一、概述
近年了，隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，已成為國際上能源需求量第一的國度，且能源利用率明顯偏低。面對節(jié)能減排的巨大壓力與國家的長遠、可持續(xù)發(fā)展的艱巨目標，推動全社會共同努力以節(jié)能降耗已經成為國家的重要戰(zhàn)略。據統(tǒng)計，我國建筑領域的能源消耗占到了社會總能源消耗的30%，而安裝有中央空調的建筑物中其能源消耗占到了建筑領域總能耗的70%，這些數字還在不斷增長。因此，中央空調的節(jié)能技術在降低能源消耗、創(chuàng)造經濟效益與社會效益中具有重要意義，既是國家的戰(zhàn)略需求，也是內生動力。
二、中央空調系統(tǒng)運行原理
空調系統(tǒng)的任務是對室內空氣進行處理，使空氣的溫度、濕度、流速及潔凈度、新鮮度等指標符合使用要求。為此，必須對空氣采取冷卻或加熱、減濕或增濕以及過濾等處理措施，其相應設備有制冷機組、熱水爐、空調機組、新風機組、風機盤管、循環(huán)水泵等。當被調房間溫濕度受內部熱源干擾或室外溫濕度變化而發(fā)生波動時，首先由溫度與濕度傳感器把信號送給調節(jié)器，調節(jié)器與設定值進行比較后發(fā)出指令給執(zhí)行器，執(zhí)行器動作后，送冷量或熱量將得到不斷調整以符合要求。
在中央空調系統(tǒng)中，以冷水機組為例，冷水機組是由設備廠商成套供應的，它一般是根據空氣調節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動控制的，樓控系統(tǒng)集成商是無需也不能對冷水機組自身運行進行干預的。冷水機組由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器與節(jié)流元件組成，壓縮機把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進入冷凝器，被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器經過節(jié)流元件進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)吸收，使冷凍水降溫，然后冷凍水進入水冷風機盤管吸收空氣中的熱量。如此循環(huán)不已，把房間的熱量帶出。
空調系統(tǒng)按處理設備及處理方法不同可以分為：噴淋與表冷式兩種類型，這兩種類型又可分為全新風直流系統(tǒng)、一次回風系統(tǒng)與二次回風復合系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)。按調節(jié)精度要求不同可分為高精度空調、一般精度空調及舒適性空調。舒適性空調一一般應按照等效溫度(ET)和C02濃度來進行設計。所謂等效溫度是反映人們舒適感覺的一個綜合指標，它結合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應來反映人的冷熱感覺。所以，等效溫度隨四季變化有較大變化。
三、中央空調自動化控制特點
1、干擾性
空調系統(tǒng)在長期運行中，由于外部條件(如風、晴、雨、雪、氣溫、太陽輻射)和內部條件(如空調房間中設備、照明的開關和投入運行的多少以及工作人員的增減等)的變化，都將對空調系統(tǒng)的運行形成干擾。
2、調節(jié)對象的特性
不同的被控對象，在相同的干擾作用下，被控量隨時間的變化過程也并不一樣?？照{自控系統(tǒng)的任務就是為了克服這些干擾因素，維持空調房間一定的溫、濕度和空氣品質。但溫、濕度的控制效果不但取決于自控系統(tǒng)，更主要的是取決于空調系統(tǒng)的合理性及空調的對象特性。
3、濕度的相關性
在空調的控制中，大多數情況下主要是對空調房間內溫度與濕度的控制。這兩個參數常常是在一個調節(jié)對象里同時進行調節(jié)的兩個被調量，兩個參數在調節(jié)過程中又相互影響。如果由于某些原因使空調房間內溫度升高，引起空氣中水蒸氣的飽和壓力發(fā)生變化，在含濕量不變的情況下，就引起了室內相對濕度的變化；溫度升高相對濕度就會降低，溫度降低相對濕度就會增加；在調節(jié)過程中，對某一參數進行調節(jié)時，同時也引起另一參數的變化。
4、多工況運行及轉換控制
由于空調系統(tǒng)是在全年的室內外條件變化下，按照一定的運行方式(即工況)進行調節(jié)的;同時在內外條件發(fā)生顯著變化時要改變運行調節(jié)方式，即進行運行工況的轉換。
5、整體控制性
空調自動控制系統(tǒng)一般是以空調房間內的空氣溫度和相對濕度控制為中心，通過工況轉換與空氣處理過程使每個環(huán)節(jié)緊密聯系在一起的整體控制系統(tǒng)?？照{系統(tǒng)中空氣處理設備的啟停都要根據系統(tǒng)的工作程序，按照有關操作規(guī)程進行，處理過程中的各個參數調節(jié)及聯鎖控制都不是孤立進行，而是與室內溫濕度密切相關的。
四、中央空調節(jié)能控制原則
1、空調機組
空調機組是智能建筑中耗能最多的設備其運行方式不同，應從以下幾個方面考慮空調機組的節(jié)能：
（1）全年運行系統(tǒng)的工況自動轉換
根據室外氣候條件和空調系統(tǒng)的不同結構及工藝的不同要求進行丁況的轉換，一般以焙值作為轉換的判斷條件，通過調節(jié)空調運行參數來實現。
（2）控制器參數選擇
合理選擇每個回路的PID參數，使之具有良好的響應性能，或選擇各種先進的控制算法，提高控制系統(tǒng)的性能指標。避免控制回路總處于不斷調節(jié)或響應過程慢等不利影響，既浪費能量又影響執(zhí)行器的壽命。
（3）多級控制的有效配合
對有些系統(tǒng)具有中央空調機組外，在房間配有再加熱盤管(特別是工藝空調)實現單獨調節(jié)。此時，應合理選擇控制方法及配合關系，控制送風溫度，防止中央空調送風的溫度過低，造成房間再加熱的浪費能量現象發(fā)生。
（4）選用高質量溫度傳感器
室內空氣每相差1℃的調節(jié)都要消耗很多的能量，選用傳感器的精度高，產生的節(jié)能效益遠大于傳感器的價格。
（5）溫度設定值應隨室外溫度自動調節(jié)
對于舒適性空調系統(tǒng)，可在夏季隨室外溫度的升高，適當提高溫度的設定值，減小室內、外的溫差，既能保證人的舒適度的要求，又能實現節(jié)能。冬季也適合類似控制。
2、冷水機組
通過計算機對樓宇內外環(huán)境溫度、濕度實時測量及對樓宇熱慣性的預v測，確定最優(yōu)化的設備啟、停時間。此項措施預計可使主機、水泵、冷卻塔風機平均每天減少運行時間。同時根據樓宇冷負荷變化，通過變頻裝置調節(jié)冷凍水、冷卻水的流量及風機類設備的風量，也可使主機負荷下降，從而控制機組運行臺數。
3、熱水系統(tǒng)
（1）鍋爐系統(tǒng)
首先，根據供暖需求量，通過開關鍋爐的臺數進行控制;其次，根據室外溫度對供水水溫重新進行設定，減小能量消耗;第三，采用變頻泵調節(jié)供水量，以適合負荷變化。
（2）熱交換器系統(tǒng)
首先，根據空調負荷的大小，通過變頻泵調節(jié)供水量：其次，通過一個室外恒溫器，當負荷減少時重新設定供水溫度，當熱水泵不運行時，通過流量開關聯鎖把兩通閥關閉。
4、變風量系統(tǒng)(VAV)
變風量系統(tǒng)是當房間的熱濕負荷低于設計值時，保持送風參數不變而通過減少送風量的辦法來保持室內的溫度不變。與定風量空調系統(tǒng)相比，它減少了再熱量及相應的冷量;而且，隨著各房間的送風量的變化，系統(tǒng)總送風量也相應變化，可以節(jié)省風機運行能耗。此外，根據變風量空調系統(tǒng)運行的特點，在計算空調系統(tǒng)總負荷時，可以考慮各房間負荷發(fā)生的同時性，還可適當減少風機容量。變風量系統(tǒng)控制可分為兩個部分變風量末端控制和變風量空調機組控制。一個好的變風量空調系統(tǒng)，除了精確設計計算，合理的系統(tǒng)布置，到位的施工安裝外，選擇一個最佳的控制方法也很關鍵。在工程實際運用中，采用較多的有：定靜壓控制法、變靜壓控制法、直接數字控制法、風機總風量控制法。
5、電能控制程序
電能消耗的計費主要取決兩個因素：耗電量和需求系數，即利用峰、谷電價不同，采用錯峰用電。因此，合理啟停能耗較高的暖通空調設備，以使用電量保持平穩(wěn)值，或在用電高峰期使設備的用電量低、運行時間較短;而在用電低谷期使設備的用電量高、運行時間較長，使總的電費降低。
五、節(jié)能方法選擇的注意事項
①任何節(jié)能方法必須與現場設備配置情況相適應，在滿足要求的前提下盡量選用簡單的控制方案，防止控制過程復雜，造成整個系統(tǒng)的成本過高；
②各種節(jié)能方法是相互聯系的，對一個實際的系統(tǒng)必須綜合考慮整體的節(jié)能，避免相互之間產生的影響互相抵消，達不到最佳的節(jié)能效；
③注意每個回路控制算法及參數的優(yōu)化調節(jié)，使控制系統(tǒng)有良好的性能；
④注意設備本身的運行和限制條件，防止因采用的節(jié)能方法對設備壽命產生影響；
⑤重視系統(tǒng)的在線調試、傳感器精度的校正及各種聯動功能的綜合測試，防止設計參數和實際運行情況的背離；
⑥充分利用樓宇自控系統(tǒng)強大的軟件功能和信息的集成性，保證系統(tǒng)軟、硬件得到合理利用。
