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1、中央空調(diào)系統(tǒng)組成
中央空調(diào)主要設(shè)備包括中央空調(diào)主機(jī)、末端裝備(主要包括組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、水管、風(fēng)管、冷卻塔、閥門等)以及相關(guān)的配套裝備。
2、中央空調(diào)系統(tǒng)工作原理
2.1中央空調(diào)主機(jī)
主機(jī)部分由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作原理如圖所示。
低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機(jī)加壓進(jìn)入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會(huì)釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時(shí)，因?yàn)閴毫Φ耐蛔兌鴼饣�，形成氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化，同時(shí)會(huì)吸收冷凍水中的熱量使其達(dá)到較低溫度。最后，蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進(jìn)入了壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)。
2.2 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
從主機(jī)蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水，由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機(jī)蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機(jī)用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。
2.3冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時(shí)，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過主機(jī)內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進(jìn)行熱交換，降低溫度后再送回主機(jī)冷凝器（回水）。
3、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力
中央空調(diào)對(duì)使用單位來說是耗電較大的設(shè)備，在有些商廈中，空調(diào)耗電占到總用電量的60%左右，因此中央空調(diào)的節(jié)能具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
（1）中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，一般是按當(dāng)?shù)刈顭崽鞖鈺r(shí)所需的最大制冷量來選擇機(jī)型的，并且留10％～20％設(shè)計(jì)余量。然而，實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)不會(huì)運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)下，因此存在較大的富余，中央空調(diào)系統(tǒng)的部分節(jié)能潛力就來自于此。
（2）由于冷熱負(fù)荷隨氣溫變化而變化，所以中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍主機(jī)應(yīng)該根據(jù)負(fù)載變化隨時(shí)加載或減載，而冷凍水泵和冷卻水泵也應(yīng)隨負(fù)載變化作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，否則就會(huì)造成很大的浪費(fèi)。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水泵和冷卻水泵的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的，且留有一定的設(shè)計(jì)余量。為了適應(yīng)負(fù)荷變化，通常采用節(jié)流或回流的方式來調(diào)節(jié)流量，因而產(chǎn)生大量的節(jié)流或回流損失，且對(duì)水泵電機(jī)而言，由于仍在工頻下全速運(yùn)行，因此造成了能量的浪費(fèi)。
（3）中央空調(diào)機(jī)組和眾多的風(fēng)機(jī)盤管，隨時(shí)都在調(diào)節(jié)過程中，冷凍水使用量也處在不斷變化的過程中。如果沒有自控措施，系統(tǒng)壓力會(huì)很不穩(wěn)定，甚至使系統(tǒng)不能正常工作。一般傳統(tǒng)做法是在冷凍水的分水缸和集水缸之間加裝一套壓力旁通控制裝置，水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成。這樣做，雖然也能解決壓力平衡問題，但很不經(jīng)濟(jì)，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，不僅大量浪費(fèi)電能，而且還造成中央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況。
（4）由于水泵采用的是Y—△ 啟動(dòng)方式，電機(jī)的啟動(dòng)電流均為其額定電流的5～7倍，一臺(tái)90kW電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流可達(dá)到
綜合以上原因，為了節(jié)約能源和費(fèi)用，需對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，以便達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)使用壽命的目的。
4、中央空調(diào)運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)
中央空調(diào)運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、PLC、變頻器、傳感器、閥門等硬件為核心，集成了閉環(huán)控制技術(shù)、PID運(yùn)算，對(duì)冷凍水循環(huán)、冷卻水循環(huán)、冷卻塔及新風(fēng)處理等系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化調(diào)節(jié)，使中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而節(jié)省大量電能。
4.1中央空調(diào)運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)的組成
中央空調(diào)運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)由中央空調(diào)主機(jī)調(diào)節(jié)、冷凍水調(diào)節(jié)、冷卻水調(diào)節(jié)、新風(fēng)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集等子系統(tǒng)組成。通過對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，結(jié)合室溫和末端溫度的變化，控制中央空調(diào)系統(tǒng)變負(fù)荷運(yùn)行，達(dá)到保證制冷（熱）質(zhì)量、降低電能消耗的目的。
4.2中央空循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)節(jié)
中央空調(diào)系統(tǒng)由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等部分組成
當(dāng)制冷（熱）機(jī)的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，冷凍水、冷卻水的需求量和冷卻塔的冷卻風(fēng)量也將發(fā)生相應(yīng)的變化，必須做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
由于水循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力來自于交流電機(jī)拖動(dòng)的水泵，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，這些水泵均運(yùn)行在定流量狀態(tài)，不能根據(jù)負(fù)荷的變化來調(diào)速運(yùn)行，因此浪費(fèi)大量電力。本系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術(shù)通過改變水泵的轉(zhuǎn)速（即改變流量），更好地解決壓差平衡，大大地節(jié)約電能損耗。
基于PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)水系統(tǒng)真正意義上的變溫差、變壓差、變流量運(yùn)行，使控制系統(tǒng)具有高度的跟隨性和應(yīng)變能力，以獲得最佳的控制效果。
（1）對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制
當(dāng)環(huán)境溫度、空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，各路冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計(jì)、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測(cè)到的這些參數(shù)送至控制器，并輸出調(diào)節(jié)各電動(dòng)閥門及變頻器輸出頻率，控制冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，改變其流量，使冷凍水系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓差和流量運(yùn)行在最優(yōu)值。
（2）對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及冷卻塔風(fēng)量的控制
本系統(tǒng)對(duì)中央空調(diào)冷卻水及冷卻塔風(fēng)量的調(diào)節(jié)控制，當(dāng)環(huán)境溫度、空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)主機(jī)的負(fù)荷率將隨之變化，系統(tǒng)的最佳轉(zhuǎn)換效率也隨之變化。控制器依據(jù)所采集的空調(diào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門，使冷卻水達(dá)到最佳進(jìn)、出口溫度，并與檢測(cè)到的實(shí)際溫度進(jìn)行比較，動(dòng)態(tài)PID調(diào)節(jié)冷卻水的流量和冷卻塔風(fēng)量，保證中央空調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷條件下，均處于最佳工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)能耗最大限度的降低。
5、中央空調(diào)運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)的效果
（1）運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，功能指標(biāo)到達(dá)設(shè)備技術(shù)要求；
（2）直觀顯示運(yùn)行參數(shù)、自動(dòng)化程度較高，能及時(shí)、準(zhǔn)確地自動(dòng)跟蹤末端空調(diào)負(fù)荷運(yùn)行；
（3）實(shí)現(xiàn)了空調(diào)泵組的軟啟動(dòng)、軟停止、運(yùn)行平滑穩(wěn)定，較大地改善了設(shè)備的啟停性能和運(yùn)行磨損；
（4）系統(tǒng)具有強(qiáng)大的管理功能和安全保護(hù)功能，確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化、安全
的運(yùn)行；
（5）實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)最大限度的節(jié)能。
