浅谈空调系统的节能控制

杨淮海（贵州省桥梁建设集团有限公司，贵州 贵阳550001）

一、空调系统节能控制标准的探讨

空调系统节能的范围有许多方面，如建筑围护结构的热工特性、冷热负荷计算、温度、湿度等参数指标，空气处理设备及控制系统的选择，运行管理方式等。在这里介绍国内外的有关标准、规定及经验作为空调节能控制的设计、调试、运行的参考依据。

1、室外内参数标准

a.室内温度设定：一般来说夏季制冷时，温度越高越节能，冬季采暖时温度设定越低越节能。不同场所对空调温度的要求是不一样的，以下列出几种场所的推荐温度：

房间类型 住宅 客房 普通办公室 商场夏季温度26℃～28℃24℃～27℃26℃～28℃26℃～28℃冬季温度18℃～20℃18℃～22℃18℃～20℃16℃～18℃

2、空调系统的控制

a.空调系统的设计和运行控制应尽量避免以下现象产生：①过热、过冷。如夏季温度设定为27℃，实际温度达到25℃；②空气冷却后再热或空气加热冷却，对温湿度要求较高的场所会产生此现象；③混合，经处理后不同温度的空气混合意味着能量损失；④过除湿；⑤新风量过大，民用建筑空调系统运行中这种现象很普遍，没有得到重视。b.在空调区域中，冷热负荷特性相差较大的场所应分区处理。一个空气处理系统只服务于负荷特性相同或相近的区域；c.采用可变新风系统比固定新风系统更节能。在过渡季节中使用全新风，大大地节省冷源。d.在每一个空调区域应装有温度、湿度传感器，每一个空气处理系统中要装上温度、湿度调节器，还要有冬季工况、过渡季度工况和夏季工况三个工况的自动识别和转换装置。e.空调系统中有条件利用排风热能的一定设置热能回收装置。这样将会节省70%左右的新风能耗。

二、空调系统的节能控制

我们着重从室内温湿度控制、新风量控制、空气处理的节能控制三个方面来介绍。

1.室内温湿度控制

除了少数特殊要求的恒温恒湿空调系统，对于大多数空调系统来说，全年的温湿度设定值是可以改变的。合理地改变温湿度设定值不仅能满足舒适感，更主要的是能节约相当大的能源。据有关资料报道，夏季室温设定值从26℃升高到28℃，冷负荷可减少21%～23%；露点温度设定值从10℃升高到12℃，除湿负荷可减少17%；冬季室温从22℃降到20℃，热负荷可减速少26%～31%；露点温度从10℃降低到8℃，加湿负荷可减少5%。当室温在18℃～20℃时，调节器按冬季设定值比例控制；室温在26℃～28℃时，按夏季设定值比例控制；室温在20℃～26℃之间时，调节器设定值浮动，系统既不加热也不冷却。除了变设定值控制外，还有根据室外空气参数修改室内设定值的再设控制，两者都具有节能效果再设控制更多考虑了舒适效果，这里不作介绍。

2、新风量的确定及节能控制

由于室内空气卫生的要求，空调系统不断向室内补充新风。有关资料对许多场所有最小新风量推荐值，但新风量不是固定不变的，要合理地控制新风量以达到节能上目的。对新风量的控制有三种方式：按新风干球温度控制、按新风焓值控制、按焓值比较器的热回收控制。

a.按新风干球温度控制

如图1所示，当新风干球温度低于t1时，新、回阀门受新风温度超驰控制，将新量切换到最小值。当新风干球温度高于t1时，调节器逐步开启新风门增大新风量。新风温度升至t2，新风量最大。新风温度在t2～t3时，保持最大新风量。当新风温度高于t3时，新风阀门又受新风温度超驰控制，切换到最小新风量位置。t1、t2、t3温度值要根据实际情况确定。图中t1～t3温度区变新风量比最小新风量控制节能。

图1

b.焓值比较器的热回收控制

因篇幅所限，此方法只作原理介绍。通过测量元件测得新回风的温度与湿度，在焓值比较器内进行比较，确定新风比回风具有较大的加热（+H）或冷却（-H）能力，并调节新回风门的执行器。温湿度调节器把系统对能量需求的信号传给比较器。然后使能量回收系统的执行器按加热/加湿或冷却/除湿阀门的顺序实现比例控制。

3、空气处理的节能控制

风机盘管系统、一次回风系统、二次回风系统等在空调中应用很广泛，而在舒适性空调（无工艺要求的空调）中，一次回风系统与风机盘管系统等最为普遍。在这里介绍一次回风系统以及风机盘管系统的空气处理节能方式。

a.一次回风系统

一次回风系统的空气处理过程，l～s的加热过程与w～l的冷却过程造成冷热互耗现象，这是不经济的。在一定的条件下通过改变淋水"露点"方式能避免这种冷热互耗现象。如采用淋水旁通式空气处理工艺。当空气处在w1(w2)通过淋水处理到l1（或l2）而非l点，然后与旁通绕过淋水室的空气（其状态仍在w1，或w2）混合，通过控制混合比例，可使混合后的空气状态在s点上避免了冷热互耗。但是并非所有状态的空气都能避免冷热抵消。hs为s点的等焓线，hl为l点的等焓线与t冷s线延伸线、ls将焓湿图分为三个区，只有Ⅰ区状态的空气完成避免冷热抵消，Ⅱ1、Ⅱ2区都会产生冷热互耗，在Ⅲ区的空气对淋水旁通式处理方式无意义。假如N的状态没有严格规定，如前面所述那样：温度在18～27℃，湿度在30%～70%；那么淋水旁通式的处理工艺会在室内温、湿度控制，调节送风温度，送风量，节能效果等方面发挥出色的作用。

b.风机盘管系统

风机盘管系统（包含新风机）处理空气的过程近似于。室内空气经过风机盘管冷却后从状态N点到状态l点。图中l点是"露点"，而在实际情况中l点是N1线上的某一点，通过调节水温或水流量l点是可以改变的。室外新风经过新机处理后，从状态点O到点N1送入室内。室内的湿热负荷靠N1点的新风与l点的空气负担，所以可近似的认为N1点与l点空气混合后再进入室内。于是调节l点的空气与N1点的新风比例（保证最小新风量），能使其混合状态S1点落在热湿比ε线上，在不限制送风温差的情况下可以避免冷热互耗。S1点与理想送风点S在绝大部分情况下是不重合的。当新风状态点O的含湿量do

由于水平有限，本文可能有不少片面之处，欢迎指正，敬请谅解。

[1]《空调与制冷技术手册》.（同济大学出版社1993年）.

[2]《空调设备与节能控制》.（中国建筑工业出版社1985年）.

[3]《空气调节设计手册》.（中国建筑工业出版社1983年）.