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摘要：近年来，我国的企业发展迅速，对中央空调的应用也越来越广泛。中央空调为人们带来了更好的室内舒适度的同时，也会消耗大量的电力。不仅企业需要交付昂贵的电费，也有悖于节能环保的发展理念。因此，如何对中央空调系统进行节能改造设计就显得尤为重要。现阶段，大部分中央空调系统都是以最大冷热负荷为计算依据设计而成的，因此存在着一定的裕量。在实际使用过程中，中央空调系统只有很少的时间会处于最大负荷状态，因此会造成极大的能源浪费。此外，系统的运行情况还会受到季节气候、室内人员数量等外在因素的影响，具有一定的波动性。若系统无法依据负荷的实际变化情况进行动态调节，会出现能源浪费的情况，也会影响风机、水泵等设备的使用寿命。
关键词：中央空调；节能改造；系统管径设计
引言
空调器是现代生活中的重要电器。伴随着空调的普及，空调耗电量在家庭和企业的用电量中占据了很大比例。为节省能源，实现空调系统的智能控制，必须研制智能空调温控器。
1中央空调控制原理
室内房间安装温湿度控制器，用户可自由设定室内的温度。温湿度传感器能随时感应室内的温湿度变化数据，将检测到的数据实时传送给控制器，通过传送来的数据与数据库内的数值进行比较。本文采用模糊控制器通过与数据库比较得出的输出数值再经过PI控制器处理的数值，后输出给变频控制冷冻泵和风机的功率，从而来快速准确地调节室内的温度，使室内人体体表温度达到设定值。
2中央空调系统能源消耗现存问题
（1）建筑结构不合理。室内温度的高低会直接受到建筑结构的影响，比如采光、通风情况都会对室温产生一定的影响。若建筑物在设计时缺乏科学性，内部结构不合理，会加大室内温度受外界因素的影响程度，缺乏稳定性。举例来讲，若在建造过程中使用了质量不合格的隔热层材料，无法达到预计的隔热效果；或是室内采光情况较差，都不利于室内热环境的稳定。（2）空调系统结构不合理。首先，中央空调在使用过程中，冷水机组、风机、水泵等设备难免会出现耗损，若不能及时的进行养护和维修，设备的热循环能力会有所下降，能耗增高。其次，若设备运行时间过长，损耗同样会加快。最后，安装位置也会影响到调节效果，若位置不理想，调节效果就会变差，运行时间变长，能耗增多。（3）使用人员的节能观念淡漠和使用习惯较差。首先是由于中央空调一般用于公共场所，难免有部分使用人员节能观念较差，在离开房间或工作岗位时忘记随手关闭空调，势必会造成更多的能源耗损。其次是使用人员的习惯问题，部分人员即使室温怡人的情况下，仍然会继续使用空调，长时间的运转不仅会加剧能源损耗，还会影响中央空调的使用寿命。
3中央空调系统节能改造
3.1合同能源模式的服务优势
（1）节能企业能根据企业的合理要求，按标准按时完成节能改造项目方案的设计、建设、运营和维护。定期提供的节能系统运行报告，方便企业方实时掌握节能系统的运行情况，为设备保养、维修提供针对性的建议和方案，确保空调设备运作良好，减少维修率，延长设备的使用期限。（2）节能企业在企业配备服务工程师，每月定期进行巡查及维保，同时根据院方需要，企业空调运维人员参与运营过程，掌握先进技术在空调节能系统的应用和实践，整体业务水平得到提升，服务临床的质量得到保障。（3）节能企业利用先进的节能设备和智慧技术相结合实现传统产业的改造升级和智慧式发展。
3.2节能监控系统架构
基于物联网和PLC的节能监控系统架构包括为3层次：①监控感知层主要由PLC、各类传感器（温度传感器、压力传感器、水流量开关、压差开关等）及各类执行机构（阀门驱动器、变频器等）组成，通过4～20mA等标准工业信号或ＲS485总线实现对中央空调工艺参数采集与控制，同时还作为与物联网数据传输单元（DTU）之间通讯的“桥梁”；②监控传输层主要由4G移动通讯网络和若干个DTU组成，通过DTU内嵌的4G手机SIM卡对多个监测工艺参数进行处理、分包、加密、传输，完成远程监控中心与各个PLC之间的数据传输；③监控决策层主要由的远程监控计算机（安装有能源监测管理SCADA软件）、数据库、Web服务器、显示器、平板电脑及移动电话等组成，它是节能监控系统的远程监控中心，能够将监控传输层各个DTU采集来的数据通过4G移动通讯网络传输至远程监控计算机，进行计算、分析处理、数据库存储并在权限范围内下发各种控制指令。
3.3变频器的选择
变频器是温度调节非常重要的组成之一。本文根据空调工艺选用MICROMASTER430作为变频器。MM430是有西门子生产的变频器，相比其他系列的变频器相比，其专门为风机类、泵类设计，有更高的动态响应。
3.4空调机组优化控制
以往的空调系统为了降低能源损耗，在设计时会将其风量设定成最小值。但若是在过渡季节使用就存在一定的弊端，假设以夏季工况为设计参数，那么选用的设备容量较大，即使系统在小负荷下运行，依然会产生较大的能源损耗。若是应用变风量空调技术，在送风湿度、温度上又不好进行控制。本文在对空调机组进行优化时，增设了5EISM能效控制柜、电动风阀等设备，在增设新设备后，系统可以根据进、回风的温湿度，来调节电动风阀的开合角度。通过解耦控制送风范围的温湿度实现优化匹配控制，以此来减少系统运行时消耗的能量。
3.5系统硬件设计
系统硬件由上位机+PLC+变频器+传感器组成。液位传感器采集沉淀池、热水池、冷水池液位的实际值，压力传感器采集出水总管压力实际值，温度传感器采集冷却塔进水管温度实际值，并将液位、压力、温度等模拟量转换为4～20mA或者0～10V的标准电信号输入到模拟量输入模块SM332。当实际液位、温度值超过设定值时，发生报警，提高安全性，同时控制提升水泵的起停台数。触摸屏与PLC通过PＲOFIBUS－DP总线通信，组态触摸屏控制画面，控制对象有：冷水池出水总管压力值、各个水池液位高液位与低液位以及冷却塔进水管温度值。西门子S7－300PLC作为下位机，按编写的程序运行所采集的输入信号及处理各类数据，实现系统的逻辑控制、PID恒压控制、故障报警等功能，并将直接冷却供水系统的当前运行状态和故障状态通过PＲOFIBUS－DP总线上传到触摸屏监控画面，实现远程控制。
结语
综上所述，企业对中央空调系统进行节能改造，既可以降低能耗，符合低碳环保的发展理念，也可以减少电费支出。但是在改造时，需要确保中央空调系统在极端条件下也能正常运行；在改造过程中，并不能完全消除冗杂，因此要激发系统运行管理所产生的节能潜力。结合当下先进的自动化控制技术，确保中央空调系统在高效节能的状态下运行。
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