中央空调制冷控制措施及优化策略研究

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【摘 要】伴随着科学水平迅速发展，人们的生活水平也得到了进一步的提升，这样中央空调也出现在了人们的生活中。中央空调是一个大能耗的电器，对于提倡节能环保的当今时代，对中央空调的制冷方面采取一定的措施并且进行优化，从而实现中央空调的低能耗，高效能的目的。

【关键词】中央空调；制冷控制措施；优化策略

随着人们生活水平的提高，空调系统已经 成为人们生活的一部分，它提高了人们生活的舒适度，而空调系统的能耗却也成为在当今能源紧缺的大环境下急需解决的问题。同时随着楼宇自动化的大幅度兴起，对中央空调系统能源的节约及对中央空调系统的智能化控制成为了该领域研究的重点问题。对中央空调制冷实施适当控制措施，能够提升中央空调的使用效能，也能节约大量的能源。

一、中央空调制冷原理

中央空调系统有主机和末端系统。负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、制冷剂系统。主要组成设备有空调主机（冷热源）、组合式空调机组（风柜）、风机盘管等等。中央空调的主要的制冷原理如下面介绍：压缩机将气态的氟利昂压缩为高温高压的气态氟利昂，然后送到冷凝器（室外机）散热后成为中温中压的液态氟利昂，所以室外机吹出来的是热风。液态的氟利昂经 毛细管，进入蒸发器（室内机），空间突然增大，压力减小，液态的氟利昂就会汽化，（从液态到气态是个吸热的过程），吸收大量的热量蒸发器就会变冷，室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是冷风；空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴，顺着水管流出去，这就是空调会出水的原因。然后气态的氟利昂回到压缩机继续压缩，继续循环。制热的时候有一个叫四通阀的部件，使氟利昂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反，所以制热的时候室外吹的是冷风，室内机吹的是热风。其实就是用的初中物理里学到的液化（由气体变为液态）时要排出热量和汽化（由液体变为气体）时要吸收热量的原理，同时蒸发热量。

二、中央空调制冷控制措施

（一）控制冷冻机台数。在空调制冷过程中无论是对冷冻机采用哪种控制措施，制冷机运行效率最高点是在整体的制冷量达到最大值的时候出现，由此可见制冷机的效能和制冷量成正比的。如果实现不同蒸发器的进口不同的温度，可以通过使冷冻机出口保持不变的温度，蒸发器的水量也不发生变化，这样子在不同的冷负荷的情况下就能够实现的。

冷冻机的数量也会影响冷冻机的COP。当使用两台工作负荷都在50%的冷冻机的时候，减少冷冻机的数量会提升其运行的COP，因此尽可能减少同时运行的冷冻机。一般在实际的应用中如果是两台冷冻机同时运行的话，经常会导致冷冻水侧流，从而减少了用户的冷冻水的使用量，从而也会降低中央空调的制冷效果。因此运行一台冷冻机就会降低冷冻水的测流量，同时一部分侧流水会通过管道回流到用户管网中，这样蒸发器的水温也会降低，这样从整体上提升制冷机的COP，也是提升中央空调制冷效果的有效的方法。控制冷冻机的数量起到不仅是提升制冷机的COP，也是在降低中央空调整体的耗能，从而整体的提升中央空调的制冷效果和工作效能。

（二）冷却塔控制。冷却塔与冷水机组通常为电气连锁，但冷却塔风机不要求随冷水机组一起运行，但是和冷却塔相关的控制系统需要同时进入运行状态。冷却塔的风机可以进行自动启动，这个主要是通过控制变频器来实现的。变频器来控制冷却塔中会流水的温度从而实现对冷却塔风机的控制。在一定的温度标准中冷却塔的风机是不会被触动启动的，但是当不在这个温度范围内的时候，就会触发冷却塔的自动启动装置。对于冷却塔的控制都是通过上位机进行统一的控制，不是单独的处理的，通过统一的管理来实现启用暂停、正反转、外部频率给定等功能的。

（三）控制冷冻水环路压差。一般的情况是通过固定公会水压差的方法来稳定冷冻水泵的流量和冷水机组的水流量。冷冻水泵的流量是通过变频器来进行控制的，变频器根据实际的冷冻水泵的负荷量来调整水量以及供水管道压力来调整冷冻水泵的水流量。通过控制水泵实现冷冻水环路压差控制，从而实现中央空调整个的制冷控制。

（四）压缩机的控制。压缩机主要是将制冷剂转化成气体，在这个转化的过程中是需要外界的能源提供一定的压力的，而转化成的气体具有高温高压的特点。压缩机的原理是要通过变频器、远程DCS来共同作用的，采用的是PID整体的控制策略。PID控制策略主要是通过改变驱动电机的供电频率，通过变频来调整压缩机的整体的转数，通过改变压缩机每个单位内的排气压力，控制制冷剂的整体的流量，从而实现中央空调的制冷控制。

（五）控制电子膨胀阀。电子膨胀阀主要是通过对制冷剂的控制和调整，将制冷剂节流降压，这样会改变进入到蒸发器的制冷剂的整体的流量，从而实现对中央空调制冷效果的控制。使用电子膨胀阀来控制制冷效果具有更加准确和效果快速的特点。在电子膨胀阀的控制中也是采用的PID的控制策略。在PID的控制系统中蒸发器是作为被控制的对象进行研究的。在整个控制系统中是以蒸发器出口制冷剂的流量值，电子膨胀阀是整个控制系统的执行的对象的，最后的参考值是蒸发器出口出来的制冷剂的过热度的值。控制系统在不断的采集蒸发器出入口的温度，计算出入口温度的温差作为张发起出口过热度的参考值，通过这个计算值来掌控对整个中央空调的制冷效果的控制。

三、结语

伴随着科技水平的不断发展，人们生活水平的不断提升，中央空调不仅广泛应用在人们的生活中，在工业的各个行业也得到了广泛的应用。基于中央空调在各个行业的广泛应用，对中阳空调的制冷要采取一定的控制 和优化措施，从而是中央空调的能耗降到相对比较低的水平，也能够提升中央空调的使用效能。降低中央空调的能耗，提升使用效能也是对节能降耗的方针的响应。

参考文献

[1] 李明亮，王莉.PLC制冷机组控制系统开发[J].可编程控制器与工厂自动化，2011（01）.

[2] 高永廷.浅析提高中央空调绿色节能水平的策略[J].中国城市经济，2011（20）.