今天，小編將為大家介紹有關暖通空調通過系統(tǒng)集成降低中央空調系統(tǒng)能耗的知識點，讓我們來看看吧~在公共建筑中，集中空調系統(tǒng)的能耗占建筑總能耗的30%～60%。其冷源部分（主機+冷凍水泵+冷卻水泵+冷卻塔）能耗占集中空調系統(tǒng)能耗的60%～90%。由此可見，中央空調系統(tǒng)的能耗控制非常有必要。

1、中央空調能耗控制思路

控制中央空調能耗，需要整體性地去考慮，從設計、施工、運維全程進行精細化把關和服務：

1）超高效中央空調系統(tǒng)的精細化設計；2）BIM精細化制圖及施工督導；3）M-BMS多智能體自適應節(jié)能控制系統(tǒng)的精細化監(jiān)控；4）暖通及自控系統(tǒng)的精細化運行調試及優(yōu)化進行詳細探討。

在這里，我們特別要提出：大多數(shù)的公共建筑中央空調系統(tǒng)中，能耗高的主要原因就是設計方案出現(xiàn)問題。比如：（1）冷熱源方式選擇不當；（2）冷凍機和水泵等容量選型偏大；（3）控制不精細；如上問題還有很大弊端：一旦成型投入使用，后期很難調節(jié)和改造優(yōu)化。

2、系統(tǒng)精細化設計

2.1 全年負荷模擬

方案設計前，我們建議根據(jù)建筑數(shù)據(jù)及暖通規(guī)范要求，通過模擬軟件對建筑物負荷逐時、逐日、逐月的計算，以獲取全年的準確數(shù)據(jù)：如制冷總負荷、最小制冷負荷，詳細的建筑物日負荷變化規(guī)律和年負荷變化規(guī)律。

2.2 全年變負荷工況能效計算

中央空調系統(tǒng)是一個龐大而又復雜的系統(tǒng)工程，各系統(tǒng)設備之間相互聯(lián)系、相互影響。而建筑環(huán)境的變化是由多種因素所決定的一個復雜過程，其由室外氣象條件、室內外的通風狀況、室內各種熱源的發(fā)熱狀況等因素所決定。因此建筑環(huán)境控制系統(tǒng)的運行也必須隨著建筑環(huán)境的變化而不斷的進行響應調節(jié)。我們建議通過計算機的模擬計算的方法對建筑全年能效進行計算。

2.3 空調水系統(tǒng)優(yōu)化設計

2.3.1 主機優(yōu)化

根據(jù)設計院提供的設計負荷及業(yè)主提供的設備使用規(guī)律進行全年逐時冷負荷需求，模型進行分析，結合空調系統(tǒng)群控設備運行策略，選取綜合能效更佳主機形式及組合。通常會選用大溫差，三流程蒸發(fā)器的雙一級能效變頻直驅主機，冷凝器選用二流程并自帶膠球清洗端蓋，保證常年自清潔達到全周期能效保持的效果。

圖1 高能效變頻直驅離心機組

2.3.2 冷凍水大溫差及末端組空優(yōu)化

目前常規(guī)空調冷凍水系統(tǒng)采用5 ℃溫差設計，高能效機房一般采用不低于7 ℃的大溫差設計，可降低水泵運行費用。為適應大溫差工況，末端選型加大，能夠適應更寬的輸出能力要求，在負荷變高甚至超過設計更大負荷的情況下也可以輕松適應該負荷，同時因為應對大小負荷都游刃有余，真正可以通過提高出水溫度和降低風機風量來進行節(jié)能。

2.3.3 空調管網(wǎng)優(yōu)化選型

首先，需要將具有相同使用時間和相同使用負荷規(guī)律的末端用同一組管網(wǎng)進行連接，盡量減少不同管道之間的相互影響。在此基礎上，由于水泵功率與揚程成正比關系，因此降低水系統(tǒng)阻力是降低水輸送動力的有效途徑，建議采取以下主要措施。

、選擇低阻力閥件

1）過濾器：市場上供應的Y型水過濾器過濾面積小，阻力較大，一般為1～3 m。應優(yōu)先選用水阻小于0.3 m籃式過濾器。還可以選擇直角式過濾器，安裝在水泵入口，可以連接水平管和豎向管道，節(jié)省一個彎頭及其阻力損失。2）止回閥：目前市場常用的蝶式止回閥，阻力較大，一般為1～2 m，應優(yōu)先選用水阻小于0.3 m的靜音式止回閥。

第二、管網(wǎng)低阻力優(yōu)化

通過將水泵進出水口高度與主機進出口置平，可以減少管路彎頭，將主機與水泵水平對接，直進直出，可以減少彎頭。如將水泵入口處彎頭改為直角式過濾器，或取消設計落地式分集水器則還可以減少彎頭。機房內水管路設置彎頭時應盡量設置順水彎頭，阻力可以降低50%。

第三、 空調水系統(tǒng)仿真建模

暖通空調系統(tǒng)一般都是由許多的管路、設備等器件通過各種不同的連接方式組合在一起，形成一個網(wǎng)絡。在整個網(wǎng)絡中，各部分之間相互獨立而又相互影響，它們各自的物理參數(shù)不能夠單獨求解得到，需要對整個網(wǎng)路中的所有物理量進行聯(lián)立求解。通過管網(wǎng)建模仿真軟件，對于較復雜的系統(tǒng)能夠快速有效的建立的系統(tǒng)模型，并進行完備的分析。通過管道參數(shù)、阻力元件設定，主機、末端設備動態(tài)水阻曲線設定，在給定設計流量下，模擬該流量下的系統(tǒng)總壓降，為水泵選型提供依據(jù)。在變流量工況下分別計算10%～工況下的水泵揚程，并輸出系統(tǒng)所有設備的模擬參數(shù)，包括流量、流速、壓降等。

圖2 某機房的某機房的空調水系統(tǒng)仿真建模

2.3.4 冷卻塔性能優(yōu)化

根據(jù)測算，冷凝溫度每增加 1 ℃，單位制冷量的耗功率約增加2%～3%。因此，降低冷卻系統(tǒng)供回水溫度，能顯著提高冷水機組COP值。但為達到此目的，需采取以下措施:1）提高冷凝器冷卻水側的放熱系數(shù)：提高放熱系數(shù)的有效途徑是減小水側的污垢熱阻，對冷卻水補水進行有效的處理。2）增大冷卻塔的型號：考慮一定量的富余系數(shù)，根據(jù)項目當?shù)刈畈焕m當增大冷卻塔型號，力爭將冷卻塔設計工況逼近度降低至3 ℃以下。

2.3.5 水泵優(yōu)化

空調水系統(tǒng)輸送動力能耗占空調系統(tǒng)能耗的20%左右，因此優(yōu)化空間較大，主要措施有：1）優(yōu)化水泵揚程選型：空調水系統(tǒng)最不利環(huán)路阻力加上機房各設備阻力之和作為確定水泵揚程的依據(jù)，故千方百計地縮小最不利環(huán)路的長度，選擇低阻力閥門閥件或增大管徑，能將水泵揚程縮小下來。2）降低冷卻塔塔體揚程：冷卻塔頂部進水管與集水盤液面高度之差即塔體揚程的大小，直接影響到水泵的揚程，因此盡量選用塔體揚程小的產(chǎn)品。

3、BIM精細化制圖及施工督導

因為超高效冷源系統(tǒng)機房管道往往比較復雜，施工起來破費精力和心思，而且這個過程容易造成很多施工隱患。因此在這個過程，現(xiàn)在很多單位和團隊開始使用BIM技術。

BIM技術其實就是利用工具更好地進行施工溝通協(xié)作。其優(yōu)勢如下：

1）三維可視化及定位：傳統(tǒng)機房利用CAD軟件來表達管道的走位。而BIM模型可以三維表達，清晰表達超高效機房系統(tǒng)各種有傾斜角度的管道走位，及時發(fā)現(xiàn)施工設計找那個的問題。

2）設備參數(shù)復計算：在超高效中央空調系統(tǒng)安裝過程中，由于對管線進行了深化設計以及路線調整，在此過程會增加或減少部分管線長度和彎頭數(shù)量，對原有系統(tǒng)阻力參數(shù)產(chǎn)生一定的影響。而BIM技術可避免這個問題。

3）傳感器的定位：采用BIM技術可以在圖紙上定位傳感器，可提前判斷安裝空間及位置能否滿足要求，若不滿足及時調整管路系統(tǒng)，保證自控傳感器的順利安裝，為后續(xù)的數(shù)據(jù)采集提供保障，避免傳感器安裝空間、位置不滿足規(guī)范要求，在后續(xù)運行中采集的數(shù)據(jù)有較大誤差的問題。

4、M-BMS多智能體自適應節(jié)能控制系統(tǒng)的精細化監(jiān)控

我們先來了解下什么是M-BMS多智能體？

M-BMS多智能體是一定數(shù)量的自主個體通過相互合作和自組織。在這一系統(tǒng)中所有的單元（子系統(tǒng)）都是獨立平等的，可獨立完成各自的任務而不受其他單元的干預。同時各個單元之間也能協(xié)調工作來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運行。

它由主機綜合節(jié)能控制系統(tǒng)，水泵智能節(jié)能控制系統(tǒng)，冷卻塔智能節(jié)能控制系統(tǒng)，末端智能節(jié)能控制系統(tǒng)等模塊以多智能體形式自協(xié)調形成一個統(tǒng)一的整體。

硬件形式可以按模塊組合類型和數(shù)量不同，適用于不同形式的機房系統(tǒng)，同時，也適用于強弱電一體解決方案和弱電+強電解決方案，另外可以與云端進行實時交互、檢測和分析。如果某一個設備出現(xiàn)故障，也可以通過智能識別禁止開啟有故障的設備，而用其他設備代償運行。

圖3 M-BMS多智能體自適應節(jié)能控制系統(tǒng)架構圖

M-BMS多智能體自適應節(jié)能控制系統(tǒng)的作用：

（1）主機綜合節(jié)能控制系統(tǒng)模塊將根據(jù)建筑負荷實時變化，使空調主機自動調整空調組合及輸出負荷從而控制空調水系統(tǒng)冷熱量的質/量，從而使空調主機在高能效狀態(tài)運行，同時確保冷凍水泵、冷卻水泵處于低能耗狀態(tài)，確保系統(tǒng)性能系數(shù)更高（即系統(tǒng)整體能耗更低）。

（2）水泵智能節(jié)能控制系統(tǒng)模塊通過變頻器柔性啟動水泵，水泵起動后，按控制器輸出的控制參數(shù)值，實現(xiàn)更優(yōu)效率加減載，并調節(jié)各水泵變頻器的輸出頻率，控制水泵的轉速。冷凍水泵組將使系統(tǒng)在保證末端空調用戶的舒適度的同時，可實現(xiàn)系統(tǒng)更大限度的節(jié)能。冷卻水泵組將使冷卻傳輸系數(shù)達到更優(yōu)值。

（3）冷卻塔智能節(jié)能控制系統(tǒng)模塊通過依據(jù)所采集的實時氣象數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)計算出更佳冷卻水溫度，并與檢測到的實際參數(shù)作比較，根據(jù)其偏差值控制冷卻風機的啟停和變速運行，從而改變冷卻塔的散熱量，使冷卻水系統(tǒng)的回水溫度趨于更優(yōu)值。

（4）末端智能節(jié)能控制系統(tǒng)，通過室內溫濕度可以進行模塊內部的調節(jié)送風溫度，水閥開度及風機頻率，在保證末端舒適度的前提下，使供冷量與需求相匹配，更大限度地降低風機能耗。

5、暖通及自控系統(tǒng)的精細化運行調試及優(yōu)化

5.1 空調設備精細化調試

5.1.1 主機的精細化調試

冷水主機完成主機運行調試工作，提供調試報告、更佳部分負荷率電子表格或曲線，更大及最小冷凍、冷卻水流量工況，更高及更低的冷卻水進水溫度、冷凍水出水溫度工況下的主機能效狀態(tài)，確定每臺主機的更佳效率運行負荷段。并出具冷水主機的診斷、分析報告。

5.1.2 冷凍、冷卻水泵的精細化調試

根據(jù)優(yōu)化后的機房平面布局和管網(wǎng)設計圖紙、采購設備的技術參數(shù)，進行計算比較，測試確定全部水泵的更佳運行技術參數(shù)。并出具水泵的診斷、分析報告。

5.1.3 冷卻塔的精細化調試

根據(jù)冷水主機的更佳部分負荷率電子表格或曲線，測試出不同負荷段的冷卻塔運行臺數(shù)及冷卻效果。并出具冷卻塔的診斷、分析報告。

5.1.4 冷源機房系統(tǒng)的精細化調試

在機房系統(tǒng)內的所有設備完成單設備精細化調試工作后進行，冷源機房系統(tǒng)全部啟動，測試每臺設備在各個負荷段的協(xié)同運行性能參數(shù)在更優(yōu)效率點。并出具冷源機房系統(tǒng)的診斷、分析報告。

5.1.5 末端系統(tǒng)診斷、分析

當機房冷源系統(tǒng)精細化調試完成后，冷凍水供水溫度達到設計值±0.5 ℃條件下，末端系統(tǒng)滿負荷及部分負荷運行的條件下，冷凍水主管供回溫差≥設計溫差-0.5 ℃，確定末端系統(tǒng)在不同的負荷段運行，冷凍水供回水溫差均可以達到≥設計溫差-0.5 ℃，并出具末端系統(tǒng)診斷、分析報告。

5.2 節(jié)能控制系統(tǒng)調試

5.2.1 傳感器校正

根據(jù)傳感器技術要求數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)內的溫度、流量等傳感器進行校正，以達到技術文件要求為目標。

5.2.2 半自動模式調試

單機組自動運行模式，一鍵啟動機組，機組內的冷卻、冷凍水泵、電動閥門、冷卻塔自動聯(lián)鎖運行，自控系統(tǒng)自動調節(jié)冷凍、冷卻水泵流量，實現(xiàn)單機組高效運行。

5.2.3 全自動模式調試

（1）主機的優(yōu)化控制

根據(jù)更佳部分負荷率電子表格或曲線，對應冷卻水的進水溫度及冷凍水出水溫度設定值確定機組的更佳負荷值。根據(jù)末端負荷實測需求，計算需要投入的機組規(guī)格和臺數(shù)，實現(xiàn)更優(yōu)臺數(shù)控制。

（2） 冷凍水泵的變頻控制

根據(jù)實測末端冷凍水流量需求、最不利環(huán)路的壓差變化和冷凍水進出水溫差變化，控制流量分配和水泵的運行頻率，確保冷凍水的供回水溫差大于或等于設計值，杜絕大流量小溫差的不節(jié)能現(xiàn)象。

（3）冷卻水泵的變頻控制

根據(jù)實測水流量需求和冷卻水進出水溫差變化控制冷水主機并聯(lián)回路的動態(tài)壓力平衡和水泵運行頻率，確保冷卻水的供回水溫差不小于設計值，杜絕大流量小溫差的不節(jié)能現(xiàn)象，并能保證冷水主機在更高效率區(qū)間運行。

（4）冷卻塔自控系統(tǒng)調試

根據(jù)實測冷卻水流量自動控制投入運行的冷卻塔臺數(shù)；根據(jù)出水溫度與室外濕球溫度的差值變化控制風機的運行頻率，確保逼近度在合理水平。

好了，那么以上就是有關暖通空調如何從系統(tǒng)設計方面控制中央空調的能耗問題介紹，希望可以幫助到大家哦~

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