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摘要：中央空调节能改造是一个降低成本、节约能源的系统工程。文章针对中央空调系统运行现状，指出了空调系统运行中存在的问题，对中央空调系统的控制系统进行了节能改造，提出了节能技术改造措施，以实现中央空调系统节能的目的，具有一定的参考价值。
关键词：中央空调；控制系统；节能；改造；
引言
随着我国经济建设的发展以及人们生活水平的不断提高，中央空调系统也得到了广泛应用。但中央空调系统的运行能耗也是十分惊人的，空调能耗约占建筑总能耗的30％～40％，并且存在能源浪费严重的现象，降低空调能耗刻不容缓。
1中央空调系统的构成
中央空调系统主要有以下四大件组成：它们是压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。
1.1压缩机部分
这是整个中央空调系统的核心，也是空调系统运行的动力。对老旧中央空调系统的改造，主要是对这部分的改造。压缩机的好坏会直接影响到整个空调的效果。通过对压缩机等的改造，达到提高效率的目的。根据压缩机的工作原理，可分为容积型和速度型两种。在改造时可根据压缩机的具体情况进行。如果是容积型压缩机，可通过对运动机构的改造，以减少压缩室容积，从而提高压缩的整体运行功能。
1.2冷凝器
冷凝器的作用是将压缩机排出的高压的制冷剂，通过热蒸汽冷却形成液体或气液混合物，再由水或空气介质放出热能或冷气。冷凝器按其冷却介质和冷却的方式，可以分为水冷式、气冷式、水和气混合冷却式三种类型。在改造时可根据情况而定。
1.3蒸发器
蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。
2中央空调系统在维护和使用中存在的主要问题
2.1维护成本高；系统已经运行多年，控制系统已经不能满足生产需要，需要升级改造，但原有的备件在市场上很难买到，不但采购周期长，而且价格昂贵，有些备件甚至停产。随着时间的推移，系统的升级改造变得越来越困难，而且这些备件的价格会越来越贵，使用成本和维护费用大大提高。
2.2系统开放性差；升级前，系统由两台 SIEMENSMEC 单片机控制器控制，通信能力受到制约，无法与公司自动化系统进行通信。一些控制必须手动进行，一些参数设定和温、湿度值采集只能到现场完成。不能实现对系统数据的采集、存储、共享和分析，无法满足信息化应用的需要。
2.3运行成本较高；系统冷水箱安装在空调机组室内，夏天，室内温度通常在 30℃左右，冷冻水回水箱温度受室温影响，冷冻水回水箱温度经常会升高至 16℃左右，这样会大大延长制冷主机工作时间，增加太多电量消耗和较高的运行成本。
3变频节能改造措施
3.1变频控制系统
变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，它不仅能有效改良现代空调系统的工艺不足，还能大幅度降低能耗节省运行成本。因此，在中央空调系统中安装变频控制系统并设置闭环自动调节，会使节能效果更好。
3.2节能改造措施
在中央空调热交换量方面，可以对各循环水系统的回水与出水的温差进行调节，控制热交换速度，使其减少能量损耗。目前，中央空调的节能控制改造措施，主要的就是使用这种方法。这种方法是利用PLC、变频器和温度模块组成温差闭环的自动控制系统，跟随回水与出水温差的变化，自动调节水泵的输出流量，实现节能的目的。
3.3冷冻系统的改造
冷冻系统进行恒温控制。以回水温度信号作为目标信号，使压差的目标值可以在一定范围内根据回水温度进行适当调整。就是说，当房间温度较低时，使压差的目标值适当下降一些，减小冷冻泵的平均转速，提高节能效果。这样一来，既考虑到了环境温度的因素，又改善了节能效果。具体方法是:在保证冷冻机组冷冻水流量所需前提下，确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率，可将其设定为下限频率。水泵电机频率调节是通过安装在系统管道上温度传感器测回水温度。温控器将其与设定值进行比较。当冷冻回水温度大于设定值时，变频器输出上限频率，水泵电机高速运转;当冷冻回水温度小于设定温度时电机以设定的频率工作。
3.4冷却系统的改造
冷却系统变频改造采用两个温度传感器检测冷却水的进水温度和回水温度，当进水和回水温差大时，冷却水泵及冷却风机加速运行，使进水和回水温差保持在5℃左右；当进水和回水温差偏小时，降低冷却水泵和冷却风机的速度，以达到节能的目的。
3.5空调机组优化控制
传统的空调系统设计为了节省处理新风的能耗，将新风量固定在最小新风量，但是在过渡季节时，按夏季工况设计选用的设备容量大，空调在小负荷下运行能耗大，控制难。而采用变风量空调技术，如何控制系统的送风温度、湿度等一直没有很好地得到解决。
本节能改造工程中替换空调机组原有控制系统，保留原有控制阀门，电动风阀、新风温湿度传感器、回风温湿度传感器及送风温湿度传感器，运用5EISM通风系统能效提升设备，根据进风温湿度、回风温湿度控制相应电动风阀的开度。通过对空调区域的温湿度进行解祸控制，实现送风温度和送风量的优化匹配控制，降低系统运行能耗。
3.6智能控制管理系统的应用
一般情况下对中央空调系统的节能改造都是针对冷热源系统、输配系统及末端系统中的某个子系统，然而一个系统能耗的减少可能导致其他系统能耗的上升。因此，系统优化的目标不是使得某个子系统或设备效率最高，能耗最低，而是使整个系统的能耗最低。而要实现这个目标，则需要一个先进的自动控制方式。尤其对于中央空调系统这样一个多变量、复杂的、时变的系统。
因此，工程改造时对现有的冷源系统及增加冷水系统设备加装智慧云企业能源管理中心，由原有手动控制升级为具有高度智能化自动化的智慧云节能控制。运用光纤/GPRS无线传输、大数据分析等先进技术，在BP神经网络负荷预测基础上通过负荷匹配、效率控制、设备能耗祸合及优化管理，动态调节冷冻水供水温度、冷却水回水温度及末端空调送风温度。实现设备的台数控制、变水量调节、变风量调节，降低运行能耗。如图一：中央空调系统节能控制图
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4运行上的管理
4.1定期对空调系统水质处理
水侧污垢、腐蚀及青苔对制冷系统影响极大，也是空调能耗高的重要原因。大气中的尘埃、水分、细菌氧气及某些有害酸性气体不断地由冷却塔进入冷却水系统中，冷冻系统虽然密闭较好，但水中溶解氧对冷冻管材也会产生腐蚀作用，日积月累，空调设备将由于垢、锈蚀、锈渣和微生物不断繁殖所产生的生物污泥，使管道堵塞、制冷量下降、浪费电能。根据理论计算，冷凝器的污垢每增加0.1mm，热交换效率就降低30%，耗电量则增加5%一8%。
4.2集中空调实行计量收费
集中空调实行计量收费是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美已是一种成熟的技术。据国外调查资料表明:实行集中空调计量收费后，其节能率可达8%一15%。
4.4操作培训
加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。各项调节和节能措施的实施，都与操作人员的技术素质直接相关。
4.5改造后的效果
改造的中央空调系统不仅有理想的节能效果，节能效率可达30％一50％，而且可以避免大功率电动机起动时冲击电流产生对电网的影响，因为有变频器的作用，各电动机线路上的功率因数接近，大大减少线路和变压器上的损耗；改造后中央空调系统在额定负荷供应冷气时保持改造前一样的工作状态和效果，在低负荷供应冷气时或天气气温低时各动力电动机低速运行，也减少了机械设备的磨损、延长了设备使用寿命。
结束语
综上所述，由于中央空调系统的工况随室外空气状态和室内情况的变化而变化的，所以对节能改造后的设备要经常进行检查调节。发现问题及时解决。中央空调系统是对楼宇及建筑内空气进行调节的系统，其能耗较大，因此，对其进行节能改造是必须的。小但是为了节能减耗降成本，更是对环境的保护，其意义巨大，希望能引起重视。
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