集中式空调系统新风节能自动控制实施探讨

集中式空调系统新风节能自动控制实施探讨

张阅宁

身份证号： 37091119890823****

摘要：随着我国当前经济建设水平的快速发展，在全国范围内高层建筑的建设数量越来越多，而高层建筑在日常运营过程中，所产生的能耗也在逐渐增加，有关调查数据当中显示在近几年国家建筑的运营阶段，实际产生的能耗占据全国总能耗的25%左右，特别是大型楼宇建筑的中央空调系统，相关的能耗是建筑能耗中所占比例较高的部分。因此，在大型楼宇建筑进行中央空调设计及施工时，如何对中央空调进行有效的节能控制，并且保证新风节能以及能源的控制，是当前中央空调设计施工及运营单位的重点研究工作，在本文当中将就此展开详细论述。

关键词：集中式空调;新风系统;自动控制;

引言

空调新风控制系统是智慧建筑的重要组成部分，随着科技的发展，基于PLC控制的高效率和高精准的自动化生产方式因其高抗干扰能力及良好的稳定性而彰显优势，而基于PLC的组合式空调新风系统成为现代高层建筑解决问题的重要手段。此外，自动控制技术的理论研究也出现多样化，实际应用效果良好，且越来越广泛。

1系统具体功能

集中供冷中央空调节能控制系统具体功能包括现场控制和监控软件两部分。1）现场控制

1. 实时采集一、二次侧水温、压力、调动调节阀开度、室外温湿度等参数，完成数模转换及传输；（2）检测二次侧循环泵运行状态，包括远程状态、工频状态，实现冷冻水循环泵变频运行和运行台数控制；（3）根据室外温湿度和空调末端负荷需求的变化，根据系统设定动态调节一次侧供冷量；（4）控制器可按需求扩展I/O模块，可实现远程联网通讯，具备以太网接口以及手自动切换应急控制模式；（5）触控屏可进行实时监控及现场操作。

2. 监控软件

（1）远程监控功能：实现以系统原理图的形式直观的实时监测冷源系统的各运行参数；针对冷源系统运行的实时室内外温度及供回水、压力、流量、用电量、用冷量等数据进行直观界面展示；实现远程在线集中控制，包括设备启停、参数设置、控制模式、系统总览等；（2）能耗分析功能：实现对冷源系统运行的电耗、冷耗等数据进行实时监测和分析统计；（3）节能控制功能：包括实现依照设定的启停时间（如教学日历、节假日等）进行启停控制及温度设置；针对随室外温度和室内负荷的变化自动调整二次侧循环泵运行频率、供水温度，增加二次侧供回水压差优化调节；综合监测最不利回路的系统压差，系统采用模糊算法判定是否满足该回路的运行要求并做出反应；（4）报警提示功能：实现网络通讯状态异常报警、系统参数超限报警、运行能耗超限报警等；具备故障记录、查询及导出功能；

2集中式空调系统新风节能启用判断方法

对于新风节能控制来讲，在集中式空调系统运作过程中进行节能控制，最为重要的环节就是分析能否使用室外新风，实现免费治疗，针对于新风阀和回风阀进行科学化的控制，对新风节能的启用和禁用予以判断，在长期实践的过程中衍生出较多的手段，现阶段常用的方法共包含6种：固定室外空气干球温度法以及室外空气干球和回风干球温差法，固定室外空气焓值法和电子焓值法，最后两种方法是室外空气和回风焓差法以及室外空气露点温度和干球温度法。在进行实际判断工作时，上述6种方法都具有特定的适用场合，在实际判断时，最简单的方法就是固定室外空气干球温度法，此类方式更适合在过渡季节的过程中使用，在某些地区室外的温度变化范围并不明显，加之空调系统相对简单，所以更适合运用在相关的区域。而室外空气和回风焓插法在实际应用过程中应用效果要更好，而且所能够应用的范围也更加广泛，但是在实际使用过程中，需要增加相对湿度传感器以及自控设备，所以在应用该方法进行新风节能启用判别时投资是比较高的，这对于该方法的实际推广来讲产生了制约。现如今，随着湿度传感器及控制器制造技术的不断创新，在这两种设备制造过程中，成本也越来越低，所以许多空调建设项目在新风以及回风和送风管道中都已经增加了相对湿度传感器，从而为焓差法节能控制工作提供了必要基础。

3节能改造方案及思路

3.1集中式空调系统新风节能控制工程建议

在集中式空调系统新风节能控制措施实施过程中，为了能够使新风节能控制得以真正实现，需要注意如下几点：首先在进行焓值计算过程中，是由控制器依据温度和相对湿度进行数据计算的，所以所选择的温度传感器以及相对湿度传感器一定要精度够高，并且传感器本身的长期稳定性能要非常好；其次，在进行节能控制时，需要定期开展温度以及相对湿度传感器的维护和校准作业，从而保证传感器始终处于精密工作状态；再次，针对使用定送风温度控制方式的一次回风系统来讲，如果在新风阀控制工作当中，采用混风温度进行实际控制工作，混风温度传感器需要尽可能地选择平均温度传感器，而且在实际安装过程中，需要将传感器安装在新风以及回风能够充分混合的位置；最后，则是进行新风节能控制工作过程中，针对节能模式的判断，作业需要增加延时和死区功能，这样能够使判别工作稳定性得到提升。

3.2改造方案整体思路

针对该空调系统存在的主要问题，重点提高板换间设备的自动化运行管理水平，建立集中供冷中央空调节能控制系统，实现空调冷源系统无人值守、节能运行。控制系统提供远程与本地监控功能，采用移动信号进行数据通讯和传输；同时采用双系统设计理念，提供的本地监控功能可确保系统在网络通讯等出现故障时紧急切换为本地人工应急控制模式，确保教学楼中央空调系统正常稳定运行。控制系统能够依据建筑冷负荷（二次侧供水回路压力和温度、室内外温度及末端负荷等）参数的变化来按需实时自动调节二次侧水泵机组运行状态和供水温度，实现系统整体节能。二次侧水泵控制和供水温度控制采用多种控制优化方案，设置最不利点参数监测，在保证满足最不利点压力需求的前提下，进行水温/压差优化控制。（1）二次侧供水温度的优化控制：通过比较二次供水温度设定值与实际供水温度，将结果输入PID控制器，PID控制器则通过精确控制一次侧电磁调节阀的开度来控制板式换热器一次侧冷水流量，进而达到调节二次侧供水温度的目的。（2）二次侧水泵优化变频控制：通过二次侧供回水管压差来动态调节其运行频率，实现水泵的优化变频控制，通常变化范围在30~50Hz区间内。

结束语

综上所述，对于集中式空调系统来讲，新风节能控制措施的应用是必不可少的，这也是在当前时代发展背景下，对空调系统应用所提出的更高要求。使用上述控制方法，不需要设计较为烦琐的边界条件，就可以及时地划分出空调分区，在能够达到充分利用新风节能目的的时候，更适合运用至实际工程实践中。在传感器测量技术稳步提升的过程中，直接数字式控制器和PLC控制器的计算能力明显强化，均能保证焓差法对新风节能模式准确度的合理判断，以此及时地捕捉到新风降低能耗的有效时机，此类控制方式对于其他集中式空调的新风节能控制具有一定的参考价值。

参考文献

[1]申建光.集中式空调系统新风节能自动控制实施探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2021(01):190-191.

[2]王跃,王成勇.中央空调系统节能改造实践及节能效果分析[J].流体机械,2020,48(10):64-70.

[3]乔富荣,闫军威,胡小芳.集中式空调系统提前关机调度技术的节能分析[J].建筑节能,2020,48(04):1-8.

[4]戴国民.集中式空调系统新风节能自动控制实施探讨[J].建筑节能,2018,46(05):94-97.

[5]凌善旭,梁彩华,张小松.集中式空调系统调控策略优化与节能研究[J].建筑科学,2017,33(08):35-41.