廣東集明能源開發(fā)有限公司

摘要：中央空調(diào)系統(tǒng)給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境，同時也消耗掉了大量的能源。據(jù)統(tǒng)計，中央空調(diào)系統(tǒng)的消耗約占大型建筑能耗的40%～60%，且呈逐年增長的趨勢。由此可見，對中央空調(diào)進行節(jié)能改造，可以減少無效能耗，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)主要采用變頻處理，通過微電腦處理控制技術(shù)，通過實時監(jiān)測模塊和節(jié)電優(yōu)化模塊，根據(jù)實際運行的情況動態(tài)地調(diào)整中央空調(diào)的運行狀態(tài)，使電機輸出功率和符合需求精確匹配，從而達到較好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；系統(tǒng)節(jié)能；改造措施

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑領(lǐng)域，在賓館、酒店、寫字樓、商場、住院部大樓、工業(yè)廠房的中央空調(diào)系統(tǒng)，其制冷壓縮機組、冷媒循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機系統(tǒng)、盤管風(fēng)機系統(tǒng)等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制熱負荷或新風(fēng)交換量需求選定的，且留有充足余量。在沒有使用具備負載隨動調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中，無論季節(jié)、晝夜和用戶負荷的怎樣變化，各電機都長期固定在工頻狀態(tài)下全速運行，盡管有的系統(tǒng)采用了閘閥檔板節(jié)流方式，但其能量的浪費仍是顯而易見的。近年來由于電價的不斷上漲，造成中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用急劇上升，致使它在整個大廈營運電費成本中占據(jù)越來越大的比例。因此，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造已成為必須解決的問題。

一、中央空調(diào)系統(tǒng)簡單介紹

（1）、組成設(shè)備

1.按負擔室內(nèi)熱濕負荷所用的介質(zhì)可分為：全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)；

2.按空氣處理設(shè)備的集中程度可分為：集中式、半集中式；

3.按被處理空氣的來源可分為：封閉式、直流式、混合式（一次回風(fēng)二次回風(fēng)）。

主要組成設(shè)備有空調(diào)主機（冷熱源）風(fēng)柜風(fēng)機盤管等。

（2）、工作原理

1.冷（熱）水機組的基本工作過程是：室外的制冷（熱）機組對冷（熱）媒水進行制冷降溫（或加熱升溫），然后由水泵將降溫后的冷媒（熱）水輸送到安裝在室內(nèi)的風(fēng)機盤管機組中，由風(fēng)機盤管機組采取就地回風(fēng)的方式與室內(nèi)空氣進行熱交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣處理的目的。

2.風(fēng)管式機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑，室內(nèi)機組通過布置在天花板上的回風(fēng)口將空氣吸入，進行熱交換后送入安裝在室內(nèi)各房間天花板中的風(fēng)管（道）內(nèi)，并通過出風(fēng)口上的散流器向室內(nèi)各房間輸送空氣。在風(fēng)管（道）上設(shè)計有新風(fēng)門和排風(fēng)門，可以按一定比例置換空氣，以保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量。

3.變頻一拖多機組的基本工作過程是各室內(nèi)機組通過暗裝的方式布置在天花板上。通過其回風(fēng)口將空氣吸入，進行熱交換后送入，再從送風(fēng)口將處理后的空氣采取就地回風(fēng)的方式送回室內(nèi)。

（3）、系統(tǒng)優(yōu)點

經(jīng)濟節(jié)能、環(huán)保節(jié)約、空間個性、化簡化管理、提升檔次、投資方便、使用壽命長。中央空調(diào)一般使用壽命在15到25年，而普通空調(diào)超不過10年，如果保養(yǎng)好，中央空調(diào)的壽命還可以更長。

二、系統(tǒng)存在的問題和能耗現(xiàn)狀

中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)機組、排風(fēng)機系統(tǒng)、DDC控制系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)自2005年投入使用以來，在公司辦公系統(tǒng)溫度控制和生產(chǎn)潔凈廠房溫濕、室內(nèi)外壓差以及空氣潔凈度控制等方面取得了良好的效果。但是，存在耗能大、空調(diào)控制不理想的缺點。

（1）、由于冷水機、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔投產(chǎn)設(shè)計時全部選用恒速工頻電機，在實際使用中存在能耗浪費大；其次由于冷水機組工頻運行不能自動適應(yīng)過渡季節(jié)和高溫高濕的環(huán)境變化，導(dǎo)致喘振現(xiàn)象頻繁，嚴重危害設(shè)備；冷水機、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔的啟停和切換全部為人工手動控制方式，機電設(shè)備的運行難以達到最佳狀態(tài)，能耗浪費大。

（2）、舒適性空調(diào)分別為會議室、檔案室、各辦公區(qū)域提供所需服務(wù)，其溫濕度控制和啟?？刂品绞骄鶠檫h程手動方式，使用不便，溫度控制效果不佳，甚至經(jīng)常出現(xiàn)忘記關(guān)機長時間運行的現(xiàn)象，能源浪費嚴重；為用戶或各辦公區(qū)域提供服務(wù)的空調(diào)為多區(qū)段送風(fēng)空調(diào)，由于其送風(fēng)模式為恒定量送風(fēng)，各區(qū)域出風(fēng)量由出風(fēng)口的手動調(diào)節(jié)格柵控制，經(jīng)常出現(xiàn)各區(qū)域風(fēng)量不能根據(jù)溫度控制需要滿足要求，同時浪費能源。

（3）、DDC控制上只對單臺潔凈空調(diào)機組進行程序化監(jiān)控和自動控制，即對本空調(diào)機組的風(fēng)閥開度、送風(fēng)溫濕度、冷熱水閥、房間溫濕度、風(fēng)機啟停等進行了監(jiān)控和自控，而對于舒適空調(diào)機組、冷水機組系統(tǒng)只是進行了簡單的單電狀態(tài)監(jiān)控，沒有實現(xiàn)這些設(shè)備系統(tǒng)的群控策略控制，不能有效發(fā)揮整體效應(yīng)使設(shè)備達到最佳的節(jié)能運行狀態(tài)。

三、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造措施

（1）、冷卻水泵變頻控制

中央空調(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機組的壓縮機滿負荷工作設(shè)計的，當環(huán)境溫度及各種外界因素，冷凍機組不需要開啟全部壓縮機組，此時空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小，這時就可以通過變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷卻水的循環(huán)速度及流量，使冷卻水的冷負荷被冷凝系統(tǒng)充分利用，從而達到節(jié)能目的。通過對中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù)，其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運行時，可以大幅度節(jié)省電力，尤其針對直燃機冷卻水流量曲線的特點，采用變頻控制，意義更大，從遠大BZ型直燃機中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器控制水泵測試數(shù)據(jù)為例：

1.當制冷量75%時，機組所需冷卻水流量34%，水泵電耗約20%；

2.當制冷量50%時，機組所需冷卻水流量22%，水泵電耗約15%。

（2）、冷卻塔風(fēng)機變頻控制

風(fēng)機功率一般都較小，節(jié)電不如水泵明顯。但風(fēng)機采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫，這對于機組制冷恒溫極為關(guān)鍵；且能使機組溶液循環(huán)穩(wěn)定，獲得最大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn)速運行還能大幅度減少漂水，節(jié)省水源、延緩水質(zhì)劣化、減少水霧對周圍的影響。

（3）、冷溫水泵變頻控制

中央空調(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿負荷工作設(shè)計的，當賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達到空調(diào)的滿負荷，這時就可以通過變頻器調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速，降低冷媒水的循環(huán)速度，使冷量和熱量得到充分利用，從而達到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺水泵，則冬季水泵流量只需50%，自然可大大節(jié)省電力；即使是冬夏分泵運行，也可在低負荷季節(jié)適當降低流量，如90%流量時，電耗約75%。

四、總結(jié)

目前，中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造工程項目市場分布不僅廣泛，而且數(shù)量眾多，這為進行節(jié)能改造市場化應(yīng)用推廣奠定了基礎(chǔ)前提。根據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，在業(yè)已投入運行的中央空調(diào)系統(tǒng)中，至少有70%以上未進行過任何形式的節(jié)能優(yōu)化改造，而且普遍具有很好的節(jié)能挖掘潛力空間。大力推廣與實施應(yīng)用中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)，不僅具有很好的經(jīng)濟效益回報，而且也有力地推動了全社會對能源有效利用率認識的提高。它也將可能給風(fēng)險資本投資運作在該類型節(jié)能改造工程項目上開辟出一條新的方向。

參考文獻：

[1]程耀銀.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)應(yīng)用的研究[J].科技風(fēng)，2013，16：90.

[2]李令言.中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.

[3]楊胤保.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技廣場，2012，06：83-87.

[4]唐子明.中央空調(diào)變頻節(jié)能技術(shù)研究及工程應(yīng)用[D].重慶大學(xué)，2005.

[5]彭愛華.中央空調(diào)智能控制節(jié)能系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].南昌大學(xué)，2007.