中央空调是现代建筑能耗的核心部分,约占建筑总能耗的30%—50%。在倡导绿色低碳的今天,对中央空调进行节能改造成为必选题,但是只单纯地节能降耗往往要牺牲室内环境舒适度,这让节能改造陷入两难境地。如何在提升能效的同时不影响优化环境的舒适性,是改造工程需要解决的核心问题。本文将从系统调控的角度,深入分析实现两者协同提升的技术路径。
一、精准感知:环境参数的多维度监测
全面、准确感知室内环境是实现精细调控的基础。传统温控器信息维度单一,仅能反映单点温度,不足以支撑舒适与节能的平衡决策。
1. 多参数传感器融合
现代楼宇自控系统通过配置传感器网络,持续采集温度、湿度、二氧化碳浓度、PM2.5乃至照度等多个环境参数,将不同物理位置的传感器数据进行融合分析后绘制出整个楼宇环境的动态“舒适度图谱”,为后续的按需调控提供了精确的数据输入,避免因局部过冷过热导致的能源浪费和不适感。
2. 负荷预测与自适应设定
通过研究分析历史运行数据、天气预报以及建筑日程表,系统能够对未来数小时的建筑冷热负荷进行预测。在此基础上,自适应控制算法可以动态调整温度设定值。在过渡季节,当预测到室外气温适宜时系统会适当放宽室内温度控制范围,在保证基本舒适的前提下最大限度利用自然冷却潜力,减少主机运行时间。
二、动态响应:核心设备的柔性调节技术
中央空调系统的能耗主要集中于冷热源和输配系统。对这些核心设备进行柔性调节,是实现能效跃升的关键。
1. 变频技术的深度应用
变频调速技术广泛应用于主机、水泵和风机中,使设备输出功率和实际负荷实时匹配。当部分负荷运行时,变频离心式冷水机组通过导叶开度和压缩机转速的协同调节,使能效比保持在高效率区间。输配系统中的变频水泵和风机则根据最不利环路压差的变化,自动调整转速,实现变流量运行,不再出现定频系统常有的“大流量、小温差”能耗弊端,此举可带来20%—40%的节能效果。
2. 智能化水力平衡与送风优化
传动系统中,水力失调和送风不均常导致区域冷热不均。改造中采用动态压差平衡阀或分布式变频泵,替代传统的静态平衡阀,实现管网阻力的实时自适应调节,确保每个末端的流量精确满足需求。对于空气端,使用变风量末端装置,根据区域实时负荷独立调节送风量,并结合静压重置控制策略,降低主风机电耗,从系统层面消除过冷、过热区域,提升整体舒适度。
三、系统协同:全局优化的智能控制策略
单个设备的节能未必带来系统整体的最优。实现双赢需要从系统全局视角出发,让各个部件协同运行。
1. 冷热源群控与免费冷却
智能群控系统将冷水机组、冷却塔、一次泵、二次泵等设备作为一个整体进行控制。系统基于总负荷需求,自动选择最优的设备运行组合和启停顺序,并使每台设备都工作在高效区。同时,在过渡季和冬季,通过板式换热器开启“免费冷却”模式,利用室外低温空气或冷却水为室内提供冷量,此时制冷主机可完全关闭或降载运行,节能效果极为显著。
2. 新风供给与热回收
在保障室内空气品质的前提下,新风负荷是巨大的能耗点。改造中可采用按需新风控制技术,根据实时监测的CO₂浓度动态调节新风阀开度,避免任何时候都按固定最大风量运行。同时,加装空气-空气全热回收装置,利用排风的能量预处理新风,可有效回收60%—70%的排风能量,大幅降低因引入新风而产生的额外冷热负荷。
结语
中央空调节能改造并不仅是简单的设备替换,而是一场围绕“精准感知、动态响应、系统协同”的深度系统优化。通过将现代感知技术、变频控制手段与最前沿的智能算法深度融合,能将传统的空调系统从简单的冷热控制升级为既能敏锐地感知人体的舒适需求,又能灵活地适应外部环境变化的真正智慧型空调系统。这样的系统不仅实现了能源消耗的实质性降低,更通过营造稳定、均匀、健康的室内环境,最终达成了能效提升与舒适保障的完美双赢。
