社会不断发展和人们的生活水准逐步提升同时,中央空调在商业建筑中和居民的住宅中也逐渐广泛的应用了起来。然而,空调能耗却掀起了另一个大问题:作为建筑的主要能耗之一,其所占的建筑总能耗的比例堪称为“高”“大”,其所带来的能源浪费状况也极为严重。所以,开展中央空调节能控制技术的研究,致力于降低能耗并提升能效,具备重大的经济与社会价值。本文先是剖析了中央空调系统能耗的构成要素以及影响因素,接着探讨了节能控制技术的原理与应用情形,最后列举了节能控制技术在中央空调系统中的实际应用案例。
中央空调系统的能耗主要源自制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、风机盘管以及新风处理等部分。其中,冷机的能耗就占了整个空调系统的35%至55%的比例。在传统的空调系统里,冷冻水系统存在大流量、小温差的状况,并且实际冷量远远超过需求冷量,致使制冷机与水泵的能耗都处于较高水平。另外,冷却水系统的冷却水流量过大,造成换热温差偏大,从而浪费了大量能源。
基于对中央空调系统的能耗偏高的痛点剖析和分析,我们主要从以下几个方面对其进行了节能控制技术的攻关:
(1)通过对传统的控制算法优化,促使系统高效的运行;
(2)是充分的运用可再生的新能源,如地源热泵的技术等;
(3)也是对设备的组成及系统的配置等都采取了高效的做法。
通过对传统的PI、PID控制的优化及其相继出现的模糊控制、神经网络控制等一系列的新型控制算法深入的研究将使得工业控制的技术得到更大的飞跃。PID控制算法简便、可靠,不过对参数调整的要求较为严苛;模糊控制算法能够应对不确定性与非线性问题,但其计算复杂度较高;神经网络控制算法能够自适应地处理高度非线性系统,然而训练时间以及数据量较大。在中央空调系统中应用这些算法,能够实现对冷冻水、冷却水、新风、回风等各个子系统的精准控制,达成系统的最优运行状态。
利用可再生能源是节能控制的一项关键手段。充分地将地球表面的浅层地热资源充分地发掘与利用,地源热泵节能环保的特点使其得到了广泛的应用。地源热泵通过输入少量的高品位能源(例如电能),达成低温位热能向高温位热能的转移。以冬季为例,当地源地下温度相对较高时,可通过地源热泵将其经由埋管换热器吸收热量,再通过地源热泵的循环将热量传递至建筑物的内部;而夏季则相反,当地源的地下温度相对较低时,可通过地源热泵将其经由埋管换热器将其释放热量再通过地源热泵的循环将冷量传递至建筑物的内部从而达到全年可实现建筑的冬夏的可动的热泵式的节能效果。相较于传统空调,地源热泵具有节能、环保、维护成本低等优势。
通过高效的设备组件合理的系统配置同样也是智能节能平台的关键手段之一。选用高效的水泵和风机、采用低阻力的管路和阀门、采用高导热系数的保温材料等,均能够有效降低能耗。对冷却塔的优化设计不仅能将其本身的淋水密度降低同时也能更好地改善其自身的通风效果从而为提高冷却效率创造了有利的条件。
综上可以看出,中央空调的节能控制对有效降低能耗、提高能效具有极大的意义。通过对控制算法不断的优化、对可再生能源充分的利用以及对设备组件和系统高效的配置等一系列的举措,推动都为我们将中央空调的节能减排工作提供了可行的实践途径。相信未来伴随技术的持续进步以及应用经验的不断积累,中央空调节能控制技术将会愈发成熟与完善,为建筑节能减排贡献更大力量。通过深入的宣传教育,才能有效地提升公众的节能意识,共同推动着节能减排的伟大事业不断发展。