空调系统节能优化研究

钟玉金

（广东美的制冷设备有限公司，广东 佛山528311）

0 前言

在人们的日常生活和生产过程中，空调系统成为不可或缺的一部分，空调能耗问题也成为人们关注的重要话题。 空调能耗指的是建筑物内空调系统中所采用的一切设备日常运转所消耗的能量，包括两大类，一类是为消除建筑物内热、湿负荷而导致的能源消耗；另一种是输送流体设备运行时引起的能源消耗。 在现代社会中，国家大力倡导可持续发展和能源节约，因此，在空调的使用过程中，对于空调系统节能优化方面，需要采取措施，以达到节能优化的目的。

1 空调系统节能优化目前存在的问题

目前来说，空调系统的节能优化还存在着一些问题。首先，在设计方面，没有达到节能优化的标准。一般来说，一些大型的空调在设计的时候，格外注重空调系统的工作能力，但是在设计的时候却是按照空调系统的最大制冷量来考虑主机和水泵的容量，这样的设计过程往往给予空调系统名义工况下的工作能力，实际不然。 按照最大制冷量来考虑主机和水泵的容量，使得在进行冷却水泵、冷冻水泵流量计算时，普遍采用最大负荷时的工况计算选择的。 但是在实际的运行过程中，空调系统并不是按照最大负荷的工况运行的，通常来说90%的运行时间都是在部分负荷工况下运行的，这样一来，导致了空调系统中经常会出现小温差、大流量的运行状态，这种状态使得空调系统运行时水泵能量的大量损耗。 不仅是水泵能量的大量损耗，不合理的设计还会导致空调水系统温差的变化，使得空调主机的运行条件不稳定，进而造成空调系统的运行效率低下、能耗增大，严重影响空调主机的使用寿命和使用安全[1]。

空调系统在控制方面也存在一定的缺陷，使得空调的节能优化存在问题。 随着计算机和自动化技术的应用，空调系统在一定程度上实现了自动化控制。现在多数的空调器主机和部分末端装置都是装有自动控制装置的，在一定程度上实现了空调系统的自动化控制，但是从整个空调系统来说，还没有形成一个完全的集中控制，总体来说，现在空调系统的自动控制水平还处在一个比较低的阶段，影响着空调其他功能的使用。 这种不完全自动控制的空调系统，在面临外界环境变化时，尤其是环境中湿度和房间负荷变化较大时，控制系统在调节空调功能时会导致能源的浪费。

在空调的系统优化方面，也存在一定的问题，早期的暖通空调系统中的控制主要满足负荷需要，如果不对这样的系统进行优化，在空调系统运行时，必然会造成一定的能源浪费。

空调系统节能优化关注的重点

在进行空调系统节能优化过程中，有几点是研究的重点。 在建筑节能中除了努力减少建筑物的冷热源的能耗之外，最重点的就是空调系统的优化，而对于这么一个节能的过程，人们比较关注的重点就是变流量技术、送风温差和供回水温差技术的应用，通过这两中技术能够有效提高系统的能效，达到节能优化的目的。

变流量技术是现代空调系统节能优化的重点，变风量空调的系统就是采用的这种技术。采取变流量技术可以通过改变送风量的办法来控制不同房间的温湿度。 在一般的情况下，空调系统的运行工况往往是小于设计负荷的，在这种情况下，采用变流量技术能够调节空调系统的输送风量大小，可以减少空调系统多余的输送风量，在一定程度上节约了能源。 采取变流量技术能够有效减小空调设备的容量，使得空调设备本身的成本有所降低，在运行的过程中还能降低空调系统的运行能耗，节约了电能等能耗，同时，空调输送风量还能节约一部分处理空气所需的能量，是一种节能优化的重要技术[2]。

在空调系统节能优化中还有另外一种技术也是目前关注的重点，这种技术就是增大送风温差和供回水温差。增大空调系统的送风温差和供回水温差，根据流量计算，能够有效降低流量，从而能够更有效地降低管路的损耗，节能效果非常明显。 因此，在空调设备的使用过程中，在保证空调精度、舒适度和工艺要求的前提下，可以适量的增大送风温差和供回水温差，能够有效地达到节能的目的，但是在实际的运行中，供回水温差一般不宜大于8℃。

2 空调系统节能优化的措施

在空调系统节能优化的研究中，多种措施都可以达到节能优化的目的。首先，对冷、热源设备进行合理选择和优化配置能够达到节能优化的目的。在进行冷、热源设备的选型和配置方面，应当根据空调系统所在地区的能源结构、 系统负荷等多种具体环境条件进行综合考虑，选出最适合空调系统环境条件的冷、热源设备的机型和配置。 选型和配置方面的优化主要是靠设备的性能系数来达到节能优化的目的。在空调水系统的输送方面，可以通过降低水系统输送方面的能耗来降低空调水系统的节能。 在空调变水量冷水机组方面，可以通过多台冷水机组并联运行，并且优化冷水机组的运行使得每台冷水机组的冷冻水出水温度达到一致， 这种组合方式是空调变水量冷水机组的最优控制。在空调系统的循环水泵方面，应尽可能地使用变频调速技术，因为目前的一些空调系统中，循环水泵一般在工频运行，无法根据负荷的变化而进行调整，而变频调速技术有效地解决了这一问题，减少了不必要的能量浪费。 在空调系统的节能优化方面，仅仅研究空调某个设备的节能优化是远远不够的， 因为多个设备组合之后在运行的过程中，还是可以相互影响的，因此需要对空调的全系统进行优化。对于空调全系统的优化， 需要综合考虑各个设备之间的优化方式带来的影响，并且对整个系统进行一定的调控，才能保证系统的节能[3]。

不仅是空调的各个设备以及全系统需要优化，空调的自动控制对于空调节能优化有着重要的影响。空调的自动控制包括冷热源的能量控制、新风量控制、焓值控制、设备的起停时间控制、系统运行方式的控制、空调温湿度设定的控制、自动显示、记录等等，可谓是一个空调系统中自动化应用最高的一个系统，关系着空调的使用性能，以及使用过程中的能耗问题。 空调系统的运行过程中，自动控制系统应当将空调的最小消耗量作为空调节能优化的评价函数，这样才能达到空调系统节能优化运行的最佳效果。 在空调的自动控制系统中，随着电力技术及自动化技术的发展， 变频器在空调控制系统中的应用逐渐广泛。变频器在空调控制系统中的应用使得不同类型的机组都能够完成一定的自我控制调节功能，并且能够根据周围环境的变化自动调节空调系统的运行工况， 使得整个空调系统都处于高效率的运行过程中，达到了节能优化目的。

3 结语

随着经济的发展与科技的进步， 人们对于生活水平的要求越来越高，但同时人们对于节约能源及环保意识也增强了很多。 空调是人们生活和生产中不可或缺的设备，在给人们带来舒适环境的同时，人们可开始关注到空调系统的节能优化研究。 在进行空调系统节能优化研究中，不仅需要对各个设备装置进行优化，还要对整个空调系统进行优化，并且采取合理的空调控制技术，从而达到整体节能优化的目的。

［1］王伟，刘钢.空调系统节能优化研究[J].改革与开放，2010(10).

［2］曾俊.大型公共建筑空调系统能耗监测探讨[J].应用能源技术，2011(04).

［3］朱立.中央空调系统节能方案探讨[J].武汉商业服务学院学报，2010(01).