空调自控节能技术的应用及节能效果

能源问题一直受到世界各国的普遍关注。在全球的能源消耗中，无论是发达国家还是发展中国家，建筑能耗在总能耗中所占比重大多集中在25％~40％。因此，建筑节能已成为世界节能问题的重点。笔者将结合大唐陕西发电有限公司综合楼空调自控项目，阐述空调自控节能技术的应用及取得的节能效果。
该项目位于西安市高新区，建筑面积2.8万平方米，楼高85米，地下2层，地上19层。为响应国家节能号召，设计节能目标为30％。
在建筑设备中，中央空调是第一耗能大户，对中央空调监控的最终目标是在保证中央空调稳定运行的前提下，实现真正意义上的节能。
以往的空调控制系统由操作人员通过手动调节启动各类阀门，实现所规定的温度要求。操作人员必须频繁到空调机房调节阀门，劳动强度较大。此外，由于手动调节和内外部环境温度具有多变性，控制精度很难保证，一般采用过量调节来保证温度的适宜，从而造成能量浪费。
采用计算机控制，可以做到高度准确的自动控制，从而稳定温度。比例调节控制方式，使得室内温度与阀门开度函数关系很直观，有利于操作人员对系统正常与否的状态判断；对于一个复杂的被控对象在上位组态中采用综合算法来提高控制精度，可以达到满意的控制效果。
在建筑设备监控中，中央空调的控制采用DDC控制器（辅助备用）和上位软逻辑（采用模糊控制）混合应用的方式，在不增加其他任何硬件成本的前提下来实现节能控制，降低中央空调的能耗。空调机组在启动阶段时（预冷／预热）关闭新风阀，将回风阀打开以减少获取新风带来冷却或加热的能量消耗，同时以最短的时间达到对温度的要求。
笔者对大唐陕西有限公司综合楼空调自控项目在四个方面进行了分析。
一是冷源系统控制。中央空调系统的冷源系统控制主要包括：冷水机组的控制、故障、状态，冷冻水泵、冷却水泵的变频监控，启停监控和故障监控；对冷却塔的启停控制，故障报警等项的监控；对出入水蝶阀工作状态的监控；对供冷、供热等参数的监测和调节。根据工程中冷水机组、冷水泵以及冷却水的数量关系，设备之间的联络方式选取大并联方式，因此空调自控系统要实现优化的台数启停控制，即可以任意选择机组于水泵之间的对应关系，使各台设备的运行时间基本一致，延长设备的使用寿命，同时在机组切换时联动相关回路电动蝶阀的开闭。
二是多台冷水机组的群控。系统监测供回水管的温度、压力信号以及系统的流量信号，根据各种信号条件对冷水机组的负荷进行计算；根据计算出整体的负荷条件，再参考冷水机组的整体运行条件、每台设备参与运行的时间、运行维护条件以及用户必要的维护干预等因素，对冷水机组的启停数量、每台冷水机组启动缸的数量等进行自动控制调节。
三是热源系统控制。中央空调系统的热源系统调节主要包括：换热器开关，热水泵以及循环泵的变频监控、启停监控、故障监控；对一次进气（水）阀工作状态的监控；对供热等参数的监测和调节。
四是多台板式换热器的群控。
根据二次侧出水温度与设定值进行比较来决定一次侧调节阀的开度，当换热器一次侧调节阀开度超过90％且二次侧出水温度低于设定值时，加投一台换热器；当换热器一次侧调节阀超过40％且二次侧出水温度高于设定值时，减一台换热器。
经过上述分析，空调系统控制运行后系统运行正常，各方面指标达到设计要求，尤其是节能方面，投资回报率很高，实现超过40％的节能指标，达到了设计目标要求。同时，系统可靠性也得到了很大提高，且维护费用明显降低，操作人员的劳动强度也大幅降低。