基于中央空調制冷控制系統的節能開發應用

王玉龍

摘 要：近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，能源消耗問題也日益嚴重，對環境造成了不利影響。隨著現代商用建筑和各種智能大廈的出現，中央空調廣泛應用于其中。中央空調的應用使得人們在擁有舒適的工作環境的同時，造成巨大的能源消耗。中央空調制冷系統作為中央空調中最主要的耗能來源，其內設備相對集中，各個控制點對整個制冷系統的影響較大，是一個多干擾、時變性的系統。如果不采用節能技術減少其耗能，則不利于可持續發展以及節能環保發展鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對基于中央空調制冷控制系統的節能開發應用提出了一些建議，僅供參考。

關鍵詞：中央空調;制冷控制系統;節能開發;應用

在當下的生活和一系列工作過程中，人們認識到了能源對生活的重要影響，提升了對節能減排工作的重視程度，中央空調制冷控制系統的節能開發應用，使中央空調空調有了更為廣闊的前景，應該朝著此方面更精準化地推進工作，為人們營造更加舒適的生活環境，更高效地利用能源。

1 中央空調制冷系統的組成及工作原理

中央空調制冷系統主要由制冷壓縮機（空調主機）系統、冷凍水循環系統、冷卻水循環系統、風機盤管系統和冷卻塔風機系統等組成。各組成部分的工作原理如下：（1）制冷壓縮機（空調主機）系統：通向各個房間的冷凍水在制冷壓縮機系統中與制冷劑進行熱交換達到降溫目的。（2）冷凍水循環系統：從制冷壓縮機組降溫的冷凍水由冷凍水泵加壓送入冷凍水管道，然后被送到各風機風口的冷卻盤管中吸收周圍空氣熱量，產生低溫空氣送至房間，升溫后的冷凍水再送回到冷水機組進行循環。（3）冷卻水循環系統：冷卻水吸收冷凍機組中制冷劑釋放的熱量，冷卻水泵將升溫后的冷卻水送入冷卻塔進行換熱，降低溫度后再送回冷水機組進行循環。（4）風機盤管系統：風機盤管系統負責周圍空氣與冷凍水進行換熱，送低溫空氣至房間。（5）冷卻塔風機系統：將制冷機組中升溫的冷卻水進行冷卻。

2 中央空調制冷系統能耗的組成

制冷系統各組成部分相輔相成，從而保障中央空調制冷系統的正常運行。在中央空調制冷系統運行的各個環節，尤其是在熱量交換的環節會產生大量的電能消耗，這些能耗主要來自以下四個過程：（1）冷水機組制備足夠的低溫冷水的過程;（2）冷凍水泵進行的冷凍水循環的過程;（3）冷卻水泵和冷卻塔風機將房間熱量及系統產生的熱量排到室外的過程;（4）空調末端系統，如風機盤管系統將冷空氣不斷送入室內的過程。

3 中央空調制冷控制系統的節能開發應用

3.1 變頻技術對主機制冷系統的控制

變頻技術的應用就體現在主機制冷系統的控制方面，尤其是對制冷壓縮機的控制方面。由于制冷壓縮機是中央空調制冷系統的重要工作部件，也是重要的能量損耗的部件，能耗在整體系統中占有重大的比重。如果制冷壓縮機不能通過熱負荷進行自身運行工作的調節，而一直處于熱負荷的工作狀態中進行規定運行參數的運行，也就使得機器處于極限運行的狀態，當外界溫差并沒有那么大時，壓縮機的處理工作量就處于了浪費的狀態。當熱負荷相對比較低，壓縮機的高強度工作狀態也是對自身機械方面的損害，能耗也在不斷的流失，不利于長期穩定的運行工作。

3.2 變頻技術對冷凍水循環系統的控制

冷卻水循壞系統在整個中央空調的制冷工作中起到了冷源運輸的主要工作，其消耗的能耗也是不可小覷的。在整個中央空調的制冷環節中，如果室內外的溫差比較小，也就是熱負荷比較低，如果冷凍水系統依然處于這高強度的運轉過程，就會導致冷卻水循環系統的泵運行能力不足，也就導致了空轉的現象出現，不利于能耗的高效利用，也就導致了大量能量散失。變頻技術在冷卻水循環系統中的應用也是十分關鍵的。變頻技術對冷凍水循環系統的整體控制工作，就集中體現在了溫度監測模塊對出水和回水溫度方面的監測與控制的工作，這種溫度差會直接影響到冷卻水循環系統中水泵的轉速，熱量交換的速率以及循環水的流速。例如，當溫度模塊進行檢測的工作時，遇到溫度差較大的工作運行情況，這就說明室內的溫度已經上升，熱負荷增高，變頻技術就可以進行冷凍水循環速率的提升工作，加快冷卻水的循環工作速率，使得室內的溫度得到快速的降低。

3.3 機制金屬內保溫風管應用

該風管實現了降噪和保溫功能，風管外殼采用經過特殊處理的鋼板來進行模的建造，在一些相關材料使用復合涂層和鍍鋅技術的基礎上通過保溫釘來進行固定，其中復合涂層采用了內襯保溫材料，很好改善了風管的防火和抗腐蝕能力，這些特性使得其能夠廣泛應用在各種風管中。機制金屬內保溫風管相對傳統風管性能有了極大的改善，比如，在線密封，其采用了先進的密封技術，具體表現為對密封膠的使用方法進行了改良，大大提高了風管的密封性，不容易漏風，空調風系統的各項指標得到了顯著改善，符合空調相關文件的要求。

3.4 管理與控制的節能設計

（1）在空調系統中引入監測及自動控制，如參數實時監測、設備與系統參數狀態顯示、系統自動控制及調節和不同工況條件下的自動轉換。（2）考慮如果空調機盤或過濾器上附著異物會使熱量產生損失導致系統性能降低，造成能源浪費，故在設計中必須做好后續維護及保養分析，制定相應的措施。（3）在春秋兩季應嚴格規定空調系統開啟時間，不必要時建議采用自然通風;另外設計中還應給出提出以下規定：當空調開啟時，室內的門窗必須關閉，人離開前將空調關閉等。（4）借助傳感技術并根據自動控制基本理論，對室內的溫度和濕度做實時監測，根據監測結果對空調參數進行設定，保證空調系統始終處于高效區段運行。（5）設計中規定好過濾器的檢查、清洗及更換的周期，對于新風過濾器，一般15～30d進行一次清洗，對于風機盤管處所設過濾，一般30～40d進行一次清晰，當檢測發現過濾器實際阻力超過最大阻力要求時，應對其進行更換。（6）嚴格執行空調開啟條件，當夏季室內溫度超過30℃時即可開啟空調，當冬季室內溫度不足6℃時即可開啟空調。但夏季空調制冷溫度不能低于26℃，冬季空調制熱溫度不能超過20℃。考慮到傳統空調系統需要使用遙控器進行控制，隨意性較強，不便于管理，故應在有條件時采用智能控制器。當采用智能控制器時，將夏季制冷時的上下限溫度分別確定為30℃和26℃，將冬季制熱時的上下限溫度分別確定為26℃和20℃。這種情況下，如果夏季室內溫度在30℃以下或冬季室內溫度超過20℃，則空調電源關閉，即便有人操作遙控器也不會啟動;另外，夏季室內溫度符合開啟空調的條件，但開啟一段時間后室內溫度降至26℃以下，則空調自動關閉;同理，冬季室內溫度符合開啟空調的條件，但開啟一段時間后室內溫度升至20℃以上，空調也將自動關閉。這種全新的控制模式和以往由人工采用遙控器根據自身感覺進行控制的方式相比，能節省很大一部分能源，節能效果十分顯著，值得參考借鑒。

4 結語

本文討論分析了中央空調制冷系統的工作原理及能耗組成，在此基礎上建立中央空調制冷系統運行優化以及變頻技術的應用，希望能為中央空調制冷控制系統的節能開發應用提供參考。

參考文獻：

[1]汪紹平.中央空調控制策略優化研究[D].安徽建筑大學，2019.

[2]張鵬.中央空調節能自動控制設計[D].中國礦業大學，2019.

[3]孔祥明.論中央空調系統技術節能與管理節能[J].科技經濟導刊，2019，27（24）：52-53.

[4]賈廣政.公共建筑空調負荷預測及制冷站控制策略研究[D].北京建筑大學，2019.

[5]趙慧玲.中央空調制冷系統中變頻技術的問題探討[J].節能，2019，38（05）：159-160.