社會不斷發展和人們的生活水準逐步提升同時,中央空調在商業建筑中和居民的住宅中也逐漸廣泛的應用了起來。然而,空調能耗卻掀起了另一個大問題:作為建筑的主要能耗之一,其所占的建筑總能耗的比例堪稱為“高”“大”,其所帶來的能源浪費狀況也極為嚴重。所以,開展中央空調節能控制技術的研究,致力于降低能耗并提升能效,具備重大的經濟與社會價值。本文先是剖析了中央空調系統能耗的構成要素以及影響因素,接著探討了節能控制技術的原理與應用情形,最后列舉了節能控制技術在中央空調系統中的實際應用案例。
中央空調系統的能耗主要源自制冷機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、風機盤管以及新風處理等部分。其中,冷機的能耗就占了整個空調系統的35%至55%的比例。在傳統的空調系統里,冷凍水系統存在大流量、小溫差的狀況,并且實際冷量遠遠超過需求冷量,致使制冷機與水泵的能耗都處于較高水平。另外,冷卻水系統的冷卻水流量過大,造成換熱溫差偏大,從而浪費了大量能源。
基于對中央空調系統的能耗偏高的痛點剖析和分析,我們主要從以下幾個方面對其進行了節能控制技術的攻關:
(1)通過對傳統的控制算法優化,促使系統高效的運行;
(2)是充分的運用可再生的新能源,如地源熱泵的技術等;
(3)也是對設備的組成及系統的配置等都采取了高效的做法。
通過對傳統的PI、PID控制的優化及其相繼出現的模糊控制、神經網絡控制等一系列的新型控制算法深入的研究將使得工業控制的技術得到更大的飛躍。PID控制算法簡便、可靠,不過對參數調整的要求較為嚴苛;模糊控制算法能夠應對不確定性與非線性問題,但其計算復雜度較高;神經網絡控制算法能夠自適應地處理高度非線性系統,然而訓練時間以及數據量較大。在中央空調系統中應用這些算法,能夠實現對冷凍水、冷卻水、新風、回風等各個子系統的精準控制,達成系統的最優運行狀態。
利用可再生能源是節能控制的一項關鍵手段。充分地將地球表面的淺層地熱資源充分地發掘與利用,地源熱泵節能環保的特點使其得到了廣泛的應用。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(例如電能),達成低溫位熱能向高溫位熱能的轉移。以冬季為例,當地源地下溫度相對較高時,可通過地源熱泵將其經由埋管換熱器吸收熱量,再通過地源熱泵的循環將熱量傳遞至建筑物的內部;而夏季則相反,當地源的地下溫度相對較低時,可通過地源熱泵將其經由埋管換熱器將其釋放熱量再通過地源熱泵的循環將冷量傳遞至建筑物的內部從而達到全年可實現建筑的冬夏的可動的熱泵式的節能效果。相較于傳統空調,地源熱泵具有節能、環保、維護成本低等優勢。
通過高效的設備組件合理的系統配置同樣也是智能節能平臺的關鍵手段之一。選用高效的水泵和風機、采用低阻力的管路和閥門、采用高導熱系數的保溫材料等,均能夠有效降低能耗。對冷卻塔的優化設計不僅能將其本身的淋水密度降低同時也能更好地改善其自身的通風效果從而為提高冷卻效率創造了有利的條件。
綜上可以看出,中央空調的節能控制對有效降低能耗、提高能效具有極大的意義。通過對控制算法不斷的優化、對可再生能源充分的利用以及對設備組件和系統高效的配置等一系列的舉措,推動都為我們將中央空調的節能減排工作提供了可行的實踐途徑。相信未來伴隨技術的持續進步以及應用經驗的不斷積累,中央空調節能控制技術將會愈發成熟與完善,為建筑節能減排貢獻更大力量。通過深入的宣傳教育,才能有效地提升公眾的節能意識,共同推動著節能減排的偉大事業不斷發展。