基于局部終端溫度調節的中央空調研究

周強

摘 要：本次研究以機場的中央空調為主題，探討基于局部終端溫度調節的中央空溫度控制問題。首先結合某機場對中央空調的溫度控制進行了簡要說明，并舉例介紹了一般會出現的普遍問題。以此為基礎，提出了既能解決問題，又能夠在滿足溫度控制基礎上，實現節能降耗的局部終端溫度調節技術及其控制策略。

關鍵詞：機場；局部終端溫度調節；中央空調；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.259

現階段我國機場對中央空調的應用普遍存在耗能過大的問題。其主要的解決方案是實現供需平衡，即按照人流量、使用面積，以及相關的環境因素、匹配通風設施進行溫度控制，滿足不同需求下的溫度需求。因此，以下就結合在這種需求，通過對應用效果較好的局部終端溫度調節的中央空調溫度控制技術探討，展開對主題的具體論述。

1 機場中央空調溫度控制分析

在機場，通常因使用面積較大，往往需要較大功率的中央空調進行溫度控制。以我國某機場的候機樓為例，總建筑面積約30萬平方米，其中旅客活動區占2/3，其溫度控制均由中央空調完成。從系統設置觀察，9大水系統配置了相應的熱交換機房；并且在對應機房匹配有水泵11臺，熱交換器6臺，并且采用了循環空調機組、新風空調機組并用的方式，共形成4種溫度供水，不同溫度下的冷水2種，熱水2種，能夠滿足不同溫度控制需求。但在運行中發現，由于候機主樓上下層之間存在空間連通區域較大，而在候機長廊存在完全連通的現象。從最初方案觀察，主要以常規控制方式進行方案設定，通過溫度傳感器的設置完成冷凍水調節閥開關，從而以空調回風溫度對室內溫度實施控制。起初效果較好，但在應用BA系統控制之后，控制范圍發生變化，且存在區域內的差異變化。其大范圍偏差通常在在2到3℃，但在上下樓層間可以達到一般偏差的2倍，并且在冬季會高到5倍以上。為了有效解決此類問題，以下提出局部終端溫度調節技術，并進行具體探討。

2 局部終端溫度調節技術及其控制策略

2.1 “自下而上”實施控制

通常情況下，以“自上而下”的建模、控制方法對中央空調的溫度控制進行實踐。上文中提到的問題解決既屬于溫度控制，也是中央空調應用中存在的普遍問題。在采用這種模式時，往往只以主機、水循環系統調控為準，并且在調控中會因使用的BA系統而影響到所有空調終端輸出，造成溫度偏差。因此，建議嘗試“自下而上”的控制策略。選取終端作為問題切入點，然后，以調控核心為主，有選擇的進行調控，既能解決存在的問題，也可以更好的提高區域性溫度控制，為中央空調應用提供一種節能措施。基于局部終端溫度調節技術屬于激勵型需求響應類型，其前提是需要對機場應用中央空間中遇到的溫度控制問題進行了解，并提前做好節能預案；從而在解決問題的同時，最大化削減負荷量，節約能力；實施節能化的溫度控制。

2.2 基于局部終端溫度調節的控制策略

基于局部終端溫度調節的控制策略共包括5個流程，具體是設備分群-基于溫度序列生成-響應面積計算-響應群體篩選-指令下達。比如，候機樓在不同區域存在溫度偏差，而且應用中央空間的區域較多；因此，可以采用局部終端溫度調節控制策略，按照上述5個環節的流程設置實施針對性的溫度控制。以上文提到的機場候機樓為例，先按照自下而上的溫度控制方案，構建中央調的熱力學模型，分別在主機、水泵、終端控制需求區域建立模型。按照當前參數確定負荷率與中央空調能耗之間的關系。然后，按照局部終端溫度調節的控制流程，實施具體操作。由于中央空調的負荷率決定了最終輸出功率，而且，不同終端運行情況也存在差異，因此，應該針對問題區域實施篩選，并對其響應需求進行分析，確定參數，調節溫度偏差。比如，在上下樓層間可以達到一般偏差的2倍，即4到6℃；就可以針對它先確定控制群，然后對其相對應的具體設備進行連通控制；并根據其需要降低的溫度范圍，在終端設定溫度控制值；通過控制系統，連接其中關聯的溫度感應器，傳達出局部控制命令，在觸發設備后轉變其運行狀態，達到對上下樓層間的溫度偏差調節。需要注意的是，應用局部終端溫度調節控制策略時，應該針對中央空調的響應能力邊界做出具體分析，找到響應時的極限值；并設定超過這個極限值之后，一律按照邊界值作為最終響應目標，這樣就可以減少邊界值需求過大而產生的能耗問題。另外，為了達到運用效用的最大化，建議在應用該控制策略時，盡可能對機場候車樓中的玻璃幕墻的吸熱能力進行檢測，并將檢測參數增加到控制參數設定中，減少因玻璃幕墻、門窗、空間連通等造成的計算誤差。

3 結束語

通過上文分析可以認識到，基于局部終端溫度控制策略能夠滿足當前機場對中央空調應用提出的節能降耗需求；并且，能夠實現機場不同需求條件下的溫度供需平衡。但是，需要在實踐中，首先認真分析機場實際條件，以及中央空調構成要素，如臺數、終端路徑、應用系統、存在問題、節能需求；并完成相應的建模，構建一個需求響應模型。從而在應用中使其效果得到較好體現，并提升應用舒適度，實現節能降耗目的。希望這種技術能夠在不斷的應用與普遍效果反饋中獲得更為廣泛的傳播及實踐。

參考文獻：

[1]胡雪梅，任艷艷.中央空調的變頻控制設計及節能分析[J].電機與控制應用，2015（07）.

[2]劉金平，盧智濤，劉雪峰等.基于次優化解群的冷凍水泵組全年能耗評價方法[J].華南理工大學學報（自然科學版），2015（07）.

[3]杜忠勇，王雷，張麗萍等.用于中央空調的均速管流量傳感器仿真研究[J].儀器儀表學報，2015（Z1）.