摘要：中央空调的能耗巨大，其耗电量为建筑总耗电量的一半以上，因此，很有必要对中央空调进行节能控制设计。基于此，本文主要研究了中央空调系统的节能设计，通过电气节能措施及计算机控制设计，实现自动调节，避免消耗不必要的能源，实现节能降耗，进而促进社会的可持续发展。
关键词：中央空调；系统；电气节能；控制
目前，随着中国社会经济的快速发展，商业建筑的数量也在逐渐增多。商业建筑为人们提供了一个安全、舒适的环境。而几乎所有的商业建筑都配有空调系统、智能化系统、消防系统、给排水系统和电气系统等。建筑设计需要和子系统设计进行配合，准确计算，合理布局，以便提高整个建筑系统的利用率。而其中的中央空调系统会消耗掉50%以上的建筑总能耗，所以必须做好空调设计，以适应现代社会发展。
1 中央空调系统和工作原理
中央空调系统主要包括采风系统、过滤系统、湿热处理与输送及分配、控制系统和热冷源。由相关空气处理设备、制冷剂和风机等设备对这五部分进行相互的有机组合，而集成为一个整体，形成空调机组。
通过上述五个部分的合理配合，而形成一个整体的中央空调循环系统，具有保温保湿和制冷制热等作用，下文详细介绍了中央空调的工作原理。
1.1 制冷原理
和一般空调制冷原理相似，中央空调的制冷原理为压缩气态的制冷介质等，以形成高温高压气体，再压入冷凝器，与水或空气进行热交换后，转化成为高温的液态介质，干燥后，通过过滤器，除去水分和杂质后，再减压，之后又变回为低温低压的液态介质，最后再气化。在气化时，液体会吸收潜热，而压力不同，其饱和温度也会不一样，压力越低，饱和温度也会变得越低。
1.2 系统原理
1.2.1 新风系统原理
风处理机吸入室外的新鲜空气后，进入风柜，再进行过滤降温和除湿后，通过风道送入房间，这种新风是无法符号室内热湿要求的，仅能满足所需新风量。室内风机盘管会完成对室内热负荷的处理工作，并排除多余的空气，部分风会留在进风口，以便进行再次循环。
1.2.2 盘管系统工作原理
室内风机盘管进行工作时，会吸入风柜处理后的部分新风，再吸入未经过处理的部分空气，进行相关处理后，经由封口向外送出空气，便能完成对室内湿度和多余热量的吸收，确保室内温度与湿度均可以和需要标准相符。
1.2.3 水系统工作原理
对于中央空调，其水系统进行工作时，一般主机先将水温降为约7度，然后水泵通过水管将水输送到每个室内末端，位于末端的风机盘管再和室内空气发生热交换，从而实现制冷。与此同时，制热的工作原理与以上的大致相同，只是水温约为50度。
2 节能措施和控制设计
2.1 冷水机组的节能措施与控制设计
中央空调系统会消耗十分巨大的电量。以北京某工程为例，其中的冷水机组的设计功率就高达90千瓦，包括冷水机组五台（6千瓦/台）以及五用一备的供水泵（10千瓦/台），占85%的中央空调系统总能耗，需要重点强调节能。对于中央空调系统，应首先实施制冷机组的节能措施。
设计中央空调系统时，一般应结合最大负荷要求，来进行冷水机组容量的确定，而在空调系统进行具体的运行过程中，随着气候条件以及生产工况等因素的改变，空调负荷也会发生变化，一般都会比设计负荷要小。当操作人员无法根据实际环境温度情况及冷（热）量负荷的改变，及时的对冷水机组的供冷（热）量进行调节，则会过剩冷（热）量，而浪费电能。
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为了减少不必要的制冷（热）电耗，确保供冷（热）系统运行的合理性，必须根据实际负荷及环境温度的变化情况，对其输出的冷（热）量进行调节，实施按需供冷（热）。可以结合生产工况及气象条件，进行控制程序和微机监测建设，并优化冷水机组的出水温度和开启台数设定值的控制，对出、回水温差进行调节，使其供冷（热）量和实际负荷相符，实现高效节能。
冷水机组的节能原理为以工业计算机控制为核心，实时监控冷水机组的制冷（热）量，并结合生产工况或室内外温度要求，对温度进行及时调节，即对运行中的供水泵和冷水机组台数实施优化启停控制。
通过计算机对回水温度、出水流量及温度和环境温度等进行检测，利用系统软件，对冷水机组的设置温度值进行实时调节，根据优化、节能原则，确定供水泵和冷水机组的启停台数，并使其可以随着实际冷（热）负荷的变化而实时改变。对供冷（热）量及时进行调整，使其运行状态最佳。供水泵额冷水机组的最佳启停控制，是结合对供水管的压力和流量的检测，根据冷（热）负荷的需求，通过微机自动实现控制的。微机还会分析处理采集到的参数，并实时进行显示，打印出能反映实际运行状态的图表及数据，进而监测呵和管理冷水机组的实际运行状况。
以上只对冷水机组提出了一些节能措施，关于中央空调系统中的其他设施（新风机及送排风机等），同样也可以通过微机实施节能的自动控制，进而实现能源的节省，本文暂不对有关内容进行讨论。
2.2 电力能源的节能措施与控制设计
对于使用电力能源的中央空调系统，在进行控制设计时，需要采用微机监控系统，对所需各种参数进行综合分析，进行择优选择，并发出控制指令，然后控制系统会及时的自动控制供水泵及冷水机组的电源，并优化其台数的启停控制，便完成了主要的电气节能控制措施。
对于使用柴油或蒸汽能源的中央空调系统，其控制设计原理及节能措施，和以上使用电力能源的中央空调系统一样。它们同样也是采用可靠性高的工业计算机作为控制核心，实时监测制冷机组的水流量、温度及室内外温度等，优化控制程序的设置，对油量或蒸汽大小进行自动控制，实时调节供冷（热）量，使其和实际所需相符，避免过剩冷（热）量，从而降低油耗或煤耗，实现节能降耗。
另外，比较使用柴油或蒸汽能源与电力能源的中央空调系统的节能措施，它们的唯一区别在于控制设计：通过控制系统实现对不同设备——即供能设备，比如喷油阀、蒸汽阀及设备电源等的控制，并按需供冷（热）量，实现节能降耗。
2.3 其他节能设计
2.3.1 合理设计围护结构
在建筑物中，围护结构是主要的空气能量传输构造因素。经过空调制冷后的空气主要经由房间的门窗及墙壁等，被传输到户外，会浪费掉大量的建筑能量。所以，必须设计好围护结构。针对具有面积较大窗户的办公楼，其设计需要通过热反射与吸热玻璃、窗帘、遮阳板及屋檐等，以便减少办公楼吸收的热量，如此一来，能有效避免发生能量浪费。
2.3.2 门窗气密性的提高
针对办公楼，通过降低换气频率，提高办公室内的气密性，比如采用密封条等方法，也可以进行节能降耗。3 结 语
综上所述，随着社会经济的快速发展，中国商业建筑也在逐渐增多，建筑规模也在不断扩大，能源消耗量也变得越来越大，而在商业建筑节能工作中，中央空调系统的节能非常关键。因此，大力推广中央空调系统的电气节能技术措施的实施与应用。有关资料显示，对于中央空调系统，可以重点在其设计及运行管理阶段，进行其节能控制，既可以收到较好的节能效益，又可以与国家节能减排的方针相符。
参考文献：
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[4]钟震西.中央空调冷却水系统节能控制的研究[D].上海交通大学，2011.
论文作者:吴永成
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
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