基于中央空调制冷控制系统的节能开发应用

王玉龙

摘 要：近年来，随着我国社会经济的快速发展，能源消耗问题也日益严重，对环境造成了不利影响。随着现代商用建筑和各种智能大厦的出现，中央空调广泛应用于其中。中央空调的应用使得人们在拥有舒适的工作环境的同时，造成巨大的能源消耗。中央空调制冷系统作为中央空调中最主要的耗能来源，其内设备相对集中，各个控制点对整个制冷系统的影响较大，是一个多干扰、时变性的系统。如果不采用节能技术减少其耗能，则不利于可持续发展以及节能环保发展鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对基于中央空调制冷控制系统的节能开发应用提出了一些建议，仅供参考。

关键词：中央空调;制冷控制系统;节能开发;应用

在当下的生活和一系列工作过程中，人们认识到了能源对生活的重要影响，提升了对节能减排工作的重视程度，中央空调制冷控制系统的节能开发应用，使中央空调空调有了更为广阔的前景，应该朝着此方面更精准化地推进工作，为人们营造更加舒适的生活环境，更高效地利用能源。

1 中央空调制冷系统的组成及工作原理

中央空调制冷系统主要由制冷压缩机（空调主机）系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、风机盘管系统和冷却塔风机系统等组成。各组成部分的工作原理如下：（1）制冷压缩机（空调主机）系统：通向各個房间的冷冻水在制冷压缩机系统中与制冷剂进行热交换达到降温目的。（2）冷冻水循环系统：从制冷压缩机组降温的冷冻水由冷冻水泵加压送入冷冻水管道，然后被送到各风机风口的冷却盘管中吸收周围空气热量，产生低温空气送至房间，升温后的冷冻水再送回到冷水机组进行循环。（3）冷却水循环系统：冷却水吸收冷冻机组中制冷剂释放的热量，冷却水泵将升温后的冷却水送入冷却塔进行换热，降低温度后再送回冷水机组进行循环。（4）风机盘管系统：风机盘管系统负责周围空气与冷冻水进行换热，送低温空气至房间。（5）冷却塔风机系统：将制冷机组中升温的冷却水进行冷却。

2 中央空调制冷系统能耗的组成

制冷系统各组成部分相辅相成，从而保障中央空调制冷系统的正常运行。在中央空调制冷系统运行的各个环节，尤其是在热量交换的环节会产生大量的电能消耗，这些能耗主要来自以下四个过程：（1）冷水机组制备足够的低温冷水的过程;（2）冷冻水泵进行的冷冻水循环的过程;（3）冷却水泵和冷却塔风机将房间热量及系统产生的热量排到室外的过程;（4）空调末端系统，如风机盘管系统将冷空气不断送入室内的过程。

3 中央空调制冷控制系统的节能开发应用

3.1 变频技术对主机制冷系统的控制

变频技术的应用就体现在主机制冷系统的控制方面，尤其是对制冷压缩机的控制方面。由于制冷压缩机是中央空调制冷系统的重要工作部件，也是重要的能量损耗的部件，能耗在整体系统中占有重大的比重。如果制冷压缩机不能通过热负荷进行自身运行工作的调节，而一直处于热负荷的工作状态中进行规定运行参数的运行，也就使得机器处于极限运行的状态，当外界温差并没有那么大时，压缩机的处理工作量就处于了浪费的状态。当热负荷相对比较低，压缩机的高强度工作状态也是对自身机械方面的损害，能耗也在不断的流失，不利于长期稳定的运行工作。

3.2 变频技术对冷冻水循环系统的控制

冷却水循坏系统在整个中央空调的制冷工作中起到了冷源运输的主要工作，其消耗的能耗也是不可小觑的。在整个中央空调的制冷环节中，如果室内外的温差比较小，也就是热负荷比较低，如果冷冻水系统依然处于这高强度的运转过程，就会导致冷却水循环系统的泵运行能力不足，也就导致了空转的现象出现，不利于能耗的高效利用，也就导致了大量能量散失。变频技术在冷却水循环系统中的应用也是十分关键的。变频技术对冷冻水循环系统的整体控制工作，就集中体现在了温度监测模块对出水和回水温度方面的监测与控制的工作，这种温度差会直接影响到冷却水循环系统中水泵的转速，热量交换的速率以及循环水的流速。例如，当温度模块进行检测的工作时，遇到温度差较大的工作运行情况，这就说明室内的温度已经上升，热负荷增高，变频技术就可以进行冷冻水循环速率的提升工作，加快冷却水的循环工作速率，使得室内的温度得到快速的降低。

3.3 机制金属内保温风管应用

该风管实现了降噪和保温功能，风管外壳采用经过特殊处理的钢板来进行模的建造，在一些相关材料使用复合涂层和镀锌技术的基础上通过保温钉来进行固定，其中复合涂层采用了内衬保温材料，很好改善了风管的防火和抗腐蚀能力，这些特性使得其能够广泛应用在各种风管中。机制金属内保温风管相对传统风管性能有了极大的改善，比如，在线密封，其采用了先进的密封技术，具体表现为对密封胶的使用方法进行了改良，大大提高了风管的密封性，不容易漏风，空调风系统的各项指标得到了显著改善，符合空调相关文件的要求。

3.4 管理与控制的节能设计

（1）在空调系统中引入监测及自动控制，如参数实时监测、设备与系统参数状态显示、系统自动控制及调节和不同工况条件下的自动转换。（2）考虑如果空调机盘或过滤器上附着异物会使热量产生损失导致系统性能降低，造成能源浪费，故在设计中必须做好后续维护及保养分析，制定相应的措施。（3）在春秋两季应严格规定空调系统开启时间，不必要时建议采用自然通风;另外设计中还应给出提出以下规定：当空调开启时，室内的门窗必须关闭，人离开前将空调关闭等。（4）借助传感技术并根据自动控制基本理论，对室内的温度和湿度做实时监测，根据监测结果对空调参数进行设定，保证空调系统始终处于高效区段运行。（5）设计中规定好过滤器的检查、清洗及更换的周期，对于新风过滤器，一般15～30d进行一次清洗，对于风机盘管处所设过滤，一般30～40d进行一次清晰，当检测发现过滤器实际阻力超过最大阻力要求时，应对其进行更换。（6）严格执行空调开启条件，当夏季室内温度超过30℃时即可开启空调，当冬季室内温度不足6℃时即可开启空调。但夏季空调制冷温度不能低于26℃，冬季空调制热温度不能超过20℃。考虑到传统空调系统需要使用遥控器进行控制，随意性较强，不便于管理，故应在有条件时采用智能控制器。当采用智能控制器时，将夏季制冷时的上下限温度分别确定为30℃和26℃，将冬季制热时的上下限温度分别确定为26℃和20℃。这种情况下，如果夏季室内温度在30℃以下或冬季室内温度超过20℃，则空调电源关闭，即便有人操作遥控器也不会启动;另外，夏季室内温度符合开启空调的条件，但开启一段时间后室内温度降至26℃以下，则空调自动关闭;同理，冬季室内温度符合开启空调的条件，但开启一段时间后室内温度升至20℃以上，空调也将自动关闭。这种全新的控制模式和以往由人工采用遥控器根据自身感觉进行控制的方式相比，能节省很大一部分能源，节能效果十分显著，值得参考借鉴。

4 结语

本文讨论分析了中央空调制冷系统的工作原理及能耗组成，在此基础上建立中央空调制冷系统运行优化以及变频技术的应用，希望能为中央空调制冷控制系统的节能开发应用提供参考。

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