地源热泵中央空调节能控制系统设计的思考

黄磊

摘要 在中央空调控制系统中，地源热泵中央空调控制系统十分常用。近年来，随着科技的进步，技能技术、电子技术、控制理论等都取得了较大的进步，因而传统地源热泵中央空调控制系统，已经难以满足节能稳定的运行要求。对于新一代地源热泵中央空调系统来说，需要满足节能效果理想、电路设计简单可靠等要求，采用数字化、模块化的方式进行系统设计。因此，应对地源热泵中央空调节能控制系统的特点、运行等加以熟悉，在此基础上完成系统的设计。

【关键词】地源热泵 中央空调 节能控制 系统设计

在当前社会中，人们对于环保问题越来越重视，在生活中的各个方面加以渗透。建筑能耗是我国能源消耗的一个重点领域，其中空调耗能是不可忽视的。为了满足新时期的环保和可持续发展要求，应对原有中央空调系统加以优化，降低能耗并提高效率。地源热泵中央空调是一种具有良好的节能、环保性能的类型，在经济、环境等方面都可实现良好的效益。

1 地源热泵中央空调节能控制系统特点

地源热泵中央空调控制系统主要具有节能低碳、经济环保、维护方便等特点。此种空调系统利用地表浅层热能、太阳能等作为主要能源供给，具有绿色、纯净、无污染等优势，功能状态相对较为稳定。在实际应用中，只需要供给少量高品能源即可满足使用需求。而且系统在能量交换中没有发生化学反应，温室气体排放大大降低。以往南方地区使用传统空调，由于制冷远大于制热，因而会带来土壤热能累积等问题。利用节能控制系统可利用浅层地标能量，实现了更好的经济性与环保性。另外，节能控制系统不无需专门设置冷却、加热等辅助系统，节省了机械部件数量，在养护维修方面更为简单。此外，相比于传统的重要空调，地源热泵中央空调节能控制系统，具有更高的自动化程度，操作更加便捷简单，系统可靠性也更为理想。

2 地源热泵中央空调节能控制系统运行

在地源热泵中央空调节能控制系统运行中，主要的工作模式为制热、制冷，两种模式下都是以电能驱动工质液化或汽化，通过能量转换改变温度，并经由开关阀门、机组的协同工作完成温度调节。在制冷中，制冷剂气体高温高压，通过压缩机进入冷凝器，这一过程中不断向土壤释放热量，直到温度恢复正常，然后从膨胀阀门恢复到低压状态，经由蒸汽系统完成空气热量、水的吸收，最后形成低压蒸汽。压缩机将低压蒸汽处理为高压气体，通过往复循环，利用蒸发过程使环境温度降低，进而完成制冷。而在制热下，空气、水上升的温度，给外界环境供给热量，从而完成制热。由此能够看出，地源热泵中央空调节能控制系统，其不同的介质是主要的区分因素。主要包括水.水系统、水.冷剂系统、水.空气系统等。水.水系统中，热泵主机制冷时，可提供冷冻水给空调系统末端，制热时提供热水。水.冷剂系统中，其原理类似于传统加用分体式空调，低温热源和冷却水，一般利用地热换热器循环水，因而和分体式空调相比，可减少噪声污染和二氧化碳排放。水一空气系统则更类似于全空气空调机组，不过其自身具备热源、冷源，无需额外设置制热系统或制冷系统。而且这种模式热泵主机能够发挥更高的效率。

3 地源热泵中央空调节能控制系统设计

3.1 系統总体设计

在系统总体设计中，运用了温差变流量的方式控制一次侧，传感器感应到温差后，向可编程逻辑控制器上传，完成数据处理后，相应的控制一次侧水泵的运行数量。在二次侧，利用了恒压差的方式实现控制，在闭环负反馈系统中，差压变送器探测供水管路的压力，向处理器上传获取的数据。处理器将模拟信号转变为数字信号，连接变频器，进而控制二次侧的水泵数量、运行效率等。

3.2 系统网络设计

在地源热泵中央空调节能控制系统中，系统网络架构十分重要，在具体设计中，将大系统进行划分，使之形成多个子系统。在各个子系统当中，可以具有一部分独立的控制功能，在共享软件的连接作用下，完成数据链接和交换。系统中的各个子系统，可看做是一个控制站点，以地源测水循环控制站点为主，将其它视作从站，利用处理器完成数据的发布，并满足更新、共享的要求。

3.3 一次侧变温差设计

在一次侧水循环系统当中，按照最大热负荷，选择热泵主机容量，缺少对季节气候改变影响因素的考虑，因而会发生能源损耗。因此，在节能控制系统设计当中，可利用变温差控制的方法补偿温度环境，从而加强系统节能作用。在恒温差控制的条件下，如果空调供水温度在55℃，回水温度在45℃，则二者始终具有10℃的温差。如果利用变温差控制的措施，在环境温度变化的时候，供水温度也能够发生改变。在较高的外界温度条件下，减少供热量，在较低的外界温度条件下，则提高供热量。例如，在-20℃下，供水温度在55℃，而如果外界温度上升为-15℃，则供水温度在45℃，以此计算得出的温差为5℃。另外，如果用户有更高的使用需求，可以利用其它变换形式控制供水温度，以使用户具有良好的自主选择性。

4 结论

地源热泵中央空调，是当前逐渐兴起并广泛应用的一种新型中央空调，在当前环保发展的理念下，空调节能控制系统发挥着不可忽视的重要作用。其主要的特点在于节能低碳、环保经济、维护方便，在实际运行中具有不同的工作模式而运行型式。在此基础上，通过总体设计、网络设计、一次侧变热差设计等完成节能控制系统设计，使其满足节能运行的需求。

参考文献

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