浅析中央空调系统的节能及优化措施

【摘 要】 在日常生活中，空调系统与我国的室内生活是密切相关的。通过对空调系统的应用，进行室内空气的积极处理，确保空气的新鲜度、湿度、温度、流动速度等的指标的优化，以满足现实工作的需要。文中就此探讨了中央空调的节能控制优化，以供参考。

【关键词】 中央空调；节能；优化

引言

中央空调因为其适用于大型建筑、隐秘性好、可进行加湿操作、采用新风系统等优点在现代建筑中被普遍应用，但中央空调系统运行耗能很大，在某些工业发达国家，供暖和空调系统的能源消耗约占国家总能源消耗的1/3。

1、中央空调系统特点

1.1、干扰性

空调系统的干扰性来自于在全天或者全年的工作中内部条件和外部条件的改变，外部条件例如太阳照射、温度、风、雨、雷电、雪等；投入运行的量、照明的启和停、工作人员的变化等是内部条件的主要内容。

1.2、调节对象

空调的自控系统主要是用来对一些干扰因素进行排除。由于不同的被控对象在相同的干扰作用下，被控量随着时间发生变化的多少和过程也并不是完全一样的。空调自控系统就是用来对此类干扰因素进行排除，控制空调房间的空气品质以及温、湿度。但是，温度和湿度的控制效果不仅来自于自控系统，更重要的是来自于空调的对象特性和空调系统的合理性。

1.3、温湿度的相关性

在空调系统的控制中，通常主要是对空调所在房间内温、湿度进行控制，而温、湿度往往属于相同的调节对象，这两个量同时被调节，在调节过程中有相互产生影响。要是由于一些原因，室内温度升高，导致空气里水蒸气的饱和分压力产生变改变，在含湿量不变的基础之上，就会导致室内相对湿度的改变，温度上升相对湿度就会下降，温度下降相对湿度就会上升，在调节操作过程中，调节某一参数时，会引起另一参数的改变。

1.4、多种运行方式的转换控制

工况即运行方式。在全天或全年的运行中，空调系统在进行室内外的调节工作时，是通过多种运行方式的转换与控制来实现的。也就是说，空调系统的运行方式要随室内外条件的明显改变进行转换调节，即随环境改变而进行工况转换。

1.5、整体控制性

空调的自动控制系统通常是围绕空调房的室内相对湿度和空气温度的控制，经过工况转换和空气处理的每个环节密切联系的统一性控制系统。在空调系统中，对空气处理设备进行启用和停止要按照相关的工作准则，除此之外，联锁控制和各个参数调节与室内温、湿度是密切相关的，不可单独调节。如下图所示为中央空调系统原理图。

2、中央空调系统的节能设计技术分析

2.1、科学设计室内参数

科学设计建筑室内湿度值及温度是进行中央空调系统节能设计的关键，部分企业建筑室内设计应用的室内定值法，室内温度全年小变，由于一年四季温度不断变化，居民对室内温度也有小同的要求，若室内温度全年保持不变，会给居民生活造成诸多不便。要发挥中央空调系统的节能性，应采用变设定值控制室内温度变化。比如说可以将室内温度加热到舒适区的下限，夏天可对其进行降温操作，根据居民的不同需要进行随意变化，只有这样才能达到节能效果。

2.2、冷热负荷设计

在中央空调系统施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。负荷计算应采用动态的计算方法，依据实际负荷情况选择合适的冷热源。由于系统冷热源及设备在部分负荷下的性能对系统节能有重要影响，因此，在设备选型时，一方面要考虑到特定的设计工况，同时还应该强调系统运行工况和部分负荷的系统性能的影响。设计的空调系统的冷热负荷设计过大，设备选型没有充分考虑空调系统的负荷特点和设备性能，空调机组容量、管道直径、水泵配置、末端设备设计偏大，导致投资、运行费用增大。而很多建筑的空调系统都达不到满负荷运行，即使在最热月仍有闲置的空调机组。水泵选型过大或水泵选配电机功率过大，低效率运行，浪费能源。多台冷冻水泵并联运行时，没有根据供冷负荷的变化调整开启台数，而是无论冷负荷大小，都是按最大冷负荷开动冷冻水泵，白白浪费了电能。

2.3、空调水系统的设计

设计人员应重视水系统设计，对每个水环路进行水力平衡计算，对压差相差悬殊的回路要采取有效措施，保证各环路水力平衡，避免水力、热力失调现象，认真校对和计算空调水系统相关参数，切实落实节能设计标准的要求值，利用电动二通阀对经过空调末端的水流进行控制，使流量随负荷变化而变化，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施。近年来的研究结果表明，加大供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率下降所增加的能耗，因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益，不仅要杜绝大流量、小温差现象，还要逐步引入小流量、大温差的设计方法。由于加大供回水温差，设备的运行参数发生变化，设计方案要经过技术经济比较后确定。同时还应该关注冷却水温度对空调系统能耗的影响。如下图所示，为中央空调水系统节能原理图。

2.4、机房位置设计

对于大型建筑来说，中央空调系统中机房最多，例如制冷机房、热交换机房、空调机房等等。国外建筑经验是将热冷源集中布置，减少占地面积，将冷冻机房和热交换机房设置在地下室，空调机房则分布在被调房间。这样的好处是减少投资，节约成本，并能够在最短的距离内提高空调功效，达到节能高效的目的。

3、中央空调系统的节能优化措施探讨

3.1、适时开启

由于居民对中央空调系统所散发的温度要求有所不同，因此中央空调系统在节能运行中应根据居民的实际要求合理开启，注意室内门窗的关闭状况，防止中央空调冷气外漏，提高电能利用率，为用户节省带能开支，实现节能目的。

3.2、空调系统的节能运行

适当提高空调室内的设定参数，根据现行的空调环境标准，夏季一般室内温度设定为26--28摄氏度，冬季为18--20摄氏度。室内空调温度的提高，可以大大的降低空调冷水机组的能耗。新风量的调节。新风负荷一般要占整个空调系统负荷的20%--40%。甚至更大。在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有着显著的节能效果。过度季节取用室外空气作为自然冷源。在空调运行时间内保证卫生条件的基础上，在夏季室外空气热焓值大于室内空气热焓值时，适当减少新风量有节能的意义。当供冷期间出现室外热焓值小于室内热焓值时（过度季节），应该用全新风运行，这不仅可以缩短制冷机的运行时间，减少新风的耗能，同时还可以改善室内环境的空气质量。

3.3、及时调整机组运行状态

在中央空调系统运行中要及时调整机组运行状态，注意机组运行的实际情况，若室内温度持续上升，那么就要采取调整机组运行状况，不然很容易损坏空调系统设备，从而影响整个中央空调系统的安全运行。

3.4、设备和管道的保温

空调设备和管道的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用至关重要。比如对溴化锂机组的高温发生器进行保温（做成保温房是最好的，如果经济条件不允许，可以用保温棉将高温发生器包住），系统中管道保温的部位有破损，必须及时修复，如果保温出来问题，将会消耗过多的冷量，也会由于所供冷水温度的过大温升，导致空调系统在对空气的处理过程中无法保证露点温度，使空调房间相对湿度超标，空调房间中，人体会感觉到潮湿。

结束语

总言之，在整个建筑节能中，中央空调系统的节能占有很重要的地位，需要设计施工人员高度的重视，严肃遵守节能规范，使节能思想贯穿于整个建筑领域。

参考文献：

[1]季晨雪，郑小倩.中央空调的节能控制优化[J].山西电子技术，2014，05：13+67.

[2]王忻.浅谈中央空调控制特点与节能技术[J].科技风，2014，16：40.