中央空調系統(tǒng)作為建筑的重要組成部分，在給人們帶來舒適建筑環(huán)境的同時，也消耗了大量的能量，對中央空調系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化是建筑節(jié)能優(yōu)化的重點?；诖?，筆者進行了相關介紹。
1、中央空調工作原理
中央空調系統(tǒng)是一個極其復雜的系統(tǒng)，主要由2部分組成，即水系統(tǒng)部分和空氣處理系統(tǒng)部分。其中，制冷機組為中央空調系統(tǒng)的正常運行提供所需要的冷負荷，不僅將制造的冷量傳遞給冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，且把工作過程中釋放的熱量傳遞給冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，是中央空調系統(tǒng)中zui重要的組成部分。冷卻水泵、冷凍水泵以及冷卻塔為中央空調系統(tǒng)提供水循環(huán)，是進行熱交換的載體。冷凍水將制冷機組制造的冷量帶到風機盤管系統(tǒng)中與室內空氣進行熱交換，并將室內熱量帶回到制冷機組中；冷卻水將制冷機組在工作和熱交換中產生的大量廢熱排放到室外空氣中，經(jīng)過冷卻塔降溫后的冷卻水又流回制冷機組的冷凝器中進行熱交換，如此循環(huán)往復。
2、控制策略
不同的控制策略對中央空調系統(tǒng)總能耗的影響特別明顯，由于中央空調的系統(tǒng)由冷水機組、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風機系統(tǒng)組成，冷水機組的控制由其自身的控制策略直接控制，但其制冷效果會受中央空調系統(tǒng)中水系統(tǒng)控制的影響。某酒店主樓高18層，輔樓高4層，擁有178余間客房。酒店中央空調系統(tǒng)原控制策略采用冷凍水恒壓控制，冷凍水回水壓力作為反饋值，0.558MPa作為目標值；冷卻水出水恒溫控制，冷卻水出水溫度作為反饋值，目標值設為31℃；冷卻塔風機工頻控制。經(jīng)過對系統(tǒng)運行狀況的評估同時考慮現(xiàn)場條件，節(jié)能改造采用以下的控制方式：冷凍水恒溫差控制，冷凍水進出水溫差作為反饋值，5℃做目標值；冷卻水恒溫差控制，冷卻水進出水溫差作為反饋值，目標值為5℃；冷卻塔風機采用回水溫度作為反饋值同時室外濕球溫度+冷幅作為目標值的控制。
3、系統(tǒng)搭建
根據(jù)優(yōu)化的控制策略，進一步搭建起新的中央空調系統(tǒng)，其中，主要包括中央空調系統(tǒng)硬件和上位軟件設計，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的節(jié)能。整個中央空調系統(tǒng)由4個模塊組成，即空調主機、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔系統(tǒng)。
空調主機模塊包括1臺水冷螺桿式冷水機組。1#機組名義制冷量為1050kW，制冷輸入功率為197kW，COP為5.33.冷水機組主要由PLC來實現(xiàn)采集信號并且控制冷水機組的運行，監(jiān)測制冷機的運行狀況以配合其他設備的運行。冷凍水模塊主要由2臺冷凍水泵（1臺常開、1臺備用）、集水器、分水器、閥門組成；冷凍水泵額定功率為22kW，備用泵為30kW；冷凍水均采用變頻控制，變頻器是型號為ACS510 的ABB 變頻器。冷凍水系統(tǒng)是連接制冷主機與空調房間的重要部分，帶走空調末端的熱量回送到冷水機組。
冷卻水模塊主要由2臺冷凍水泵（1臺常開、1臺備用）、閥門組成；冷卻水泵額定功率為37kW，備用的為45kW；冷卻水均采用變頻控制，變頻器是型號為ACS510的ABB變頻器。冷卻水系統(tǒng)將機組的熱量吸收并送到冷卻塔降溫，zui后再回送到冷水機組。
冷卻塔模塊主要由2臺風機組成，兩臺風機的額定功率分別為9kW和11kW，變頻器采用的是型號為ACS510的ABB變頻器。冷卻塔系統(tǒng)主要實現(xiàn)對冷卻水溫度的調節(jié)。
在優(yōu)化改造過程中，增加了中央控制柜、冷卻塔變頻控制柜、溫度變送器、壓力變送器、濕球溫度傳感器、電動執(zhí)行器、電能表和工控機等。改造系統(tǒng)架構圖如圖1所示，工控機作為整個采集控制系統(tǒng)的核心處理器，末端的參數(shù)采集以及控制設備通過RS485轉換器和工控機進行數(shù)據(jù)傳輸。
改造后冷凍水變頻控制主要采用變頻器恒溫差控制，比之前的恒壓控制更適合于負荷變化較大的中央空調系統(tǒng)。目標設定溫差為5℃，通過調節(jié)變頻器的轉速來改變冷凍水的水量，使冷凍水變頻器的轉速隨著空調系統(tǒng)負荷的變化而變化，zui終使冷凍水進出水溫差穩(wěn)定在5℃左右，保證制冷量和系統(tǒng)的負荷相匹配，達到*的制冷效果和能耗。冷卻水變頻控制也類似于冷凍水的控制。

圖1 酒店中央空調改造系統(tǒng)構架圖
4、實驗結果及分析
為了驗證改進后的控制策略優(yōu)于之前的原策略，讓某酒店中央空調在原有的控制方式和新改造的控制方式下各運行1d，并采集系統(tǒng)各部分能耗。
為了讓采集的數(shù)據(jù)具有對比性，選取的酒店的人員入住率幾乎相同。除此之外，選取這2d的外界環(huán)境參數(shù)要盡量接近，從外界環(huán)境參數(shù)可以看出，外界的條件雖有差別，但是差別非常微?。煌饨鐨鉁叵嗖?.07%，外界濕度相差13.43%，外界失球溫度相差5.39%.通過不同控制策略下系統(tǒng)總能耗對比可以看出，現(xiàn)控制總能耗比原有的控制策略下的能耗小很多。原控制方式當天電能量2630.4kW·h，現(xiàn)控制方式系統(tǒng)總能耗為2 353 kW·h，比原控制方式系統(tǒng)1d多節(jié)約277.3 kW·h，總能耗節(jié)能率10.5%，空調系統(tǒng)運行1d各子系統(tǒng)的能耗對比如表1所示。