淺談中央空調變頻節能技術

摘要：隨著我國高層建筑越來越多，智能化建筑的廣泛應用，與此同時，中央空調系統的應用日益普及，由此造成的能源消耗已成為影響國家能源戰略的重要方面。因此，研究節約能源、提高能效的技術手段和方法迫在眉睫。文章根據實際經驗，從中央空調的維護結構、冷熱源、系統設計及運行方面研究并分析了促使中央空調系統節能運行，提高能源利用率的各種措施。

Research on energy saving technology of central air conditioner

Huang Yu

（College of electrical engineering of Guangxi University，Guangxi,Nanning,530004）

Abstract：With the increasing of high-rise buildings, the application of intelligent building is widely used, and the application of the central air-conditioning system is becoming more and more popular, and the energy consumption has become an important aspect of the national energy strategy. Therefore, it is urgent to study the technology and method of saving energy and improving energy efficiency. According to the practical experience, the paper studies and analyzes the maintenance structure, cold heat source, system design and operation of central air-conditioning system, and analyzes the energy saving operation of central air-conditioning system, and various measures to improve energy efficiency.

Keywords：Central air conditioning; energy saving; energy consumption; efficiency; measure

據相關數據統計，在發達國家，建筑能耗約占總能耗的30%～40%，而空調系統的耗能是建筑物能耗的主要組成部分，往往占其50%以上。建筑節能開始成為各國關注的熱點。隨著控制技術的提高，空調系統控制更多的由自動控制系統來實現，所以目前空調節能的一個重要角度就是實現控制節能。從控制對象來看，主要包括兩部分，一部分是空調系統的一次系統側，涉及到的主要控制技術是容量調節技術，如節流調節、轉停調節、滑閥調節和變頻調節控制等。第二部分是空調系統的二次系統側，涉及到對水泵、風機等輸送設備，冷盤管、熱盤管等熱交換設備和各種節流閥門進行控制的控制技術。

根據有關資料統計，中央空調設備97%的時間在70%負荷以下波動運行，也就是說起實際負荷無法實現滿負荷，特別是在主機部分負荷的情況下?？諝馓幚碓O備的能力有很大的富余，造成了大量的能源浪費。因而，運行調節具有重要的意義。如果能找出中央空調系統的最佳運行工況，研究中央空調系統節能控制策略，設計性能良好的控制系統，并通過控制系統實現能量匹配的自動調節，將大幅度降低中央空調的運行能耗。從而既能滿足人們生產、生活和工作的要求，又能達到節約能源的目的，具有十分積極的意義。

中央空調系統是一個復雜的系統工程，要想使其達到最佳的節能效果，就要從整體著眼，對冷凍水、冷卻水等主機系統和冷風柜、盤管等末端系統等進行全面控制，使整個系統協調運行?，F階段空調系統的節能研究大部分集中在水泵和風機的單機變頻技術，由各個變頻器來改變冷凍水流量及風量的大小以適應負荷的變化。顯然，這種節能方案不能在空調系統整體運行中達到較好的節能效果。對于控制領域，中央空調節能控制的研究主要集中在變頻器節能技術。變頻技術在中央空調中的應用主要在以下幾個方面：

1　中央空調末端送風的變頻控制

中央空調的以水為其冷、暖輸送介質，通過風機可以將末端與熱交換器接觸的清潔空氣向室內傳輸，以此實現室內溫度的調節。當作為輸送介質的水的溫度不變的條件下，通過對送風量進行調整能夠達到調節室內冷風/熱風量，風機轉速的快慢決定了送風量的大小，以此實現對室內溫度的調節。這樣，就可以根據空調機上的相應設置來調節最適宜的室內溫度。而變頻器的作用主要是對風機進行無級變速，在變頻作用下，輸入端電壓也會發生相應的變化，以達到更好的能源節約目的，減少系統的噪音。很明顯，加入變頻器的中央空調能夠為人們帶來更加舒適的室內環境，同時也達到了節約能源與降低成本的作用。

具體來講，變風控制的優勢主要有以下幾點：一方面可以節約能源，為國家能源發展做出貢獻；另一方面也可以減輕噪聲，降低工作人員的工作壓力。但是其缺點是需要一次性投入較多成本。

2　中央空調循環水泵變頻控制

冷凍水系統的出水溫度主要由蒸發器的設定值所決定，回水溫度則主要由大廈的熱負荷所決定。中央空調冷凍水出水與回水溫度的溫差不應超過5℃?，F在使用的蒸發器出水與回水管上一般都裝有由變頻器、變送器、PID溫差調節器組成閉環控制系統，其作用就是對水溫進行檢測。這樣，在控制冷凍水溫差的基礎上，就可以使冷凍水泵的轉速相應于熱負載的變化而變化。

在冷卻水系統中，因為低溫冷卻水溫度是由環境溫度和冷卻塔工況共同決定的，所以在對高溫冷卻水溫度進行控制的基礎上，就能夠對溫差進行控制。利用由變頻器、變送器、PID溫差調節器組成閉環控制系統，就可以使冷卻水泵的轉速相應于熱負載的變化而變化。

在中央空調中應用變頻技術的優勢主要包括：一是可以利用變頻器的調頻調壓功能，降低了對電網的影響，而變頻無級調速使電機能夠平滑啟動，不會有沖擊雜音，有利于延長其使用壽命；二是能盡量減少水泵的運行能耗；三是在多臺水泵共同使用的情況下，能夠減少水泵使用數量，并能夠自動控制制冷機；四是利用變頻器調節水系統的季節變化，不會出現水泵效率下降情況。

3　結論

綜上所述，合理運用中央空調系統的變頻節能措施，能夠達到提升空調效能的作用，對于降低空調損耗，提升其能量利用率具有重要作用。同時，中央空調系統變頻節能技術的使用也具有綠色環保意義，對于家庭室內空氣的潔凈及舒適度的提升，以及我國環境保護及綠色家園建設都具有重要意義。