 <

21、/p><p>　　中央空調的末端設備指風機盤管、新風機組、空調機組等。應該詳細計算水系統(tǒng)的個環(huán)路阻力損失，各設備容量應該按照具體實際情況和冷負荷結合來選擇。注重選取空氣輸送系數大、漏風量少、空調風機風壓與風量匹配合理、單位功率量大、重量輕的機組，同時，再配置相應管徑的管道閥門。與此同時，熱回收變風量系統(tǒng)的調節(jié)技術應該結合建筑物的實際狀況選用。 </p><p>　　3、采用樓宇設備自動控制技術

22、 </p><p>　　應該在熱交換器、低壓蒸氣盤管、冷卻塔、空氣處理機、鍋爐、冷水機等水系統(tǒng)配置一些較為常用的優(yōu)質中央空調零部件。同時，還應該對中央空調系統(tǒng)末端的風機盤管、變風量風機、回風機、新風機等采用樓宇設備自控系統(tǒng)來進行“精細化”控制和狀態(tài)監(jiān)視，從而有效地實現節(jié)能減排的目的，節(jié)能率可達10%～15%左右。 </p><p><b>　　結束語 </b><

23、/p><p>　　在中央空調使用的過程中，為了降低能源的消耗，在中央空調系統(tǒng)設計的過程都要進行節(jié)能設計，減少能源的消耗。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 戎衛(wèi)國．空調節(jié)能技術的熱力學分析與思考[J]．暖通空調，2010 </p><p>　　[2］楊新才．中央空調節(jié)能控制技術的應