廣東美的暖通設備有限公司 徐銘軒

電氣自動化在商業(yè)建筑中央空調(diào)中節(jié)能的實現(xiàn)分析

廣東美的暖通設備有限公司 徐銘軒

隨著科學技術的快速發(fā)展，在現(xiàn)代商業(yè)建筑中，電氣自動化已經(jīng)廣泛應用于建筑中央空調(diào)建設中，實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的目的，進一步降低了建筑能耗，使建筑設計與自然環(huán)境的沖突減緩。文章先簡要概述了電氣自動化的內(nèi)涵，然后對建筑中央空調(diào)中系統(tǒng)節(jié)能的設計進行探討，旨在促進建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

電氣自動化；商業(yè)建筑；中央空調(diào)；節(jié)能

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，自然生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟建設的矛盾沖突越來越激烈，為了適應社會發(fā)展的需求，人們對自然資源的開采力度逐漸增加，尤其是現(xiàn)代建筑行業(yè)，對自然資源的消耗量更高。鑒于此，目前，很多建筑企業(yè)逐漸重視建筑節(jié)能，將電氣自動化引入到建筑中央空調(diào)設計中，以實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計。

1.電氣自動化概述

電氣自動化是工業(yè)技術發(fā)展的重要內(nèi)容，也是當前高校學科的重要組成，具有很高的研究價值與實用價值。簡單來說，電氣自動化技術設計領域相當廣泛，包括電氣行業(yè)、航空航天器材制造、加用電器等都有電氣自動化的身影，電氣自動化的功能是對電氣系統(tǒng)運行進行設計，通過信息技術或者控制技術實現(xiàn)電氣設備的自動化運作，提高電氣工作效率，比如常見的變頻、節(jié)能設計都是電氣自動化的研究成果，電氣自動化的應用對降低資源能耗有積極的意義。

2.電氣自動化在現(xiàn)代商業(yè)建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應用

當前，商業(yè)建筑廣泛應用中央空調(diào)，且中央空調(diào)在商業(yè)建筑中的能耗占到整個商業(yè)建筑總能耗的50%。因此進行中央空調(diào)節(jié)能設計，對降低建筑生產(chǎn)能耗有重要意義。

2.1 合理設計空調(diào)系統(tǒng)冷熱源設備

制冷與制熱是中央空調(diào)的主要功能，而這兩種功能的實現(xiàn)需要通過冷熱源系統(tǒng)的運作來完成?，F(xiàn)代商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的作用巨大，需要承載的系統(tǒng)整體符合也較大。一般而言，商業(yè)建筑中央空調(diào)最大冷負荷在7000KW左右，而最大熱負荷在5000KW左右，因此對冷熱源系統(tǒng)的設備要求較高。為了實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計，往往可以將系統(tǒng)冷熱源集中設置在建筑地下層或者頂層，這樣做的目的是有效節(jié)省建筑空間，并且還能夠節(jié)省管道距離來避免冷熱能耗的浪費。

在中央空調(diào)的電氣自動化設計中，自動化設計主要對冷源系統(tǒng)中的冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)等進行監(jiān)控，然后可以編排每天制冷的之間或者根據(jù)商業(yè)建筑供冷與供暖的需求，根據(jù)現(xiàn)場實際溫度進行系統(tǒng)的開啟與關閉工作，并時刻監(jiān)視冷卻設備的工作狀況，這樣能夠保證每臺制冷設備的運行時間平衡，減少一些不必要設備的運行。當冷凍機組以及循環(huán)水泵運行符合實際要求，可以開始進行冷凍機組運行時間的累計，對每小時的運行情況自動顯示在冷凍機組的顯示屏上，當冷凍機組運行到一段時間后自動啟用備用冷凍機組，使設備的運行時間合理，從而達到延長設備使用壽命的目的，此外，在設備的控制上，運用“遲開機早關機”原則還能通過控制冷凍機組的開機與關機來達到降低能耗的目的。

而在空調(diào)系統(tǒng)中熱源系統(tǒng)的自動化控制上，主要對鍋爐供暖管道、熱水循環(huán)泵、集水器等進行監(jiān)視，系統(tǒng)節(jié)能設計操作中，主要是通過采集熱水循環(huán)泵的運行參數(shù)來合理設計設備的啟停。設備啟停采取變頻控制的方式，根據(jù)出水溫度、壓力等調(diào)節(jié)運行速率，達到節(jié)能的目的，熱源供應中，如果供應的水溫偏低，系統(tǒng)可以通過控制調(diào)大蒸汽閥的張開力度來達到提高熱水溫度的目的，如果水溫偏高，則可以調(diào)小蒸汽閥的張開力度。

2.2 優(yōu)化空調(diào)風柜冷凍水的節(jié)能設計

在中央空調(diào)風柜中加入電氣自動化控制，主要是制定PID閉環(huán)調(diào)節(jié)策略，對設備的狀態(tài)、信號燈進行采集，使室內(nèi)環(huán)境溫度與濕度適宜。

2.2.1 冬季溫度控制

對于系統(tǒng)中的冷/熱水閥門的調(diào)節(jié)上，在冬季室外溫度較低的情況下，空調(diào)系統(tǒng)主要對熱水閥門的控制比較頻繁，通過計算室內(nèi)溫度、回風溫度與設定值的偏差，使用電氣自動化比例積分運算規(guī)律來控制閥門的張開力度，其控制曲線圖如圖1所示。

圖1 熱水閥控制曲線圖（冬季）

當回風溫度小于設定值，熱水閥的張開力度加大，使室內(nèi)溫度提高，達到設定值，反之亦然，從而使室內(nèi)溫度始終達到用戶所需。

2.2.2 夏季溫度控制

在夏季室外溫度較高的情況下，也需要根據(jù)室內(nèi)溫度、回風溫度與設定值的偏差，通過電氣自動化比例積分運算規(guī)律來控制閥門的張開力度，其控制曲線見圖2。

圖2 冷水閥控制曲線圖（夏季）

當室內(nèi)溫度或者回風溫度小于設定值，需要將水閥的張開力度減小，減少冷源的進入量，使室內(nèi)溫度達到設定值。而如果室內(nèi)溫度大于設定值，就需要增加水閥的張開力度，使室內(nèi)溫度降低并達到設定值，達到節(jié)能的目的。

2.3 優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)中送排風設備的設計

空調(diào)風系統(tǒng)主要是對送風口、風道與風速等進行調(diào)節(jié)，使空調(diào)通風系統(tǒng)能夠高效運行。首先，送風的溫度根據(jù)室內(nèi)溫度進行自動調(diào)節(jié)，由于各個季節(jié)室內(nèi)溫差不同，因此送風量的值也是不同的，通過合理的調(diào)整能夠減少能耗，并且送風溫差還與能耗有較大影響，如果空調(diào)送風溫差與環(huán)境溫差的值在4～8℃左右，如果送分溫度沒上升1%，送風量可減少1%。因此加大送風溫差可以緩和能源消耗力度。將電氣自動化設備加入到風閥的控制中，主要是通過監(jiān)測室內(nèi)溫度的變化情況，對風閥做最佳的調(diào)節(jié)，這樣不僅能夠提高內(nèi)部人員的舒適度，還能夠達到節(jié)能的目的。

3.結(jié)語

總之，在現(xiàn)代商業(yè)建筑中央空調(diào)系統(tǒng)中使用電氣自動化技術，能夠達到降低能耗，提高電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定的作用。中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的自動化設計中設計多種技術，包括冷/熱設備控制、風閥控制、水閥控制，為了保證自動化控制的順利進行，在設計過程中應做到精密化管理，以更好的促進空調(diào)節(jié)能的目的。

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徐銘軒（1982—），男，江西南昌人，本科，廣東美的暖通設備有限公司研發(fā)工程師，研究方向：中央空調(diào)集控節(jié)能。