关于中央空调节能控制技术的探讨

空调系统的作用就是对室内空气进行处理,使空气的温度、湿度、流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度的变化而发生波动时,首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器,调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器,执行器动作后,不断调整参数以符合使用要求。

1.中央空调的控制特点

干扰性。全年或全天空调系统在运行中，因为受外部条件和内部条件的变化，都会干扰到空调系统的运行。

调节对象的特性。被控对象的不同，在相同的干扰作用下，随时间的变化被控量过程也不是一样的。克服这些干扰因素，对空调房间一定的温度、湿度和空气品质的维持就是空调自控系统的任务。但是温度、湿度的控制效果不但靠自控系统取决，更主要的是空调系统的合理性及空调的对象特性取决的。

温湿度的相关性。在空调的控制中，大多数情况下主要是对空调房间内温度和湿度的控制，这两参数常常是同时在一个调节对象里进行调节的两个被调量，两个参数在调节过程中又相互影响。若是空调房间内，因为某些原因而温度升高，在空气中引起水蒸气的饱和分压力变化，在不改变含湿量的情况下，就引起了室内相对湿度的变化，温度升高相对湿度就会降低,温度降低相对湿度就会增加,在调节过程中,对某一参数进行调节时,同时也引起另一参数的变化。

多工况运行及转换控制。因为在全年的室内外条件变化下，空调系统的调节是按照一定的运行方式进行的。同时在内外条件发生显著变化时，对运行调节方式要进行改变，就是对运行工况进行转换。

整体控制性。空调房间内的空气温度和相对湿度控制是空调自动控制系统的重点，与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统是通过工况进行转换的。要根据系统的工作程序对空调系统中处理设备进行启停，进行的时候要按照相关的操作规程，处理过程的各个参数调节及联锁控制都不是孤立进行,而是与室内温、湿度密切相关的。

2.中央空调节能控制途径

空调机组

现代智能建筑中耗能最多的设备就是空调机组，它有不同的运行方式，考虑空调机组的节能有以下几个方面：

自动转换全年运行系统工况。对工况要求进行转换的依据就是不同结构的室外气候条件和空调系统及其工艺的不同，转换的判断条件通常是焓值，对它的实现是通过调节空调运行参数来得到的。

选择控制器参数。对每个回路的PID参数的选择要合理，使它的响应性能能够很好的发挥，或者对控制算法要选择先进的方法，这样就可以对控制系统的性能指标有所提高。控制回路总是处于不断调节或响应的过程等不好的影响要尽量避免，这样不仅浪费能量而且对于执行器的寿命也有影响。

多级控制的有效配合。有些系统除了具有中央空调机组外，还对每个房间设有风机盘管来实现各自的单独调节，此时，控制方法及配合关系要进行合理的选择，要对中央空调送风的温度避免过低，这样会发生房间再加热的能量浪费现象，应该对整体系统的节能效果进行考虑。

冷水机组

对楼宇内外的温度、湿度要实时进行测量，对楼宇的热惯性要通过计算机进行预测，根据测量的数据，通过计算对最优化的设备启、停时间进行确定。这个措施对主机、水泵、冷却塔风机平均每天的运行时间会减少。同时根据冷负荷在楼宇中的变化，对冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量的调节要通过变频装置进行控制，也能下降主机负荷，从而对机组运行台数进行控制。

热水系统

锅炉系统。第一，把供暖需求量作为依据，来控制锅炉运行的台数；第二，把室外温度作为依据，重新对供水水温进行计算设定，来减少消耗的能量；第三，对供水量的调节要采取变频泵进行，以适应负荷的变化。

热交换器系统。第一，把空调负荷的大小作为根据，通过变频泵对供水量进行调节；第二，通过一个室外恒温器，当负荷减少时对供水温度进行重新设定和控制，当热水泵不运行时，通过流量开关联锁关闭两通阀。

变风量系统

变风量末端控制和变风量空调机组控制是变风量系统控制的两个部分。一个好的变风量空调系统，除了设计的精确计算，系统合理的布置，施工到位的安装外，还有很关键的一点就是对最佳控制方法的选择。在工程实际应用中，定静压控制法、变静压控制法、直接数字控制法、风机总风量控制法是采用最多的方法。

电能控制系统

耗电量和电价是电能消耗计算的主要因素，也就是不同的峰、谷电价。所以，对于能耗较高的暖通空调设备要合理地启动或停止，在用电的高峰期降低设备的用电量、缩短运行时间，在用电低谷期增加设备的用电量、延长设备的运行时间，使总的电费最低。

3.节能方法的选择

空调负荷主要包括：由于室内外温差通过围护结构传热引起的负荷，日辐射得热引起的负荷，室内设备及人员散热引起的负荷，新风引起的负荷，物料散热量及散湿过程的潜热量等。

当前，在空调工程设计中，一个最普遍的问题就是冷负荷设计值过大。根据调查数据显示，即使在最热的季节，很多空调仍然有1/3的冷水机组不运行，有的甚至高达1/2。选择设备的主要依据是设计冷负荷，所以对建筑冷负荷进行正确的计算，对于整个系统的设计是很重要的。但是，当前国内大量空调设备的闲置是由于设计造成的，其中主要的原因就是设计冷负荷取值过大。