中央空调系统分区控制设计技术标准
2025-12-14

在现代建筑中,中央空调系统的高效运行与节能管理已成为建筑设计和运维的重要课题。随着绿色建筑理念的普及以及能源成本的不断上升,中央空调系统不再仅仅是满足温湿度调节需求的设备集合,而是需要具备智能化、精细化控制能力的综合系统。其中,分区控制设计技术作为提升系统能效、优化用户体验的关键手段,正逐步成为行业标准的核心组成部分。

所谓中央空调系统的分区控制,是指根据建筑空间的功能布局、使用时间、人员密度及热负荷特性等差异,将整个空调服务区域划分为若干独立控制单元,并对每个单元实施独立的温度设定、启停控制和风量调节。这种控制方式能够有效避免“一刀切”的运行模式,减少能源浪费,提高室内环境舒适度。

在进行分区控制设计时,首先应遵循科学合理的分区原则。通常,分区应基于建筑的实际使用功能进行划分,如办公区、会议室、走廊、机房、餐厅等不同区域,因其人员活动规律、发热量和通风需求各不相同,需分别设置独立控制回路。同时,还应考虑朝向、日照强度、外墙面积等因素对热负荷的影响。例如,南向房间在夏季太阳辐射较强,冷负荷较高,宜单独设区;而北向房间则相对稳定,可与其他低负荷区域合并控制。

其次,分区数量并非越多越好,需在控制精度与系统复杂性之间取得平衡。过多的分区会导致控制系统成本上升、维护难度加大,甚至可能因频繁启停造成设备损耗。因此,建议在满足舒适性和节能目标的前提下,合理控制分区数量。一般而言,单个空调系统所覆盖的分区不宜超过8~12个,具体数量应结合建筑规模、系统类型(如VAV变风量系统、风机盘管+新风系统等)及自控系统能力综合确定。

在技术实现层面,分区控制依赖于完善的传感器网络、智能控制器和通信协议支持。每个分区应配备温度传感器,部分高要求区域还可增设CO₂浓度、湿度或 occupancy 传感器,以实现需求驱动的动态调节。中央控制器通过楼宇自控系统(BAS)采集各分区数据,依据预设策略进行逻辑判断,调节末端设备(如电动风阀、水阀、变频器等)的运行状态。目前主流的通信协议如BACnet、Modbus、LonWorks等均可支持多点数据交互,保障系统稳定运行。

此外,时间程序控制是分区控制中不可或缺的一环。不同区域的使用时间存在显著差异,如办公区主要在工作日白天使用,而会议室可能仅在特定时段启用。通过为每个分区设定独立的时间表,系统可在非使用时段自动进入节能模式,关闭或降低送风量,从而大幅减少无效能耗。对于临时使用的空间,还可引入预约联动机制,实现“按需启动”。

值得注意的是,分区控制的设计必须与空调系统的整体形式相匹配。例如,在全空气系统中,可通过可调风阀实现各支管风量的独立调节;而在水系统中,则需依靠电动两通阀或三通阀控制水流分配。对于采用多联机(VRF)系统的建筑,虽然室外机统一运行,但室内机仍可实现分区域独立控制,配合集中管理平台,同样能达到良好的分区效果。

从标准规范的角度看,国内现行《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736)、《公共建筑节能设计标准》(GB 50189)等均已对空调系统的分区控制提出明确要求,强调应根据使用时间、温湿度要求及功能差异进行合理划分,并优先采用自动控制手段。未来,随着智慧建筑和碳中和目标的推进,相关标准有望进一步细化,增加对动态负荷预测、人工智能优化算法、用户行为学习等功能的技术指引。

最后,成功的分区控制不仅依赖于前期设计,更离不开后期的调试与运维。系统投入使用前应进行充分的平衡调试,确保各分区风量、水力分配符合设计要求;运行过程中则需定期校准传感器、更新控制逻辑,防止因设备老化或使用习惯变化导致控制失效。

综上所述,中央空调系统分区控制设计技术是实现建筑节能降耗、提升环境品质的重要支撑。通过科学分区、智能调控与标准化建设的有机结合,不仅能显著降低运行成本,也为构建可持续发展的绿色建筑体系提供了坚实基础。在未来的发展中,该技术将持续融合物联网、大数据与人工智能等新兴技术,迈向更高层次的智能化与自适应控制。

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