中央空调冷冻水变频定压补水系统改造探讨

王磊

摘 要：结合某机关空调冷冻水变频恒压补水改造，探讨了水泵补水的几种装置以及更换恒压变频控制柜后的使用情况，以更加自动、安全、稳定地补充中央空调系统内的冷冻水量。

关键词：中央空调；冷冻水；补水系统；载冷剂

中图分类号：TU831.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.145

随着人们生活水平的提高，人们对办公区域环境温度和湿度的要求也越来越高，对空调的需求也就越来越大，而中央空调是最适宜的高层办公场所使用的设备之一。中央空调系统中制冷机组是核心，它能为我们用户提供7～14 ℃的冷气，而且是不断循环产生的，但是在传输冷量的过程中，冷媒所能到达的范围和高度却起到举足轻重的作用。我们这里所说的冷媒，是指经二次换热后的水冷风机盘管系统中的载冷剂——水。作为系统中的载冷用水，会因管道或排气等因素直接影响末端的效果，影响用户的舒适度。

本文借某机关空调冷冻水补水改造前后的效果与其他补水方式进行对比，探讨如何解决空调中载冷剂问题。

1 大型中央空调的水路系统

中央空调一般有两个水路系统，即冷冻水系统和冷却水系统。冷冻水系统，最常见的是在管道最高端有个水箱，水箱里有浮球阀补水。还有就是在地下设有膨胀水箱，按压力用水泵自动补水。由于冷冻水管理复杂，一般都在各个高点装有自动排气阀，否则水补不进去。

2 空调冷冻水补水系统改造

2011年刚接触这套系统时，笔者觉得系统挺复杂的，整个中央空调系统拥有从下至上的约克YSF YFYS55CME型号（单机额定制冷量1 758 kW，制冷剂R22机组3台；电源控制柜3套；冷冻水补水泵25 LGX7型号，扬程70 m，流量3.0 m3/h，转速2 900 r/min，配用功率2.2 kW）2台、循环水泵6台（冷冻水配3台、冷却水配3台）、真空脱气机2台、分集水箱各1个、冷却水补水泵3台、冷却塔带3台冷却风扇和末端风机盘管800多个（分布在主教学楼、2个学员楼和餐厅内）。在日常使用中，发现机组出现状况的时候很少，而冷冻水水量不足的情况时有发生。在寻找解决方案时，重点考虑冷冻水补水装置的改造，这是最直接、有效的方法。

2014年以前，冷冻水补水时有一块电接点压力表控制水压在低点（例如0.3 MPa）开启，水泵开始自动补水，当压力值达到设定高点压力（例如0.4 MPa），水泵停止运行。一次往复达到水压相对稳定在0.3～0.4 MPa之间。电接点压力表由万用开关控制开启后，经常会出现启泵和停泵的反复开合，水泵的使用寿命会因此受到很大影响。而且在停泵期间，会造成末端高点处没有循环水，末端盘管进入空气，需要排气后继续补水，影响了风机盘管的冷气效果。在管理中央空调运行2年中，经常会有工程维修人员报告，用户末端没有冷气，大多情况下是由于停泵期间，水压下降风机盘管的供回水管内出现空气造成；少数情况是由于风机盘管的过滤器堵塞或补水泵不正常工作造成没有冷气。总结用户缺少冷气的这些原因，以便改造冷冻水补水系统。

因这种控制水压水泵补水的方式不能像冷却水补水系统那么稳定，所以，借鉴冷却水补水的基本原理，再装上安全压力控制系统就是现在这套变频定压补水系统。原理是利用远传压力表将压力值变为数字信号传给恒压控制器，变频器通过频率变化来稳定系统水压，使冷媒水能充满系统中的每一个末端。安全控制是一块电接点压力表控制的，当压力超过设定压力时，电接点接通工作，通过接触器切断线路中的电流。这样，在变频器出现故障时，就能防止压力过高，使系统中阀门和风机盘管超压。

恒压变频控制柜是基于长久稳定、双重安全、实用性强的要求设计并安装的，改造过程中，原有的两套补水水泵和电源不动，只需要加装恒压变频控制柜和安全控制装置就行。

由于补水泵的单泵配用功率为2.2 kW，所以变频器选用的型号为3.7 kW，选用功率过高会加大初期投资，选用过低可能会导致配用不足。变频恒压供水控制器是专为变频恒压供水系统而设计的控制器，可供2台泵循环软启动工作。该产品直接调节精密电位器就可设定压力，控制过程为：控制器上电后，经过8 s的延时，1#泵变频启动，在水压低于设定的情况下，控制器从0～50 Hz逐渐升高，当达到50 Hz水压仍比较低时，延时15 s将1#泵切换到工频，如果水压高于设定值，则控制器控制变频器降低输出频率到一定频率（0～50 Hz之间）持续工作，将系统水压稳定在需要的压力下。

恒压控制柜内包含的控制设备有3.7 kW变频器一台，变频恒压供水控制器1台，1.6 MPa远传压力表，接触器4个，继电器2套，空开3个，控制箱1个，线材、辅料等若干。可以实现的功能有一个补水泵的自动控制和两个补水泵的单独手动控制、水箱缺水保护、管路压力超压断电保护，最后又在系统回水箱上单独加装了一套用电接点压力表来控制水箱前段给水的安全装置，双重保护冷冻水管道内不超压。这样做的好处是能够在恒压控制柜失效（水泵失控时，持续补水且压力安全断路器没工作）时，切断供水管路，不至于管道或阀门超压发生崩裂事故。在很多时候，安全责任是最重要的，其他问题在发生后还能够弥补，而出现安全事故就会造成不可挽回的损失。

3 结束语

新的补水控制系统解决了补水泵启动反复和停泵后压力下降等问题，使经过制冷机组冷却后的载冷剂连续不断地输送到整个大楼、学工楼乃至餐厅的每一处末端盘管，为职工和顾客提供舒适、安静的办公、休息环境。可以看到，定压变频控制比电接点压力表控制系统有更加稳定的循环水环境，是值得我们今后所推广的。

参考文献

[1]张国东.中央空调系统运行维护与检修[M].北京：化学工业出版社，2010.

〔编辑：王霞〕