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提要针对中央空调节能控制进行分析，以便引起人们对中央空调发展趋势的思考，主要从客观方面与主观方面相结合出发，论述了中央空调节能的几项控制措施。
关键词空调系统空调的控制特点保温隔热耗能指标设备节能控制热回收装置
1、引言
空调系统按处理设备及处理方法不同可以分为喷淋与表冷式两种类型。这两种类型又可分为全新风直流系统、一次回风系统与二次回风复合系统及旁路系统。按调节精度不同可分为洁净空调和舒适性空调。舒适性空调一般应按照等效温度（ET）和CO2浓度进行设计。所谓等效温度是反映人们舒适感觉的一个综合指标，它结合干、湿球温度和空气流速的效应来反映人的冷热感觉。因此等效温度随四季变化有较大变化。
2、中央空调的控制特点
空调系统的特性可以归纳如下：（1）干扰性。空调系统在全年或全天的运行中，由于外部条件（如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪）和内部条件（如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少，以及工作人员的增减等）的变化都将对空调系统的运行形成干扰。（2）调节对象的特性。不同的被控对象，在相同的干扰作用下，被控量随时间的变化过程也并不一样。空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素，维持空调房间一定的温、湿度和空气质量。但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统，更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。（3）湿度的相关性。在空调的控制中，大多数情况下主要是对空调房间内温度和湿度的控制，这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调节量两个参数在调节过程中又相互影响。如果由于某些原因是空调房间内温度升高，引起空气中水蒸气的饱和分压力发生变化，在焓湿量不变的情况下，就引起了室内相对湿度的变化，温度升高相对湿度就会降低，温度降低相对湿度就会增加，在调节过程中，对某一参数进行调节时，同时也引起另一参数的变化。（4）多工况运行及转换控制，由于空调系统是在全年的室内外条件变化下，按照一定的运行方式（即工况）进行调节的。同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式，即进行运行工况的转换。（5）整体控制性，空调自动控制系统一般是以空调房间内的空气温度和相对湿度控制为中心，通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序，按照有关的操作规程进行，处理过程的各个参数调节及连锁控制都不是孤立进行，而是与室内温、湿度密切相关的。
3、中央空调节能控制途径
3.1、改善建筑的保温隔热性能
房间内冷、热量损失是通过房间的墙体、门窗、屋顶等传输出去的。改善建筑的保温、隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：
1）确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。提倡使用非透明的玻璃幕墙，即玻璃的后面仍然是保温、隔热材料和普通墙体。
2）合理设计窗户遮阳。在公共建筑物迅速发展的今天，人们对空调舒适度的要求也在不断提高。采取有效的遮阳措施，降低外窗太阳辐射形成的空调负荷，是实现节能的有效方法。
3）充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。在围护结构传热方面，由于窗户的传热系数要比墙体传热系数高几倍，降低玻璃窗的传热系数是降低温差传热最根本的方法。
3.2、合理控制室内温度参数
目前，大部分空调建筑夏季的设计室内温度为24～28℃，而一些公用建筑中空调温度控制得更低，甚至低于22℃，不但浪费能源，而且舒适性很差，这是导致“空调病”发生的主要原因。对某城市采用全年空调的商场进行调查表明，普遍存在设计能量过大问题，造成这种现象的原因较多，但对于能耗指标缺乏有效的控制是一个重要原因。建议尽快制定有关政策，从设计、设备、运行维护、审批监管各方面来控制能耗，首先是控制能耗指标。能耗指标的制定政策性、技术性强，牵涉面广，是一项细致而复杂的系统工程。指标制定中，除考虑建筑设计所决定的建筑负荷以外，还应考虑到空调设备，包括冷水机组、泵、风机及耗电的末端装置的能耗上限值。
3.3、空调设备的节能控制
3.3.1空调机组
空调机组是智能建筑中耗能最多的设备，其运行方式不同，应从以下几个方面考虑空调机组的节能：（1）全年运行系统的工况自动转换。根据室外气候条件和空调系统的不同结构及其工艺的不同要求进行工况的转换，一般以焙值作为转换的判断条件，通过调节空调运行参数来实现。（2）控制器参数选择。合理选择每个回路的PID参数，使之具有良好的响应性能，或选择各种先进的控制算法，提高控制系统的性能指标。（3）多级控制的有效配合。对有些系统具有中央空调机组外，在房间配有再加热盘管（特别是工艺空调）实现单独调节，此时应合理地选择控制方法及配合关系控制送风温度，防止中央空调送风的温度过低，而房间再加热的能量浪費现象发生，应考虑整体系统的节能效果。（4）选用高质量温度传感器。室内空气每相差1℃的调节都要消耗很多的能量，选用传感器的精度差，产生的节能效益远大于传感器的价格。
3.3.2冷水机组
通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度实时测量及对楼宇热惯性的预测，确定最优化的设备启、停时间。此项措施预计可使主机、水泵、冷却塔风机平均每天减少运行时间。同时根据楼宇冷负荷变化，通过变频装置调节冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量，也可使主机负荷下降，从而控制机组运行台数。
3.3.3热水系统
（1）锅炉系统。首先，根据供暖需求量，通过开关锅炉的台数进行控制；其次，根据室外温度对供水水温重新进行设定，减小能量消耗；第三，采用变频泵调节供水量，以适合负荷变化。
（2）热交换器系统。首先，根据空调负荷的大小，通过变频器调节供水量；其次，通过一个室外恒温器，当负荷将少时重新设定供水温度，当热水泵不运行时，通过流量开关联锁把两通阀关闭。
3.3.4变风量系统
变风量系统是当房间的热湿负荷低于设计值时，保持送风参数不变而通过减少送风量的办法来保持室内的温度不变。与定风量空调系统相比，它减少了再热量及相应的冷量，而且，随着各房间的送风量的变化，系统总送风量也应变化，可以节省风机运行能耗。此外，根据变风量空调系统运行的特点，在计算空调系统总负荷时，可以考虑各房间负荷发生的同时性，还可适当减少风机容量。
变风量系统控制可以分为两个部分变风量末端控制和变风量空调机组控制。一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。
4、热回收装置
目前我国学者对热回装置性能的研究和分析逐渐增多，在研究热回收器的热回收率时，考虑到系统漏风和风机能耗增加因素，并根据室内设计气象参数，比较了福建、北京两地采用热回收器的使用效果。通过热回收效率计算、热回收装置增加的能耗和运行费用比较、热回收系统的静态计算和动态计算以及投资回收期的论证，得出静态热回收率在夏季为34%左右，冬季高达60%，项目的投资回收期均在3年左右，全年动态节能16.2%。综合所述，采用热回收装置也是起到节能有效途径之一。
空调节能涉及到诸多因素，是一项系统工程，对国民经济的发展产生很大影响。随着新技术和新材料的诞生与应用，关于空调节能的研究与应用技术也将不断发展。如今，人们既要创造四季如春的生活条件，又要保护赖以生存的地球环境，还要为子孙后代节约使用有限的能源，因此，从全局出发利用科学的观点正确分析与评价出现各种空调节能技术指导，合理用能。为实现我国“十一五”可奠定坚实的基础。
关键词空调系统空调的控制特点保温隔热耗能指标设备节能控制热回收装置
1、引言
空调系统按处理设备及处理方法不同可以分为喷淋与表冷式两种类型。这两种类型又可分为全新风直流系统、一次回风系统与二次回风复合系统及旁路系统。按调节精度不同可分为洁净空调和舒适性空调。舒适性空调一般应按照等效温度（ET）和CO2浓度进行设计。所谓等效温度是反映人们舒适感觉的一个综合指标，它结合干、湿球温度和空气流速的效应来反映人的冷热感觉。因此等效温度随四季变化有较大变化。
2、中央空调的控制特点
空调系统的特性可以归纳如下：（1）干扰性。空调系统在全年或全天的运行中，由于外部条件（如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪）和内部条件（如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少，以及工作人员的增减等）的变化都将对空调系统的运行形成干扰。（2）调节对象的特性。不同的被控对象，在相同的干扰作用下，被控量随时间的变化过程也并不一样。空调自控系统的任务就是为了克服这些干扰因素，维持空调房间一定的温、湿度和空气质量。但温、湿度的控制效果不但取决于自控系统，更主要的是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。（3）湿度的相关性。在空调的控制中，大多数情况下主要是对空调房间内温度和湿度的控制，这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调节量两个参数在调节过程中又相互影响。如果由于某些原因是空调房间内温度升高，引起空气中水蒸气的饱和分压力发生变化，在焓湿量不变的情况下，就引起了室内相对湿度的变化，温度升高相对湿度就会降低，温度降低相对湿度就会增加，在调节过程中，对某一参数进行调节时，同时也引起另一参数的变化。（4）多工况运行及转换控制，由于空调系统是在全年的室内外条件变化下，按照一定的运行方式（即工况）进行调节的。同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式，即进行运行工况的转换。（5）整体控制性，空调自动控制系统一般是以空调房间内的空气温度和相对湿度控制为中心，通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序，按照有关的操作规程进行，处理过程的各个参数调节及连锁控制都不是孤立进行，而是与室内温、湿度密切相关的。
3、中央空调节能控制途径
3.1、改善建筑的保温隔热性能
房间内冷、热量损失是通过房间的墙体、门窗、屋顶等传输出去的。改善建筑的保温、隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：
1）确定合适的窗墙面积比例，不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。提倡使用非透明的玻璃幕墙，即玻璃的后面仍然是保温、隔热材料和普通墙体。
2）合理设计窗户遮阳。在公共建筑物迅速发展的今天，人们对空调舒适度的要求也在不断提高。采取有效的遮阳措施，降低外窗太阳辐射形成的空调负荷，是实现节能的有效方法。
3）充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。在围护结构传热方面，由于窗户的传热系数要比墙体传热系数高几倍，降低玻璃窗的传热系数是降低温差传热最根本的方法。
3.2、合理控制室内温度参数
目前，大部分空调建筑夏季的设计室内温度为24～28℃，而一些公用建筑中空调温度控制得更低，甚至低于22℃，不但浪费能源，而且舒适性很差，这是导致“空调病”发生的主要原因。对某城市采用全年空调的商场进行调查表明，普遍存在设计能量过大问题，造成这种现象的原因较多，但对于能耗指标缺乏有效的控制是一个重要原因。建议尽快制定有关政策，从设计、设备、运行维护、审批监管各方面来控制能耗，首先是控制能耗指标。能耗指标的制定政策性、技术性强，牵涉面广，是一项细致而复杂的系统工程。指标制定中，除考虑建筑设计所决定的建筑负荷以外，还应考虑到空调设备，包括冷水机组、泵、风机及耗电的末端装置的能耗上限值。
3.3、空调设备的节能控制
3.3.1空调机组
空调机组是智能建筑中耗能最多的设备，其运行方式不同，应从以下几个方面考虑空调机组的节能：（1）全年运行系统的工况自动转换。根据室外气候条件和空调系统的不同结构及其工艺的不同要求进行工况的转换，一般以焙值作为转换的判断条件，通过调节空调运行参数来实现。（2）控制器参数选择。合理选择每个回路的PID参数，使之具有良好的响应性能，或选择各种先进的控制算法，提高控制系统的性能指标。（3）多级控制的有效配合。对有些系统具有中央空调机组外，在房间配有再加热盘管（特别是工艺空调）实现单独调节，此时应合理地选择控制方法及配合关系控制送风温度，防止中央空调送风的温度过低，而房间再加热的能量浪費现象发生，应考虑整体系统的节能效果。（4）选用高质量温度传感器。室内空气每相差1℃的调节都要消耗很多的能量，选用传感器的精度差，产生的节能效益远大于传感器的价格。
3.3.2冷水机组
通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度实时测量及对楼宇热惯性的预测，确定最优化的设备启、停时间。此项措施预计可使主机、水泵、冷却塔风机平均每天减少运行时间。同时根据楼宇冷负荷变化，通过变频装置调节冷冻水、冷却水的流量及风机类设备的风量，也可使主机负荷下降，从而控制机组运行台数。
3.3.3热水系统
（1）锅炉系统。首先，根据供暖需求量，通过开关锅炉的台数进行控制；其次，根据室外温度对供水水温重新进行设定，减小能量消耗；第三，采用变频泵调节供水量，以适合负荷变化。
（2）热交换器系统。首先，根据空调负荷的大小，通过变频器调节供水量；其次，通过一个室外恒温器，当负荷将少时重新设定供水温度，当热水泵不运行时，通过流量开关联锁把两通阀关闭。
3.3.4变风量系统
变风量系统是当房间的热湿负荷低于设计值时，保持送风参数不变而通过减少送风量的办法来保持室内的温度不变。与定风量空调系统相比，它减少了再热量及相应的冷量，而且，随着各房间的送风量的变化，系统总送风量也应变化，可以节省风机运行能耗。此外，根据变风量空调系统运行的特点，在计算空调系统总负荷时，可以考虑各房间负荷发生的同时性，还可适当减少风机容量。
变风量系统控制可以分为两个部分变风量末端控制和变风量空调机组控制。一个好的变风量空调系统，除了精确的设计计算，合理的系统布置，到位的施工安装外，选择一个最佳的控制方法也很关键。
4、热回收装置
目前我国学者对热回装置性能的研究和分析逐渐增多，在研究热回收器的热回收率时，考虑到系统漏风和风机能耗增加因素，并根据室内设计气象参数，比较了福建、北京两地采用热回收器的使用效果。通过热回收效率计算、热回收装置增加的能耗和运行费用比较、热回收系统的静态计算和动态计算以及投资回收期的论证，得出静态热回收率在夏季为34%左右，冬季高达60%，项目的投资回收期均在3年左右，全年动态节能16.2%。综合所述，采用热回收装置也是起到节能有效途径之一。
空调节能涉及到诸多因素，是一项系统工程，对国民经济的发展产生很大影响。随着新技术和新材料的诞生与应用，关于空调节能的研究与应用技术也将不断发展。如今，人们既要创造四季如春的生活条件，又要保护赖以生存的地球环境，还要为子孙后代节约使用有限的能源，因此，从全局出发利用科学的观点正确分析与评价出现各种空调节能技术指导，合理用能。为实现我国“十一五”可奠定坚实的基础。