摘要：随着我国建筑行业的快速发展，中央空调系统在建筑物中的应用越来越广泛，中央空调是当代建筑中较为常用的暖通设备，但是也是建筑中的主要能源消耗设备，特别是冬季与夏季，其电力需求量非常庞大，形成了大量的能源消耗。中央空调的能源消耗量约为整个建筑的50~60%，而建筑的能源消耗量约为社会总能源消耗量的30%。由此可见，促使中央空调实现节能，具备显著的社会意义与经济效益。本文主要就对中央空调系统的电气节能措施与控制设计进行分析和探讨。
关键词：中央空调系统；设计；节能
前言：中央空调被广泛应用与很多建筑中，特别是商用建筑，比如说商场、电影院以及酒店等场所，有的时候人们呆在里面会感觉到温度不适宜，室外已经温度已经很高的时候，它还在制热当中，当室外温度已经很冷的时候，它还在制冷，这就导致人体感觉不舒适，没有发挥到中央空调的作用。这个原因是中央空调没有很据人体的需求还有现有的温度进行温度调节而造成的，这样没有达到给人体舒适的效果，又造成了成本的浪费。对电气节能系统进行改造可以改变这一状况，再加之以相应的控制措施。
1中央空调系统的结构与节能原理浅析
1.1中央空调系统结构
中央空调系统大致分为冷热源系统以及空调末端系统。基于两种系统分别控制的组合方式是以循环水作为介质，通过实现冷水、热水切换而实现制冷制热功能。能量通过水循环系统，由换热片经空气处理机输送至各个部位，最终按照系统指示输送到客户端，冷冻水、冷却水循环系统等几部分构成水系统。
（1）制冷主机系统。这一系统为循环过程的主要发生场所，其中水系统、冷冻机房主要在热交换中起作用，中央空调的能量来源于此，冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀组成为整个制冷主机系统。
（2）水系统。水系统是开展水循环过程的主要场所，由驱动水泵、冷冻水输送管道等主要部分构成。首先，冷冻水经驱动水泵加压，由主机蒸发泵流出，经管道传输到各部分末端。在冷冻水与房间内部热量交换的过程中，起主要作用的为末端空调机组与风机盘管；其中，冷冻水吸收房间热量温度升高，是实现室内温度降低的最终环节。
（3）冷却水循环系统。这一部分主要包括驱动水泵、输送冷却水的管道、冷却塔等组成。在实现热交换的过程中，中央空调制冷主机冷冻水温降低，释放大量热。冷却水借助于循环系统作用，将无用的热量带走输送至冷却塔，并于此处完成与外界热交换，最终输送回到主机冷凝器。
（4）末端风机盘管系统。空气过滤网、风机、电动机、换热用盘管、室内恒温控制装置等相关部分组成，共同构成了末端风机盘管系统。在运行过程中，外界大气、室内空气分别与风机盘管发生热交换，途经新风口、回风口进入风机管道，清洁、湿润冷空气通过送风口吹出，促进室内舒适湿温度的保持，末端风机盘管主要部分有风阀以及电动碟阀等。
1.2中央空调系统的节能原理
从整体来讲，中央空调系统节能效果的实现需要借助于闭合的信号反馈回路来进行。基于对各部分，如冷却水、冷冻水、冷却塔风机等实际运行数据的收集，并在物理上、逻辑上将各控制子系统有效连接实现统一整体，进而集中由系统计算导出命令，分派于系统的相关部分开展实际控制，此过程可以借助于自我反馈进行周期调节。通过这一调控过程，主机工作负荷能够得到较大优化，系统节能降耗的效果方可实现。
2中央空调系统电气节能设计及措施
（1）电力能源种类的节能
在使用电力的中央空调的系统当中，所要耗费的电力是相当的大的。冷水机组的功率就有700KW，一栋建筑当中如果有4个冷水机机组的话，供水泵的功率是15KW一台，这两种设备就占据整个中央空调系统的百分之八十，所以从这里入手进行节能的设计，会有很大的帮助。
在进行中央空调的设计的时候，冷水机组都要按照最大的承受力来进行设计的，需要满足最大的要求，才不容易出现能源不足的问题。但是在实际的生活当中，空调需要的温度是根据外部的环境温度还有人体的气候进行改变的，在大多数的情况下，实际需要的承载力是小于最大设计的承载力的。工作人员没有根据实际情况进行调节的话，冷水机组就会生产过多的冷量或者热量，这样就造成了成本的浪费。
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这样就需要使得在实际的生活中，减少不必要的冷水机组的热量或者热量的生产，随着环境的变化和实际需要的承载力进行调节，使得整个的供电的系统合理有序的进行。可以设计一种监控的程序，对气象和温度进行监控，来控制冷水机组所需要开的台数，对需要的水的温度进行控制。对出水的温度和回水的温度进行监控，使得冷水机组的根据实际需要的承载力来进行热量还有冷量的供应。
对于冷水机组进行节能的方式主要是依赖与计算的控制，在冷水机组的供热量和冷量通过计算机进行控制，根据外部的环境温度进行中央空调的温度调节，方式是关闭多余的冷水机组和供电泵，供热量或者冷量不足的时候再进行开启。
通过计算机的控制系统，对外部环境的温度、出水的流量还有出水温度和回水的温度进行检测，然后通过检测的数据进行调节，根据需要调节冷水机组的温度。计算机通过计算需要的供热量和冷量进行需要的冷水机组还有供水泵的台数的数量，可以根据实际情况进行开启或者关闭，达到节能的作用。
进行冷水机组还有供水泵的需要的台数的判定是根据供水管的压力还有流量进行判断的，按照对冷量还有热量的要求，计算机进行自动控制。计算机对各种数据进行分析，进行显示，然后将运行的数据和状态打印出来，主要是工艺流程的模拟图还有各种参数的数据，从而对冷水机组的运行进行实时的检测和调节。
这种中央空调的节能是根据电力的能源进行设计的。在进行节能的设计的时候，只需要利用计算机进行各种数据的分析，然后对控制设备进行指令的发送，然后控制设备进行冷水机组和供电泵的关闭和开启，这样就可以进行节能。因为这一部分是中央空调耗能最大的部分，所以节能的作用有很大的效果。
（2）柴油、蒸汽能源的节能
其原理和电力能源节能较为相似，也需要借助于计算机，以外部环境温度和回水温度等反馈数据作为参考信息，然后对控制设备进行指令的发送，来实现对于柴油、蒸汽供应量控制的最终目的，使冷量或热量的供给跟实际需求相同，这一环节可以有效避免过量生产，达到节能的效果。与电力能源节能不同的是，蒸汽能源和柴油能源要进行控制设备的设计，比如，柴油能源冷热量的供应调节显著依赖于蒸汽阀、喷油阀等功能变换，基于功能变换过程，节能效果便可以实现；同时，除却上述功能变换以外，其他设备在节能过程中所起的作用也不容小觑，比如，排风机等都可以用计算机进行自动监控，达到节能降耗的效果。
（3）主要控制技术
第一，电能质量检测滤波器。这一部分工作基于瞬时功率理论与传统无功功率理论相结合的检测与谐波分析技术，可实现电流电压的同步采集，实时跟踪补偿滤波。借助于先进技术，实时监测并收集数据；基于用户电能质量具体情况适时调控滤波补偿。以上传至上位机的电能参数开展报表分析，用于事故预防、电能统计。此外，通过遥信输入和继电器遥控输出四遥功能，实现节能效果；第二，节能工频切换控制器。这一部分是以工业级PLC和MCU为控制核心的，基于电压适量跟踪原理。其中，基于MCU，节能工频切换控制器能够将矢量跟踪和选频控制功能集中整合。一旦检测结果表明两者相同时，用于指示大功率异步电动机的勿扰切换便会启动，切换便会自动进行。当PLC发送切换命令给节能工频控制器之后，节能工频控制器开始进入跟踪和整步状态。
3结语
总之，中央空调节能在建筑节能中占据着重要的地位，作为设计人员，需要从全局角度出发来关注这一问题，严格遵守相关的节能守则，将节能环保的理念贯穿到整个建筑领域中。
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论文作者:刘韬瑞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/24
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