观园楼中央空调节能方案设计

魏昇

魏昇（江西信息应用职业技术学院，江西南昌330043）

中图分类号：TU831.8文献标识码：A文章编码：1003-2738（2012）03-0000-01

摘要：中央空调系统广泛应用于机关、企事业单位的大中型建筑物内，是现代大型建筑物不可或缺的配套设施之一，但其电能消耗惊人，几乎占全部用电量的50%以上。本文从中央空调的制冷原理、控制方式出发，设计出了一套节能方案，并对方案的节能效率进行了匡算。方案运作可行，经济效益、社会效益和环境效益可观。

关键词：智能控制；节能；中央空调

一、冷冻机组工作原理

图中央空调系统

中央空调系统见图，其中冷冻机组包括冷冻机、冷冻水循环系统和室内风机等三部分。建筑物内各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换作用”使冷冻水降温为5~7℃，并通过循环水系统向各个空调点提供外部热交换源，内部热交换产生的热量通过冷却水系统在冷却塔向空气中排放，内部热交换系统是中央空调的“制冷源”。冷冻水循环系统有冷冻泵及冷冻管道组成，从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间内进行热交换，带走房间内的热量，使房间温度下降。室内风机安装于所需要降温的房间内，用于将由冷却水冷却了的空气吹入房间，加速房间内的热交换。

二、中央空调控制方式

1.水泵变频控制。

对冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔分机进行变频改造，根据冷水机组运行工况，避免“大流量、小温差，大马拉小车”的现象，从而达到节能的效果。

采用水泵变流量控制技术对冷水机组配套的冷冻水泵和冷冻水泵进行节能改造，根据水泵设计余量及主机负荷的不同，单项节能率可以达到40%～60%。

2.空调末端智能控制。

空调风机盘管控制器可以根据空调房间是否有人来决定空调末端的运行状况，自动调节至节能运行模式，合理分配主机制冷量，结合风机盘管的温控器，实现最大化的节能。更有将红外、声光及运动感应技术应用于中央空调风机盘管的控制，自动探测不同区域人员密度；智能分析冷、热负荷变化趋势，并调节制冷量；合理分配主机制冷量，实现节能最大化。

三、项目方案

1.水泵变频控制。

根据项目特点和业主需求，针对节能效果最大的部分进行变频改造，对冷冻水泵实施变频控制改造。

本方案变频采用一拖一模式，即一台泵始终处于变频器控制模式下，另外两台泵一用一备，根据需要在工频状态下自动投入运行。通过检测回水温度（反映末端负荷）来调节交流频率，动态调整冷冻水泵的转速，提供一个最佳的冷冻水流量，保证水泵在轻负载下降耗节能。当负荷量增大到一定值时，第二台工频泵自动投入运行。本方案具有控制方案简单、实用，控制效果较好，维修方便等优点。

2.空调末端控制。

本方案采用最常用的空调末端控制方式，在所有空调末端加装一套电动二通阀，配套安装温控开关，用于调节空调房间的温度（并与钥匙牌联动），根据室内温度通断控制风机盘管的冷冻水流量，降低能耗，节约用电量。

本方案采用最常用的控制阀门采用弹簧复位模式，只有在需要改变阀门位置时才需供电，自身极为节能。

3.安装说明。

（1）工程改造时，每台末端大概需破坏1m2的吊顶，拆下的管道切断预留二通阀的长度后，绞丝安装。拆装破坏程度和管道安装接口，需视现场情况进一步评估确定。

（2）冷冻水泵变频控制柜视现场安装空间情况，采用立柜式或壁挂式。

四、能效估算

1.冷冻水系统节能估算。

冷冻水系统冷冻水泵22KW，若按40%的节电率计算，每小时可以节能8.8KWH，每天节电量为211.2KWH(度)，月节电6336KWH，年节电50688KWH（设年均使用8个月）；按每度电费1元计算，年均节约电费50688元。

2.末端控制系统节能估算。

末端可实时控制冷量，由于与门卡电源系统相联，故而可以保证人走机停，节省制冷量（冷冻机组根据负荷用量控制停机），从而节约冷冻机组电耗，达到节电效果。

通过增加末端控制系统，使主要负荷——冷冻机组能随使用负荷的需求而调整，至少可节省中央空调系统总能耗的5%以上，节约电费约2534元。

五、结束语

建筑物的节能改造包括建筑物围护结构，涉及供暖、通风、空调、供水、供电、照明等专业知识，可谓系统工程，必须通盘考虑。前期应该深入调研，并进行方案设计、论证工作，接着须根据节能技术措施进行工程投资概算，并进行节能效果和投资效益分析。

本文从工程角度，分析了节能原理、节能效率和可能实现方案。但建筑物的节能改造，既要考虑现实节能经济效益，也应着眼于社会效益和环境效益。

参考文献：

[1]孙飞龙，林景春.楼宇自动化技术[M].北京：北京师范大学出版社，2006。

[2]王学儒.制冷与空调装置应用技术[M].北京：中国商业出版社，2002。

[3]付小平，杨洪兴.中央空调系统运行管理[M].北京：清华大学出版社，2001。