空调系统的节能措施与对策研究

李明柱 李华鑫

【摘要】随着中国的经济发展，越来越多的人群用上了中央空调。因为中央空调设备容量大、室外机少、调节室内环境效果好等优点深受广大用户喜爱。但是产生的能源浪费也是巨大的，如何在舒适程度不受影响的前提下对中央空调进行节能控制，已经迫在眉睫。本文主要在变频技术、智能控制等方面进行研究，以实现节能目的。

【关键词】中央空调;节能;变频;智能控制

1、中央空调系统节能

由于中央空调设备巨大，需要消耗大量的电能，尤其是冷源更需要大量的电力。电费对广大用户来说，又是一笔不小的开支。大部分城市的电价在一天内也有高和低，为了给用户节省电费，减轻政府高峰期用电负担。有人提出了冰蓄冷系统。冰蓄冷系统，是在电力的电费较低的情况下，采用电制冷制冰，并存储在设备中，在电价高的时候，停止或间歇运行电制冷空调主机，利用蓄冰释放的冷量用来满足用户需求，这种系统缓解了电力公司设备的建設，为用户节省了大量的资金。在很多发达国家，在中央空调中广泛应用冰蓄冷技术，从而使电力达到了削峰填谷的目的。国内各个空调厂家也进行了相关的研究和生产。2010年，我国首台冰蓄冷空调在实际工程中得到应用，经专家计算节约40%的能源。冰蓄冷技术日渐成熟，节约能源一直是国家发展的重要战略目标，因此冰蓄冷技术会逐渐成为主流。

中央空调的热源也会消耗大量的资源。国内许多设备应用热泵技术，热泵在空调领域应用中主要分3类空气源热泵、水源热泵、地源热泵。热泵从自然环境中吸收空气、水、土壤中的低品位热，经过电做工，输出高品位热能的设备。产生的热能是消耗电能的好几倍，由于效率高、污染小被广泛应用于实际生活中。在中央空调节能减排中做出突出贡献，受到暖通行业的广泛关注和重视。

2、变频技术的应用

中央空调的心脏是压缩机，压缩机的转速的大小决定能源消耗的多少。现在中央空调中很多采用变频技术，就是在常规空调结构上增加一个变频器，变频器可以控制压机所的转速，通过速度的调整使空调在不影响用户使用的情况下，节省能源。变频空调是根据房间情况自动提供所需冷热量的，当室外温度较高（低）和室内需要较低（高）温的时候，空调主机能够提高转速，以满足人们的需求。当室内对温度要求低和人员不在室内时候，变频技术使机器低速运转或者不运转，从而实现节能的目的。变频空调分为交流变频和直流变频。交流变频压缩机，它2次调节电压转换，从而达到了节能能源的目的。直流变频采用直流数字变转速压缩机，只有1次电压转换，去掉了电路中的铜损，从而使节省了相应电能。

变频空调一般都是微型电脑控制的，它检测室内外信号，并通过计算机控制压缩机的转速，能根据室内温度的变化，调节速度。当房间温度达到设定要求，变频空调又能以低于定频空调的速度运转，以维持恒定室温。由于变频技术的启动，无较大的电流冲击，并且一直保持低俗运转，故节电明显，从而使制冷（热）功效大大提高。变频空调还有很多优点，比如噪音低。变频空调控制精度也很高，如36GW变频的制冷量变化为360-400W，制热量变化为300-6800W，因此室内温度控制可精确到±1℃，使人体感到很舒适。变频空调对环境温度的适应性很强，有的产品甚至可在-15t的环境温度下启动。

变频空调比普通空调多了变频技术，可以用来调节压缩机速度，大部分情况下是省电的，但为什么有时候变频空调比普通空调要费电那？主要是，变频空调与普通空调运行时，由于室内温度并没有达到设定要求，所以一直以最大速度运行，而变频空调的部件更多，所以需要的电量更多。当室内温度达到要求时，变频空调通过调节压缩机速度，才能实现节能目的。普通空调在室内温度达到要求后，为了维持室内正常温度，还用最大速度运行，产生了大量的电力浪费。很多用户选择在达到室内后，选择关闭压缩机。但是频繁开启空调，会对设备造成损坏，由于开机产生的电流大于正常工作时候的电流，甚至容易产生意外。所以选择变频空调可以大大节约能源，还能减少意外的发生。

3、智能控制的应用

随着中国技术的飞速发展，云计算、人工智能、大数据时代的来临。为中央空调的节能又指出了新方向。其中智能控制技术在中央空调中得到了一些应用。智能控制是20世界60年代出现的。当时美国普渡大学傅京孙教授首先把AI的启发式推理规则用于学习控制系统，1966年美国门德尔首先主张将AI用于飞船控制系统的设计。中央空调采用智能控制技术，可以进行信息处理、信息反馈和智能决策等，主要用来解决那些不确定性的情况和复杂的控制系统。当室内外的温度传感器，采集到室内外的温度，通过无线传输技术到中央空调微型处理器内。中央空调根据室内的人员情况、天气情况等情况。根据模糊控制算法，计算出相应参数。通过调节中央空调的压缩机转速、风口出风量、制冷剂温度等，来改变室内综合温度，从而实现节能的目的。

结语：

综上所述，节能减排一直是国家的重要战略目标之一。在中央空调中应用热泵技术、变频压缩机、智能控制等技术，可以大大减少能源的损失和温室气体的排放。节约能源是每个人应该尽的义务，如果每个人都能为节能减排尽一份力，这个世界将会变得越来越美好。

参考文献：

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[4]本刊编辑部.节能样板的诞生——中央空调精品案例巡展海尔中央空调篇（合肥区域）[J].机电信息，2019（10）：70-78.

作者简介：

李明柱（1963—），男，汉族，吉林省长春市人，教授，工程硕士，单位：吉林建筑大学，研究方向：建筑信息模型（BIM）;

李华鑫（1991—），男，汉族，吉林省长春市人，学生，工程硕士硕士在读，单位：吉林建筑大学，研究方向：建筑信息模型（BIM）、暖通。