大型空调机节能优化技术的实践与应用研究

1.引言

在现代化大型厂房车间及工业设施中，中央空调系统占据厂房车间总能耗比重极大。随着建设规模持续扩张和设备数量快速增长，空调能耗持续攀升，给能源供给与环境保护带来沉重压力。面对国家“双碳”目标及日益严格的厂房车间节能规范要求，如何在不影响室内环境舒适度的前提下，切实挖掘大型空调系统的节能潜力，实现运行效能优化，已成为厂房车间能源管理领域亟待破解的难题。因此，深入研究并大力推广经济实用、易于落地的空调节能技术具有深远现实意义。

2.大型空调机节能优化技术的实践与应用的价值

2.1 显著的经济效益与成本优势

大型空调系统是能耗大户，运行开支在厂房车间运营成本中占比极高。引入节能优化技术可有效减少能耗：变频调速技术动态调节设备输出功率，减少无效空耗；负荷预测结合分时电价，引导系统在低价时段储能或预冷 / 预热；智能控制算法优化关键参数，避开不必要能耗。这些措施能带来可观能源成本节减，合理投入后数年内可收回改造资金，持续降低厂房车间长期运营负担。

2.2 深远的绿色低碳环保贡献

大型空调系统运行效率提升，能减少化石燃料使用量。其能耗降低意味着相同服务功能的环境代价被削减，因火力发电排放的温室气体及制冷剂泄露等环境影响会减少。大型厂房车间的大型空调能效改善，对降低城市碳排放强度、缓解热岛效应等作用显著，为社会绿色高质量发展提供了微观路径支撑。

3. 大型空调机节能优化技术的实践与应用的

3.1 技术应用深度不足与瓶颈显现

变频器、智能控制系统等理论成熟，但实际普及和落地深度不够。部分安装变频装置的设备，控制策略粗放，未充分发挥潜力。负荷预测模型依赖静态数据，难匹配实时动态变化，影响调度精度。且系统内各耗能设备多 “各自为政”，缺乏整体能效最优的协同调度，控制 “孤岛” 导致整体能效未达最优。

3.2 运行管理体系存在明显短板

运行管理与维护滞后是大型空调节能的关键掣肘。设备巡检维护流于形式，主机传热管水垢、末端过滤网堵塞等问题常见，降低热交换效率且额外耗能。系统能耗监测手段不足或覆盖不全，管理人员缺乏分项能耗数据，节能诊断依据不足。管理队伍专业水平参差不齐，传统人员难适应智能系统，运维素养成技术红利释放瓶颈，管理体系未适配技术升级需求。

4.大型空调机节能优化技术的实践与应用的策略

4.1 深化智能控制系统整合应用

解决系统协同问题是节能的核心。突破目前各子系统独立运行的模式，构建覆盖冷水机组、冷冻/冷却泵群、冷却塔、空调箱、末端装置等主要设备的一体化中央节能控制系统至关重要。该系统以降低全系统运行能耗率为最高优化目标。关键在于融合多源实时信息，包括室外气象变化（温湿度、太阳辐射强度）、厂房车间内部空间的实际冷热负荷需求（可根据室内温湿度传感器、关键区域人流密度监测等数据推算）、电网分时电价结构、以及各核心设备当前工况状态与性能特性参数库。基于这些信息，控制系统运用自适应优化算法，持续自动生成并执行最优运行指令集，如：动态调整冷水机组运行台数及其负载百分比；精确调节冷水出水温度设定值；优化冷却塔风机启停策略；调整冷冻水流量分配；智能管理全新风与回风比例的阀门开度等。通过主动挖掘空调各个环节之间的耦合潜力，实现各设备在协调状态下的共同高效运行，规避传统策略中的“短板效应”与高能耗盲区。

实际部署应用此类系统时，可先从局部关键环节入手改造并逐步扩展覆盖范围。应特别重视系统使用人员操作体验，设计简洁友好的人机交互界面，并提供详尽的设备运行状态可视化展示及操作建议功能。建立有效的维保和技术支持机制，保障系统长期稳定运行和算法持续演进。当系统真正实现“聪明地”调度所有设备资源，整体运行能耗的节省率可达到一个相当可观的幅度，显著超越单点优化的效果总和。

4.2 实施关键设备能效提升改造

在智能化管控这一“软措施”之外，对现有低效核心设备进行物理层面的“硬升级”同样不可或缺。变频化改造是最为常见且成效显著的方向，将传统的定频驱动的冷冻水泵、冷却水泵、空调送排风机等关键流体输送设备更换为变频控制型号，使其输出功率能够随负荷需求线性变化，克服“大马拉小车”的低效工况。此项改造需结合智能控制系统协同进行，确保变频调速控制基于整体能效优化策略来实施，避免“变频”功能仅沦为简单的启停开关。

充分回收利用系统自身的低位热能资源也是行之有效的途径。空调机组夏季排风温度较低但含有一定冷量，可加装新风换热机组（如板翅式、转轮式），利用排风预冷干燥高温高湿的新风，显著降低新风处理的除湿与降温负荷。冷水机组运行产生的冷凝废热温度可达30℃以上，这部分过去被冷却塔排放到大气中的热能，在有稳定热水需求的场所（如水房，洗手间等），可通过热回收系统（如壳管式换热器）有效回收用于生活热水预热或工艺加热，变废为宝。此外，对运行年限已久、能效水平严重落后的主机，在技术经济论证可行条件下，应考虑更换为满足国家现行一级能效标准或采用更高效率压缩技术的新型冷水机组，以获得更为长远的能效提升收益。这些设备的更新与改进，能从根本上提升系统产生单位冷热量的能源效率。

4.3 健全精细化能源运行管理机制

再好的设备与技术手段，也必须依赖严谨有效的管理体系才能释放全部节能潜力。日常维保必须科学严谨，依据设备特性制定并严格执行定期巡检、清洗和预防性维护计划。重点保障冷水机组冷凝器与蒸发器的换热面洁净通畅、空气侧换热器的翅片定期除尘、水系统过滤装置及时清洗或更换，以及定期检查冷媒充注量和状态是否合规，确保所有设备始终工作在高效热交换状态。

建立完备的能耗监测与绩效评估体系是管理的核心支撑。需在冷水机组、冷冻水主回路、冷却水主回路、主要水泵风机、区域供冷回路及重要空调末端等关键节点，全面部署精度可靠的计量表计。借助厂房车间能源管理系统平台对分项数据进行实时采集、统计分析和可视化展示，如绘制逐时运行能效曲线、计算子系统单位能效指标等。管理人员能直观掌握高耗能区域及时段，定期输出能耗深度诊断报告，清晰指出改进方向。推动能源考核机制建设，将节能成效纳入管理团队日常绩效考核体系，激励相关人员主动探索更优操作方式并保持高度责任心。实施持续的人员技能提升计划，强化对管理及操作团队的专业培训，不断提升其对新技术、新系统的理解与应用能力。

5.结束语

综上所述，大型空调机节能优化技术的实践与应用，是应对能源压力、践行 “双碳” 目标的重要举措，兼具经济与环保价值。当前虽面临技术应用不深、管理体系滞后等问题，但通过智能控制整合、设备能效提升及精细化管理等策略，可有效突破瓶颈。未来，需持续推动技术创新与落地融合，强化全周期能效管理理念，让节能技术在更多场景发挥实效。这不仅能降低运行成本，更能为绿色发展和低碳社会建设提供坚实支撑。

参考文献：

[1] 宋义华.空调系统节能优化与智能控制技术的应用研究[J].家电维修, 2025(6).

[2] 黄树繁,黄建丰,王伟,等.基于数字孪生技术的通信机楼空调节能优化方案[J].电信工程技术与标准化,2024, 37(S01):342-347.

[3] 吴珉杰,包晔诚.数据中心中央空调系统节能降耗数据分析与策略优化[J].电信科学, 2025, 41(Z1).