中央空调系统的节能控制

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中央空调系统的节能控制

2019-11-22 10:23

今天我我们来聊聊中央空调系统的节能控制：

中央空调系统节能控制技术的发展

近年来，中国能源的短缺使建筑节能提到了至关重要的位置，大大的促进了中央空调节能控制技术的发展。要将现代建筑设成一个符合国家要求的新型节能建筑，以示节省空调系统长期运行中的能源消耗，就需要按照国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）和《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中的要求，以安全、高效、节能并保证空调效果为目标，对中央空调系统高效运行控制技术进行必要的认真研究。

空调系统制冷设备的能耗主要决定于设备的装机容量及运行控制技术，而装机容量的选择又是以空调负荷（即建筑物所需要的供冷量）为依据的，所以空调节能的关键是提高建筑物围护结构的保冷隔热性能，增大建筑物围护结构的热阻，有效的减少建筑物的冷负荷。影响建筑物的冷负荷的主要因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度。太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。

在空调系统的冷负荷和装机容量确定以后，空调节能的关键就在于运行控制技术和设备的选择，它直接影响到空调系统建成后寿命期内长期运行的经济性和稳定性。因此，选用先进的运行控制技术和设备，提高冷水机组；循环水泵；冷却塔风机等制冷设备的能源利用效率，对空调而言至关重要。

长期以来，由于缺乏先进的控制技术手段和装备，目前的，中央空调系统大多数仍然沿用传统的人工管理方式和简易开关控制设备，不能实现空调冷媒流量跟随末端负荷的变化而动态调节，在部分负荷运行时造成能源浪费很大，使我国建筑用能效率低下，单位建筑面积能耗比同等气候条件的发达国家高出2~3倍。

近年来，天翔楼宇自动化（BA）系统和变频调速技术的应用与发展，在中央空调领域，人们开始采用BA系统或变频器对空调系统设备进行控制。一种是通过BA系统对冷水机组、水泵、风机等工艺设备进行远程启、停控制，实现其“精细化使用”节能；另一种是通过对空调系统管网压力或温度的采集，以压差或温差作为被控参量，采用PI或PID算法控制变频器调节水泵的运转频率，使水泵流量跟随被控参量变化，从而达到水泵节能的目的。

但中央空调系统是一个具有时滞；时变；非线性和大惰性的复杂系统，其复杂性导致中央空调系统难以用精确的数学模型或方法来描述，使得PID这类简单的控制系统，对中央空调系统的控制难以获得较好的节能效果。
PID控制器的工程参数（比例增益系数K_p;积分时间常数T_i和微分时间常数T_d）整定，在很大程度上又信赖于工程调试人员的经验和责任心，受人的因素影响很大。且参数一旦整定之后，如果人不去调节，它是固定不变的，不能跟随负荷与工况的变化而自动调整，无法实现在线自动调节。事实证明，这种固定参数的简单控制用于具有动态特征的中央空调系统控制，不仅节能效果差，还容易造成系统振荡，影响中央空调系统运行的稳定性和空调末端的服务质量。

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