浅谈中央空调节能措施的应用

浅谈中央空调节能措施的应用王盛雪(大连制冷中等职业技术学校辽宁大连116033)摘要:文本主要介绍了中央空调末端设备采用的楼宇系统(BAS)实现了节能的自动控制。以及在空调设计中采用冰蓄冷空调工程与大温差送风、送水技术对空调节能新技术的介绍。关键词:中央空调节能措施能源是社会发展和人类赖以生存的物质基础,而人类的使命就是节约能源。同时它也是我国的一项基本国策,其中节能工作的长期重要的方针就是坚持把节约放在首位,节约和开发并举。据统计约占全国能耗的1/3的是建筑物的能耗,其中建筑物能耗中的中央空调系统的能耗占65%,这是一个非常惊人的数字。对于降低整幢建筑的能耗关键点在空调系统的节能上,因此,全球节能减排形式是计推广并采用当前最先进的中央空调节能控制的技术和产品是必要手段和主要技术之一。1当前空调系统设计中的节能措施1．1采用楼宇设备自动控制技术对空调末端装置进行控制在智能建筑中一般采用的是楼宇设备自控系统,而实现节能的目的就是要对中央空调系统末端的变风量风机、回风机、风机盘管、新风机等装置进行监视,并采用精细化的控制。同时它运用了直接数字控制器(DDC控制器),将检测到的相关量值进行比例、积分、微分运算(PID运算),对上述的设备实现了PID控制,并达到了节能的效果。该措施对空调末端设备的控制节能上只能达到10%～15%,对空调制冷站和空调水系统的智能控制不能实现,因此,其节能的效果不是很显著。1．2采用通用变频器对中央空调系统中的水泵和风机进行控制为了降低中央空调系统的能源浪费问题,主要采用的是变频器来对空调系统的风机和水泵进行控制,对风机和水泵进行PID调节,对温差、供回水压差进行采集,以达到节能效果。这种控制方法通常可以节约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20%,最高可达30％。另外中央空调采用变频器后有如下优点。(1)变频器可软启动电机,大大减小冲击电流,降低电机轴承磨损,延长轴承寿命。(2)调节水泵、风机流量、压力可直接更改变频器运行频率来完成。(3)系统耗电大大下降,噪声减小。(4)若采用温度闭环控制方式,系统可检测环境温度,自动调节风量,随天气、热负荷变化自动调节,温度变化小,调节迅速。2动态变流量空调节能控制系统2.1动态变流量控制原理当空调负荷发生变化时,通过采集一组参数值经模糊运算,及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的运行工作参数,从而改变冷水机组工作状态、冷冻(温)水和冷却水流量,改变冷却塔风机的风量,确保冷水机组始终工作在效率最佳状态,使供回水温度始终处于设定值,从而使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。动态变流量控制的核心是变流量控制器,在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则,形成智能模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数,经模糊运算,得出相应的控制参数,这些控制参数被送到冷水机组、冷冻(温)水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化,利用现代变频控制技术,改变空调系统循环水的流量和温度,以保证整个系统在满负荷和部分负荷情况下,均处于最佳工作状态,从而最终达到综合节能的目的。2.2动态变流量节能控制方法2．2．1一次泵变流量系统当末端空调负荷变小时,末端空调设备前的两通阀将会关闭或减小,负荷侧回路管路的阻力增大,冷冻水供、回水温差将出现减小,供回水管的压差将出现增高的趋势。水温传感器及水流压差器检测出这种趋势后,模糊控制系统将自动降低冷冻水泵的工作频率,减少冷冻水流量,并使供回水温差及供回水压差控制在最佳设定值上,维持冷水机组的高效率运行。2．2．2二次泵变流量设计二次泵变流量系统分为一级泵变流量系统和二级泵变流量系统。其控制原理及效果与一次泵变流量大致相同。而一级泵系统负责确保冷水机组的安全运行,一级泵系统的旁通管路一般设计为直通管,管径按一台冷水机组额定流量设计。一次泵变流量系统跟踪二级泵环路的流量变化,并保证一级泵环路的流量大于二级泵环路的流量,使旁通冷冻水管保持从供水管流向回水总管。当旁通管的流量超出设定值的范围时,变流量控制器将模糊PID调节一级泵的工作频率,使旁通管的流量返回设定值。3冰蓄冷空调工程与大温差送风、送水技术的应用近些年来,冰蓄冷空调工程由于对电力峰谷负荷具有明显的均衡作用而在国内蓬勃兴起,在当今社会都在提倡节约用能,合理用能的形式下,合理应用冰蓄冷空调更具有现实意义,具有十分广阔和美好的发展前景。虽然冰蓄冷空调工程可以对电力负荷起到“移峰填谷”的作用,也可部分节省用户的运行费用,却也带来了两个重要的缺陷,一是用户初投资增加;二是能源利用率降低,即所谓的“省钱不节能”。其实如果我们在高计中贯彻整体化冰蓄冷空调的理念,就完会可以避免这两种缺陷,还能为用户带来比常规空调更为舒服的空调环境。我们知道,通过合理的设计,冰蓄冷空调系统的融冰温度可在2℃左右或更低,即使通过板式换热器进行换热,仍然可以换出3℃左右的空调水。结合利用并充分发挥冰蓄冷系统低温位冷源优势的空调系统称作整体化蓄冷空调系统,而低温送风及与之相应的大温差冷水技术就是典型的应用。低温送风温度普遍被认为是4℃～11℃,对于24℃的室内设计温度,送风温差可达13℃～20℃,冷水温差可达10℃～16℃。相对常规空调5℃水温差和10℃送风温差,系统风量和循环水量大幅减少,它的优势是显而易见的。空调风量和循环水量的减少是初投资最根本、最直接和最有效的途径,它使所有空气和水处理、输送及分配设备,包括空调箱、水泵、管道及配件空气末端设备、空调自控系统备的数量和容量均大幅减少,空调机房面积、管道所需建筑空间、空调设备用电量需求也随之减少,显著降低了空调系统的初投资,甚至可以完全抵消冰蓄冷系统所增加的额度。更节能,空调系统输送设备的减小,使输送设备的能耗显著降低。虽然冰蓄冷系统制冷机的COP值降低了,但空调系统整体的能效系数却可以提高,系统运行费用及设备维修更换费用也随之减少,真正做到“即节能又省钱”。更舒适,由于送风温度的降低,去湿能力更强,室内相对湿度可控制在30%～45%,提高了室内的热舒适性;又由于空气的输送及处理是在较低的温度下进行,有利于抑制细菌的繁殖,从而进一步改善室内空气品质。中央空调系统节能的潜力巨大,动态变流量空调节能控制系统和冰蓄冷空调工程与大温差送风、送水技术的应用给空调水系统、风系统的控制带来一场革命,同时,给空调系统节能带来前所未有的效果,具有广阔的应用前景,值得大力推广。