隨著近年來我國能源短缺問題日益嚴(yán)重，節(jié)能技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，特別是在建筑行業(yè)，高樓大廈越建越多，中央空調(diào)的安裝也日益普及，中央空調(diào)的耗能問題便成為業(yè)內(nèi)關(guān)注和研究的焦點(diǎn)，針對(duì)中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的研究和實(shí)踐也越來越多。
1.中央空調(diào)控制特點(diǎn)
中央空調(diào)的控制是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜的過程，其間會(huì)受到各種內(nèi)外因素的影響，使其系統(tǒng)控制呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：
1.1 干擾性
現(xiàn)代建筑物往往都是龐大的個(gè)體，中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)在調(diào)節(jié)其室內(nèi)氣溫的過程中，難免會(huì)受到一些外部因素的影響，如外部氣候變化、太陽光輻射以及建筑物本身溫度等，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部各構(gòu)成組件的運(yùn)行情況也會(huì)影響到空調(diào)的調(diào)控效果。所以說中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的控制具有很大的干擾性。
1.2 濕度相關(guān)性
在中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)空氣溫度的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致空氣的濕度發(fā)生變化。隨著空調(diào)溫度升高，會(huì)使得空氣中的水蒸氣分壓呈現(xiàn)升高態(tài)勢(shì)，由此使得空氣濕度下降，但反過來如果將空調(diào)溫度降低，空氣中水蒸氣的分壓則會(huì)隨著降低，而空氣的濕度則呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。所以說中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)與空氣濕度也有一定相關(guān)性。
1.3 調(diào)節(jié)對(duì)象特性
在相同的干擾條件下，不同的控制對(duì)象，被控量隨時(shí)間的變化過程也并不盡相同。啟用空調(diào)自控系統(tǒng)的可以克服以上干擾因素，使空調(diào)房間能夠維持合適的溫度空氣濕度，從而保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。但要想控制好室內(nèi)空氣溫濕度也不能只依靠空調(diào)的自控系統(tǒng)，還取決于空調(diào)的對(duì)象特性以及空調(diào)系統(tǒng)本身設(shè)置的合理性。
2.中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)概述
新型中央空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要以變頻控制為主，通過應(yīng)用模糊控制、優(yōu)化控制等技術(shù)措施，結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，從而促使系統(tǒng)優(yōu)化，更加智能化，這樣可以根據(jù)末端負(fù)荷變化及空調(diào)主機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)，從而保證系統(tǒng)中的負(fù)荷量及冷媒流量能夠同步變化。另外，我們還要優(yōu)化和改進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)的基本運(yùn)行環(huán)境，最大限度減少系統(tǒng)能源消耗。
中央空調(diào)系統(tǒng)的具體運(yùn)行過程需要在模糊控制和優(yōu)化控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和閉環(huán)控制。將空調(diào)主機(jī)中的定流量運(yùn)行方式改為變流量方式，可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)末端負(fù)荷與冷媒流量的同步變化，這樣，無論是在哪一種負(fù)荷條件下，都能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的有效性，同時(shí)促使中央空調(diào)系統(tǒng)最大限度節(jié)能運(yùn)行。
3.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制分析
中央空調(diào)發(fā)展到今天，其節(jié)能控制主要通過以下五種途徑來實(shí)現(xiàn)：
3.1 空調(diào)機(jī)組控制
智能建筑群發(fā)展至今，空調(diào)機(jī)組已經(jīng)成為耗能量最大的建筑設(shè)備，因此，加強(qiáng)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制也就顯得十分重要。
3.1.1 實(shí)現(xiàn)全年運(yùn)行系統(tǒng)的工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換。通常情況下主要根據(jù)室外氣候變化及空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同要求進(jìn)行空調(diào)參數(shù)轉(zhuǎn)換，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，而且實(shí)現(xiàn)最大限度節(jié)能。
3.1.2 選擇合適的控制器參數(shù)。如果控制回路總是處于不斷調(diào)節(jié)過程，這樣不但浪費(fèi)能量還會(huì)降低執(zhí)行器的使用壽命。而通過合理選擇每個(gè)回路的PID參數(shù)，使之具備良好的響應(yīng)性，或者運(yùn)用更為先進(jìn)的控制算法，就能使整個(gè)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)得到較大的提高。
3.1.3 選用高質(zhì)量的溫度傳感器。在空調(diào)系統(tǒng)中，即使相差一個(gè)單位調(diào)節(jié)，也會(huì)消耗很多的能量，因此，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能，選用精度高的傳感器尤為重要，這比僅看重傳感器的價(jià)格更有效。
3.1.4 實(shí)現(xiàn)多級(jí)控制的有效配合。除了具有中央空調(diào)機(jī)組，有些系統(tǒng)尤其是工藝空調(diào)還附帶再加熱盤管可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié)，這個(gè)時(shí)候合理地選擇控制方式及配合關(guān)系并控制系統(tǒng)的送風(fēng)溫度就尤為重要，如果空調(diào)送風(fēng)溫度過低，就會(huì)發(fā)生再加熱的能量浪費(fèi)，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效果都會(huì)受到影響。
3.1.5 隨室外溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的溫度設(shè)定值。比如對(duì)于舒適型空調(diào)系統(tǒng)，夏季隨室外溫度的升高我們可適當(dāng)調(diào)高溫度的設(shè)定值，到冬季再隨室外溫度的下降調(diào)低溫度的設(shè)定值，從而縮小了室內(nèi)外的溫度差，這樣既滿足了人們對(duì)舒適度的要求，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能效果。
3.2 熱水系統(tǒng)控制
熱水控制系統(tǒng)也是影響空調(diào)機(jī)組節(jié)能的重要因素，主要有以下兩部分：
3.2.1 鍋爐系統(tǒng)。首先，根據(jù)供暖需求量要求，可以適當(dāng)增加或者減少鍋爐臺(tái)數(shù)；其次，評(píng)估室外溫度，對(duì)供水水溫進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，最大限度地降低能耗；最后，適當(dāng)調(diào)節(jié)變頻泵，滿足空調(diào)負(fù)荷需求。
3.2.2 熱交換器系統(tǒng)。首先當(dāng)空調(diào)負(fù)荷減少時(shí)，通過一個(gè)室外恒溫器重新設(shè)定供水水溫，當(dāng)熱水泵停止運(yùn)行時(shí)，可將兩通閥關(guān)閉來節(jié)約能耗；其次，根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化，通過變頻泵相應(yīng)改變供水量。
3.3 冷水機(jī)組控制
對(duì)建筑物內(nèi)外環(huán)境的溫度及濕度進(jìn)行測(cè)量能夠準(zhǔn)確評(píng)估設(shè)備的最佳啟停時(shí)間，這樣可以盡量減少冷卻塔風(fēng)機(jī)和主機(jī)的平均運(yùn)行時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能。此外，根據(jù)冷負(fù)荷變化情況，并通過變頻裝置對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備及冷卻水流量進(jìn)行控制，還能夠降低主機(jī)負(fù)荷、減少機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使系統(tǒng)能耗降低。
3.4 電能控制
電能消耗的計(jì)費(fèi)取決于兩個(gè)因素：需求系數(shù)和耗電量，即用電高峰期和低谷期的電價(jià)不同，因此如何使設(shè)備在用電低谷期的用電量較高、運(yùn)行時(shí)間較長，用電量的高峰期用電量較低、運(yùn)行時(shí)間較短，另外適時(shí)地停止或啟動(dòng)耗電量較高的暖通空調(diào)設(shè)備，以保持一個(gè)平穩(wěn)的用電量，都可在一定程度上降低總的電費(fèi)。
3.5 變風(fēng)量控制
變風(fēng)量系統(tǒng)主要是指當(dāng)房間熱濕負(fù)荷低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值時(shí)，通過采用保持送風(fēng)參數(shù)不變但減少送風(fēng)量的措施來保持室內(nèi)溫度，與定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比，此種系統(tǒng)不僅能夠降低熱量及冷量，而且隨著各個(gè)房間送風(fēng)量的變化，系統(tǒng)總的送風(fēng)量也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的改變，由此降低了運(yùn)行消耗。同時(shí)，通過對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)總負(fù)荷的計(jì)算需要充分考慮各個(gè)方面是否同時(shí)發(fā)生負(fù)荷，在實(shí)行精確計(jì)算后以最大限度地減少風(fēng)機(jī)容量，降低消耗。
變風(fēng)量系統(tǒng)的控制主要分為兩個(gè)部分，末端控制和空調(diào)機(jī)組控制，對(duì)于正常運(yùn)行的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，不僅要求系統(tǒng)布置合理，計(jì)算精確，施工安裝科學(xué)，同時(shí)還必須選擇有效的控制方法，在實(shí)際運(yùn)行過程中，可以采用變靜壓控制法、定靜壓控制法、風(fēng)機(jī)總風(fēng)量控制法等，這些方法的適當(dāng)運(yùn)用會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)起到很大的幫助。
4.結(jié)語
現(xiàn)代建筑中，空調(diào)的應(yīng)用越來越廣泛，因?yàn)槠錇楫?dāng)今人們追求更舒適生活創(chuàng)造了條件。但這份舒適的享用是在耗費(fèi)大量電能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，眾所周知，空調(diào)的耗電量幾乎能占到整個(gè)建筑耗能的一半，所以這個(gè)問題不得不引起人們的關(guān)注，因此中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的開發(fā)與改善已成為業(yè)內(nèi)人士的首要關(guān)注，本文即是對(duì)中央空調(diào)的節(jié)能系統(tǒng)及其控制展開分析。