电气自动化在商业建筑中央空调中节能的实现分析

广东美的暖通设备有限公司 徐铭轩

电气自动化在商业建筑中央空调中节能的实现分析

广东美的暖通设备有限公司 徐铭轩

随着科学技术的快速发展，在现代商业建筑中，电气自动化已经广泛应用于建筑中央空调建设中，实现了空调系统节能的目的，进一步降低了建筑能耗，使建筑设计与自然环境的冲突减缓。文章先简要概述了电气自动化的内涵，然后对建筑中央空调中系统节能的设计进行探讨，旨在促进建筑行业的健康发展。

电气自动化；商业建筑；中央空调；节能

引言

随着社会经济的快速发展，自然生态环境与经济建设的矛盾冲突越来越激烈，为了适应社会发展的需求，人们对自然资源的开采力度逐渐增加，尤其是现代建筑行业，对自然资源的消耗量更高。鉴于此，目前，很多建筑企业逐渐重视建筑节能，将电气自动化引入到建筑中央空调设计中，以实现空调系统的节能设计。

1.电气自动化概述

电气自动化是工业技术发展的重要内容，也是当前高校学科的重要组成，具有很高的研究价值与实用价值。简单来说，电气自动化技术设计领域相当广泛，包括电气行业、航空航天器材制造、加用电器等都有电气自动化的身影，电气自动化的功能是对电气系统运行进行设计，通过信息技术或者控制技术实现电气设备的自动化运作，提高电气工作效率，比如常见的变频、节能设计都是电气自动化的研究成果，电气自动化的应用对降低资源能耗有积极的意义。

2.电气自动化在现代商业建筑中央空调系统节能中的应用

当前，商业建筑广泛应用中央空调，且中央空调在商业建筑中的能耗占到整个商业建筑总能耗的50%。因此进行中央空调节能设计，对降低建筑生产能耗有重要意义。

2.1 合理设计空调系统冷热源设备

制冷与制热是中央空调的主要功能，而这两种功能的实现需要通过冷热源系统的运作来完成。现代商业建筑空调系统的作用巨大，需要承载的系统整体符合也较大。一般而言，商业建筑中央空调最大冷负荷在7000KW左右，而最大热负荷在5000KW左右，因此对冷热源系统的设备要求较高。为了实现中央空调系统的节能设计，往往可以将系统冷热源集中设置在建筑地下层或者顶层，这样做的目的是有效节省建筑空间，并且还能够节省管道距离来避免冷热能耗的浪费。

在中央空调的电气自动化设计中，自动化设计主要对冷源系统中的冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统等进行监控，然后可以编排每天制冷的之间或者根据商业建筑供冷与供暖的需求，根据现场实际温度进行系统的开启与关闭工作，并时刻监视冷却设备的工作状况，这样能够保证每台制冷设备的运行时间平衡，减少一些不必要设备的运行。当冷冻机组以及循环水泵运行符合实际要求，可以开始进行冷冻机组运行时间的累计，对每小时的运行情况自动显示在冷冻机组的显示屏上，当冷冻机组运行到一段时间后自动启用备用冷冻机组，使设备的运行时间合理，从而达到延长设备使用寿命的目的，此外，在设备的控制上，运用“迟开机早关机”原则还能通过控制冷冻机组的开机与关机来达到降低能耗的目的。

而在空调系统中热源系统的自动化控制上，主要对锅炉供暖管道、热水循环泵、集水器等进行监视，系统节能设计操作中，主要是通过采集热水循环泵的运行参数来合理设计设备的启停。设备启停采取变频控制的方式，根据出水温度、压力等调节运行速率，达到节能的目的，热源供应中，如果供应的水温偏低，系统可以通过控制调大蒸汽阀的张开力度来达到提高热水温度的目的，如果水温偏高，则可以调小蒸汽阀的张开力度。

2.2 优化空调风柜冷冻水的节能设计

在中央空调风柜中加入电气自动化控制，主要是制定PID闭环调节策略，对设备的状态、信号灯进行采集，使室内环境温度与湿度适宜。

2.2.1 冬季温度控制

对于系统中的冷/热水阀门的调节上，在冬季室外温度较低的情况下，空调系统主要对热水阀门的控制比较频繁，通过计算室内温度、回风温度与设定值的偏差，使用电气自动化比例积分运算规律来控制阀门的张开力度，其控制曲线图如图1所示。

图1 热水阀控制曲线图（冬季）

当回风温度小于设定值，热水阀的张开力度加大，使室内温度提高，达到设定值，反之亦然，从而使室内温度始终达到用户所需。

2.2.2 夏季温度控制

在夏季室外温度较高的情况下，也需要根据室内温度、回风温度与设定值的偏差，通过电气自动化比例积分运算规律来控制阀门的张开力度，其控制曲线见图2。

图2 冷水阀控制曲线图（夏季）

当室内温度或者回风温度小于设定值，需要将水阀的张开力度减小，减少冷源的进入量，使室内温度达到设定值。而如果室内温度大于设定值，就需要增加水阀的张开力度，使室内温度降低并达到设定值，达到节能的目的。

2.3 优化空调系统中送排风设备的设计

空调风系统主要是对送风口、风道与风速等进行调节，使空调通风系统能够高效运行。首先，送风的温度根据室内温度进行自动调节，由于各个季节室内温差不同，因此送风量的值也是不同的，通过合理的调整能够减少能耗，并且送风温差还与能耗有较大影响，如果空调送风温差与环境温差的值在4～8℃左右，如果送分温度没上升1%，送风量可减少1%。因此加大送风温差可以缓和能源消耗力度。将电气自动化设备加入到风阀的控制中，主要是通过监测室内温度的变化情况，对风阀做最佳的调节，这样不仅能够提高内部人员的舒适度，还能够达到节能的目的。

3.结语

总之，在现代商业建筑中央空调系统中使用电气自动化技术，能够达到降低能耗，提高电气系统运行稳定的作用。中央空调系统节能的自动化设计中设计多种技术，包括冷/热设备控制、风阀控制、水阀控制，为了保证自动化控制的顺利进行，在设计过程中应做到精密化管理，以更好的促进空调节能的目的。

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[2]李娟.电气自动化在建筑节能中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2016(3):160.

[3]周凯.浅析电气自动化技术在中央空调中的应用[J].科技经济导刊,2016(25):73.

徐铭轩（1982—），男，江西南昌人，本科，广东美的暖通设备有限公司研发工程师，研究方向：中央空调集控节能。