中央空调节能控制技术
中央空调节能控制系统控制原理
中央空调节能控制系统控制原理
中央空调节能控制系统的控制原理主要包括以下几个方面：
1. 温度控制：系统通过感知室内温度，与设定的温度进行比较，调节制冷或制热设备的运行来维持室内温度在设定范围内。
2. 风速控制：根据室内需要，系统可以调节送风机的运行速度，以达到合适的风速和舒适度。
3. 时间控制：系统可以根据建筑物的使用情况，设定不同的工作时间和休息时间，控制空调的开关机时间，以实现节能的目的。
4. 空气质量控制：系统可以监测室内空气的质量，如CO2浓度、湿度等，通过控制新风和排风系统的运行来保证室内空气的新鲜度和质量。
5. 能耗监测：系统可以实时监测各个设备的功耗，以及整个空调系统的能耗情况，通过数据分析，提供节能建议和优化控制策略。
6. 故障诊断与报警：系统能够自动检测和诊断设备的工作状态，一旦出现故障或异常情况，系统会发送报警信息，提供故障排查和修复的指导。
总之，中央空调节能控制系统通过优化空调设备的运行参数、
精确控制设备的运行状态，以及监测室内环境的变化，实现对空调系统的精确控制和节能管理。
中央空调运行节能控制系统全
中央空调运行节能控制系统中央空调系统是具有系统强惯性、大滞后等特点，其过程要素之间存在着严重的非线性、大滞后及强耦合关系。
对这样的系统，无论用经典的PID控制，还是现代控制理论的各种算法，都很难实现较好的控制效果。
中央空调运行节能控制系统（KT-CCS）,是针对各类中央空调系统而研发的综合节能治理系统。
该系统以计算机、P1C.变频器、传感器等硬件为核心，集成了闭环控制技术、PID运算、模糊技术和人机整合技术，以中央空调系统主机变负荷运行为基点，对冷冻水循环、冷却水循环、冷却塔及新风处理等系统进行全面的优化调节，使中央空调系统运行在***佳状态，从而节省大量电能。
一、中央空调运行节能控制系统（KT-CCS）的组成中央空调运行节能控制系统（KT-CCS）由中央空调主机调节、冷冻水调节、冷却水调节、新风调节、数据采集等子系统组成。
通过对中央空调系统运行参数的监测，结合室温和末端温度的变化，控制中央空调系统变负荷运行，达到保证制冷（热）质量、降低电能消耗的目的。
二、中央空调主机（冷水机组）调节子系统中央空调主机压缩机按照其额定制冷量和制冷效率，一般的额定输入功率从IOOkW到IOOOkW e冷水机组的目的是产生低温（7℃）的冷冻水，所以供（出）水温度的高低直接影响到机组的负荷。
而末端空气处理机启动的多少也会影响冷冻水的回水温度。
对于压缩机单机容量和台数已确定的中央空调机组，按照便于能量调节和适应制冷（热）对象的工况变化等因素进行制冷（热）功率输出调节，是中央空调主机节能的关键。
KT-CCS的空调主机调节，由下列方法实现:（1）在制冷（热）机组的冷量调节中，引入变频变容量调节技术。
（2）采用先进的制冷剂流量控制技术，精确控制蒸发温度。
（3）对于主机自身没有冷量调节功能的制冷（热）机组，采取多台压缩机分级制冷（热）和变频变容量调节技术。
（4）对于大型制冷（热）机组一般都具有冷量调节装置，制冷（热）机组的制冷（热）量可随冷负荷的要求而变化。
家用中央空调的节能技术体现在哪些方面？
随着人们日常生活水平的提高，很多家庭都引进了空调的使用，但是据近几年的统计，由于产品能耗加大，我国有19个省区不同程度的出现拉闸限电的现象，而空调能耗是众多能耗当中重要的一部分。因此节能一度成为一个重要的关注点。中央空调作为一种顺应而生的产品，能够很好的节能，那么家用中央空调的节能技术体现在哪些方面呢？
2பைடு நூலகம்变频技术的应用
随着控制技术的发展，不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置，能随负荷变化自动调节运行，保持高效率运行。对空调机组、末端设备和水泵等设备采用变频控制，可以使能耗减少30%以上。
3、优化中央空调机组和末端设备的选择
国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比较，主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定注意选用重量轻，单位风机功率供冷（热）量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。
1、加设冰蓄冷系统
冰蓄冷系统即建筑物在使用空调时所需冷负荷的全部或者一部分在非使用空调时间制备好，将其能量蓄存起来供空调时使用。该系统主机所耗的总能量变化不大，但是可以在用电低峰时用电，而在高峰时少用或不用电能——平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，是一种值得推荐的节能方法。
以上是家用中央空调节能技术的体现。其实无论是政府还是用户自身都比较重视家用产品的节能，因此一直促使着节能技术的发展。家用中央空调所加设的冰蓄冷系统，变频技术的应用，以及机组和末端设备的优化都有效地体现了中央空调的节能技术。因此要想达到好的节能，家用中央空调是个不错的选择。
中央空调工程制冷及空调节能技术措施
中央空调工程制冷及空调节能技术措施变频技术中央空调工程能源中心的冷冻水系统采用二次泵形式，二次泵为变流量，根据二次侧末端负荷的变化，在满足某一最不利水环路所需使用压力的条件下，通过改变二次水泵电机的运转频率或水泵的运行台数，以达到节能目的。
各场馆的用户侧水系统均采用变流量水系统，可根据负荷变化变频调节水泵流量和扬程，以达到最大节能运行。
热回收技术中央空调工程采用热回收技术，利用排风对新风进行预热(或预冷)，节能空调通风工程的能耗。
水蓄冷技术中央空调工程采用水蓄冷的集中能源中心方式，总蓄冷能力为25500RT.H.蓄冷可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率，减少装机容量。
充分利用峰谷电价，节省运行费用。
蓄冷水罐共2个，蓄冷水罐单个有效容积为4500立方米，蓄冷能力为12750RT.H.经测算，水蓄冷运行费比常常规制冷可节约203.45万元/年。
大温差水系统，水系统采用大温差9℃，减小循环水泵装机容量，降低暖通空调工程运行费用。
新风利用中央空调工程过渡季节尽量利用新风，可进行全新风运行，减少空调通风工程的运行。
冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源-新风，减少能源的浪费。
分层空调和置换通风中央空调工程在大空间采用分层空调和置换通风工程，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满中有效区域的舒适度。
我们采用CFD的方法，对大空间的暖通空调工程气流组织进行了分析，得到了很好的验证。
如游泳馆暖通空调工程比赛区空间温度可以被控制于28℃到29℃之间，室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度却达到40℃以上。
分层空调和置换通风中央空调工程采用地板辐射采暖加周边散热器采暖，增加人员活动区的热舒适，减少顶部空间的耗能。
冷(热)计量中央空调工程对用户侧和总用冷(热)量，进行冷(热)量计量。
提高节能意识，减少无效冷(热)量损失，便于用冷(热)量收费和管理。
中央空调节能控制系统所有中央空调工程设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。
中央空调节能控制系统控制原理
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中央空调变频节能改造
冷却塔风机变频控制：风机功率一般都较小，节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温，这对于机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳定，获得最大限度的节省燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度减少漂水，节省水源、延缓水质劣化、减少水雾对周围的影响。 4、采用变频器的其他益处：由于变频器的启动、停止过程是渐强、渐弱式，能消除电机启动对电网的冲击。并可
压力可直接通过更改变频器的运行频率来完成，可减少或取消挡板、阀门。·若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。·系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控二、供水系统变频节能改造：无论是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组
积小，可靠性稳定性高。目前，变频控制器以其特有的优势，正被中央空调业内人士所青睐。
省机组及系统总运行费用的 12%~20%，十分惊人。1、冷却水泵变频控制：中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，从而达到节能目的。
避免电机因过载而引起的故障。由于电机经常处于低负荷运行，能大幅度延长电机及水泵、风机的寿命，同时因没有启动、停止的冲击，加上流量的减少，管路承压及所受冲击力减小，故对管道、阀门、末端设备也起到了保护作用。另一方面，设备噪音、震动均减小，保护了环境。 5、中央空调机组外变频器的控制方式：·根据冷却水出/入口的温度改变水泵转速，调整流量；·根据冷却水入口温度改变冷却塔风机转
中央空调节能技术改造方案
送风系统控制
风系统主要是有风柜、空气处理机组、风机盘管等设备构成，依据空调区域负荷变化时间序列，远程控制风柜各个风机的启停实现有级调节送风量，也可变频调节空气处理机组实现送风量的无级调节，根据室内CO2浓度控制系统新风量； 可采用EMC 007实现。
数据采集和控制
控制系统的所有监控参数，都是由数据采集模块或数据采集卡来实现，通过中间继电器或固态继电器实现计算机工作站弱电控制向空调系统强电控制的承接； 主要功能由EMC 007主控制柜实现。
在满足工业要求或舒适性的前提下，采用变冷冻水温调节方式以适应系统负荷变化；
机组启停时间顺序优化控制；
智能化管理计算机以提高机组运行管理水平，避免不必要的能量浪费；
采用环保节能新风处理系统，减少能量损耗；
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目前技术上比较成熟的中央空调节能方案有：
中央空调的节能方案
溶入了中央空调系统运行特性物理数学模型、人工智能和实际运行经验修正等思想；
空调区域功能多样性决定了冷冻水流量的相应变化规律，根据空调系统的负荷率、空调系统各用户负荷率变化特征以及末端设备的传热除湿性能，采用变频器对冷冻水进行变频控制，一般有基于定压差控制、定温差和变温差控制技术等控制来实现节能控制; 可采用EMC 007实现。 冷冻水泵变频控制 能量=比热容r×流量Q×温差ΔT
EMC系统功能
EMC系统功能
EMC 007
EMC 007是应用先进的变频调速技术和领先的工业控制技术针对交流异步电机而开发的高效变频调速节电产品，以工业计算机、微电脑为核心，集成了闭环控制技术，PID模糊控制技术和人机整合技术等。该产品被广泛地应用在水泵、风机、抽油机、塑料机械和各种传动、输送、提升设备的节电改造中，系统采用进口原器件制造，并设计了多重安全保护功能，具有运行稳定、可靠、安全等特点。
中央空调节能新技术应用
中央空调节能新技术应用概述在现代建筑中，中央空调消耗的能源大约占建筑能耗总量的 50%，尤其是酒店和写字楼等商用建筑中，中央空调的能耗占比更是超过60%。
随着人们生活品质的提高，人们对空调的舒适性要求也有了进一步的提高。
因此，如何有效降低中央空调的能源消耗，提升空调效率成为业界普遍关注的热点问题。
1、变频变容技术变频变容技术是近年来应用在多联式中央空调上的一种新技术，采用该技术的压缩机，有两个气缸，在低负荷情况下单缸运行，在高负荷情况下双缸运行，该技术能有效降低中央空调能耗；家用多联机 60%的运行时间都是单开一台室内机，有近 60%的时间在 30%以下的低负荷运行，特别是在负荷率低于 20%时，运行时间占比超过 40%，低负荷下压缩机低频运行，由于电机效率和容积效率的下降，使压缩机总效率下降。
压缩机的最低频有可能相对输出过高，所以整机总能效也会相应地下降。
在整机负荷率低于 25%时，家用多联机能效随负荷率减小而急剧下降。
同时，压缩机在低负荷运行的情况下，容易达到室内设定的温度点停机，这就导致压缩机在运行过程中出现频繁的开停，这样室内温度就会出现波动，影响用户的舒适性，整机能耗随着不断开停机而增加。
变频变容技术是为解决多联式中央空调的运行效率不高的问题而研发的技术。
搭载变频变容压缩机的多联机，运用单双缸切换的运行模式，使压缩机能够满足不同工况下的运行要求，减小最小制冷量，提升低负荷能效。
该系统具有两种运行模式，在室外温度较高或较多室内机运行的情况下，采用双缸运行模式，两个气缸同时运行，满足中、高负荷需求。
在室外温度较低或是只有一台室内机运行的情况下，采用单缸运行模式，仅一个气缸运行，满足低负荷需求，在满足用户正常制冷制热需求的同时，最大限度地降低了能源消耗，避免了大马拉小车的现象，解决家用多联机产品最小输出过大、低负荷能效低这两大突出问题。
在低负荷运行状态下，压缩机单缸模式运行，运行噪声更低，同时避免了空调频繁开停机造成的温度波动，舒适性更高。
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浅析中央空调节能控制技术
【摘要】当前，建筑节能已越来越受到重视，中央空调系统的能耗约占整个建筑能耗的40%以上。
传统的空调系统的控制技术落后，不仅浪费大量的能源，而且根本无法满足新技术条件的要求。
鉴于此，本文对中央空调节能设计进行了探讨。
【关键词】中央空调；节能；设计
一、中央空调的控制特点
1、干扰性
空调系统在全年或全天的运行中，由于外部条件（如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪）和内部条件（如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少，以及工作人员的增减等）的变化，都将对空调系统的运行形成干扰。
2、调节对象的特性
不同的被控对象，在相同的干扰作用下，被控量随时间的变化过程也并不一样。
空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素，维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。
但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统，更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。
3、湿度的相关性
在空调的控制中，大多数情况下主要是对空调房间内温度和湿度的控制，这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量.两个参数在调节过程中又相互影响。
如果由于某些原因使
空调房间内温度升高，引起空气中水蒸气的饱和分压力发生变化，在含湿量不变的情况下，就引起了室内相对湿度的变化（温度升高相对湿度就会降低，温度降低相对湿度就会增加），在调节过程中，对某一参数进行调节时，同时也引起另一参数的变化。
例如在夏季采用表冷器进行去湿处理时，开大冷水阀使相对湿度控制在要求范围内，但如果不进行送风的再热处理，则会使送风温度过低，这种互相影响、互相牵制关联即为互为相关性。
4、多工况运行及转换控制
由于空调系统是在全年的室内外条件变化下，按照一定的运行方式（即工况）进行调节的。
同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式，即进行运行工况的转换。
5、整体控制性
空调自动控制系统一般是以空调房阳」内的空气温度和相对湿度控制为中心，通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。
空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序，按照有关的操作规程进行，处理过程的各个参数调节及联锁控制都不是孤立进行，而是与室内温、湿度密切相关的。
空调系统在运行过程中，任一环节出现问题，都将直接影响空调房间内的温、湿度调节，甚至使系统无法工作而停运。
因此空调自控系统是一个整体的控制系统。
二、中央空调节能设计原则
空调系统的作用就是对室内空气进行处理，使空气的温度、湿度、
流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。
为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。
其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。
当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度变化而发生波动时，首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器，调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器，执行器动作后，不断调整以符合要求。
在中央空调系统中，冷水机组是由设备生产厂成套供应的，它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的，由于目前世界上的控制领域还没有统一的标准通信协议，不同品牌的产品不能通信，故设计中一般另外考虑安装水温、流量传感器等以监视这些主机的工作状况。
冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器与节流元件组成，压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。
液体制冷剂由冷凝器经过节流元件进入蒸发器进行蒸发吸收，使冷冻水降温，然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量，如此循环不已，把房间的热量带出。
三、中央空调节能设计要点
对于每个系统采用的节能方法是不同的，应根据实际的设备和系统配置情况进行合理选择，使之在充分利用现有的设备基础上达到最佳的节能效果。
1、空调机组
空调机组是智能建筑中耗能最多的设备，其运行方式不同，应从
以下几个方面考虑空调机组的节能：（l）全年运行系统的工况自动转换。
根据室外气候条件和空调系统的不同结构及其工艺的不同要求进行工况的转换，一般以焙值作为转换的判断条件，通过调节空调运行参数来实现。
（2）控制器参数选择。
合理选择每个回路的pid 参数，使之具有良好的响应性能，或选择各种先进的控制算法，提高控制系统的性能指标。
避免控制回路总处于不断调节或响应过程慢等不利影响，既浪费能量又影响执行器的寿命。
（3）多级控制的有效配合。
对有些系统具有中央空调机组外，在房间配有再加热盘管（特别是工艺空调）实现单独调节，此时应合理地选择控制方法及配合关系控制送风温度，防止中央空调送风的温度过低，而房间再加热的能量浪费现象发生，应考虑整体系统的节能效果。
（4）选用高质量温度传感器。
室内空气每相差1℃的调节都要消耗很多的能量，选用传感器的精度差，在达到要求的设定温度时，传感器测得的结果可能相差很多，而产生的节能效益远大于传感器的价格。
（5）温度设定值应随室外温度自动调节。
对于舒适性空调系统，可在夏季随室外温度的升高，适当提高温度的设定值，减小室内、外的温差，既能保证人的舒适度的要求，又能实现节能；同样也适合冬季情况。
2、冷水机组
通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度实时测量及对楼宇热惯性的预测，确定最优化的设备启、停时间。
此项措施预计可使主机、水泵、冷却塔风机平均每天减少运行时间。
同时根据楼宇冷负荷变
化，通过变频装置调节冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量，也可使主机负荷下降，从而控制机组运行台数。
3、热水系统
（l）锅炉系统。
a）根据供暖需求量，通过开关锅炉的台数进行控制；b）根据室外温度对供水水温重新进行设定，减小能量消耗；c）采用变频泵调节供水量，以适合负荷变化。
（2）热交换器系统。
a）根据空调负荷的大小，通过变频泵调节供水量；b）通过一个室外恒温器，当负荷减少时重新设定供水温度，当热水泵不运行时，通过流量开关联锁把两通阀关闭。
4、变风量系统（vav）
变风量系统是当房间的热湿负荷低于设计值时，保持送风参数不变而通过减少送风量的办法来保持室内的温度不变。
与定风量空调系统相比，它减少了再热量及相应的冷量，而且，随着各房间的送风量的变化，系统总送风量也相应变化，可以节省风机运行能耗。
此外，根据变风量空调系统运行的特点，在计算空调系统总负荷时，可以考虑各房间负荷发生的同时性，还可适当减少风机容量。
变风量系统控制可以分为两个部分：变风量末端控制和变风量空调机组控制。
一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。
在工程实际运用中，采用较多的有：定静压控制法；变静压控制法；直接数字控制法（ddc）；风机总风量控制法。
5、电能控制程序
电能消耗的计费主要取决两个因素：耗电量和需求系数，即峰、谷电价不同，因此，合理地启动或停止能耗较高的暖通空调设备，以使用电量保持平稳值，或在用电的高峰期使设备的用电量低、运行时间较短，而在用电低谷期设备的用电量高、运行时间较长，使总的电费最低。
总之，随着中央空调系统的广泛应用，如何利用系统的集成方法，将计算机技术、网络技术与控制理论有机结合，通过对设备的监控，对信息资源的有效管理，使中央空调系统高效节能运行，有着广泛的市场前景，同时，也对工程技术人员提出了更高的要求。
参考文献：
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[2]宁永生.大型空调中央监控系统设计，暖通空调，2004，34（3）.
[3]陈龙.智能建筑控制与系统集成技术，.北京：中国建筑工业出版社2004.。