谈空调水系统变流量运行节能措施

王伟朋

摘要：本文参照某地建筑物中的中央空调进行分析，然后通过对比方式分析空调系统实施改造前后的情况，通过节能的改造之后，空调系统有效降低能源的消耗。

Abstract： This article analyzes the central air-conditioning in building， and then analyzes the conditions before and after the reform of air-conditioning system through a comparative analysis. After the energy-saving reform， the air-conditioning system effectively reduces the energy consumption.

关键词：空调水系统；变流量；运行；节能措施

Key words： air-conditioning water system； variable flow； operation； energy-saving measures

中图分类号：TU831.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）18-0127-02

0 引言

许多建筑设计中都有空调部分，但是空调水系统在使用过程中需要消耗大量的能源，为了能够有效降低能源消耗[1]，空调水系统需要做好优化设计工作，进而达到节能的目标。下文以某地建筑物中的中央空调实施节能改造的情况，通过改造后的空调水系统能够更好地节约能源，达到最大限度节能以及降耗目的。

1 分析空调水系统节能的情况

在建筑物中设计空调系统过程中，通常运用的是估算数据，同时也可以提升冷负荷的指标，这就导致总负荷出现偏大的情况，管道输送以及末端设备也出现偏大。为了能够实现节能的目标[2]，除了可以有效改善建筑物的舒适度之外，在进一步節能方面，需要重点对空调的制冷系统以及管系输送进行改进，不断提升水泵实际的功率容量。除此之外，空调系统需要针对末端设备中的热、冷负荷情况以及温度、季节变化以及人员的流动情况而做出调整[3]。通常情况下，空调系统运行大约一半以上的工作负载运行，冷却水所设计的温差大约是四至六度。由于空调水系统在运用过程中，其温差范围仅仅为一至三度，所以，当前空调水系统中中常常出现温差较小，而且流量比较大。由于空调水系统中的管系流动出现损失，同时水泵实际能源也出现较大的消耗，因此，空调系统还具有节能的空间，即在空调水系统设计中，需要根据空调负荷以及流量等运行而减少其损失，通过水泵排压以及减少流量的方式，达到节能的目标。

2 分析空调水系统中变流量实际运行情况

2.1 分析水泵变频中的调速情况 许多企业在设计变频控制器中就逐渐提升节能的意识，通过变频器而将空调系统中水泵而实施变频调速，此时空调系统的运行过程中，转速以及耗功是正比，因此，对水泵实施变频调节，同时也可以改变流量情况，能够大量降低能源的消耗。譬如，空调运行中的转速达到额定的转速80%的情况，其流量也会降低四额定的流量，大约是80%。然而，轴功率下降的额定功率是70%左右，此时就可以达到节能的目标，大约为25%。如果空调系统运行中如果太低，则会影响其流量情况。为了能够有效保证水系统中的流量情况，需要通过最小流量而满足水系统的主机，变频器下限设计为30Hz。

2.2 分析变水量的控制情况 在空调水系统中，需要通过温度传感器所测定的水温，然后设计出对应的定值，设计人员参照此数值而计算具体的温度发生变化情况，并控制对应的算法，然后输出信号则可以有效调节变频器实际运行情况，电机运行的速度方面需要做好水流量的调节，从而达到负荷协调的目的。如果出现温差较大的情况，此时则显示水系统中出现较高负荷的情况，此时也需要有效控制此系统，并提升水泵的频率，也可以加大循环实际流量。与之相反，如遇温差较小的情况，则可以降低水泵实际工作的频率，通过冷冻水的方式而控制冷冻水泵的转速，通过冷却水所掌握的水温而有效控制其冷却水泵实际的转速，在此系统中，可以在回水总管中而设计出压力传感器，进而有效检测出回水总管实际压力，如果出现压力大于设定值的情况，则可以控制通阀而开启泄压，这可以充分保障此系统的安全性。

3 分析空调系统改造节能的案例

3.1 改造设备 本文案例中的空调系统主要满足的是产品的聚合以及制丝等所需要的冷却温度。空调系统结构可以见图1。

在此空调系统中，主要的设备有：不同功率冷冻的水泵，一共是六台，在此系统中实施并联而运行，然后通过总管汇流之后则设计三台制冷压缩机，此冷冻水通过主机冷却，进而可以有效减少热量消耗，然后通过总管汇流之后再供至风机管制冷。该系统属于传统方式，尽管制冷压缩即可以结合负荷而自动调档，然而其冷冻水泵以及冷却水泵需要通过手动调节。该系统的运行参数情况如表1。

在此次改造空调系统过程中，还增加水系统实际运行的智能控制部分，所有智能控制的单元情况主要有：智能数字、变频器、接触器、智能控制、变压器、指示灯以及继电器。

在本系统中一共有六台的冷冻水泵实施并联的运行，其中常用的水泵，其编号是1、3和5，而备用的水泵是2、4和6。而三台中的变频器主要控制的是六台水泵，冷冻水温中的传感器主要是检测回水温度，进而能够转化成为电压信号，然后将信号有效传递出PID的控制器，然后通过输出信号的方式而变为变频器，这就有效调整变频器实际的输出频率，这可以改善水泵实际的转速，达到改善其冷冻水流量。如果冷冻水中的回水温度比设定值较低的情况，此时就会输出较低的频率，进而可以减少冷冻水泵的实际流量，这就能够提高冷冻回水温度，不断接近设定值。

1和2号的冷却水泵是比较常用的，而3号是备用的水泵，整个控制的过程中，遇到压缩机中的冷却水出现温度较高的情况（即高于当时的设定值），此时则需要逐步提升水泵的运行能力，进而增加流量，也可以将冷却水中的出水温度慢慢降低，进而可以接近对应的设定值。如果水泵中出现较大的流量情况，此时就不能降低其设定的值，此时系统就可以提升风机工作的转速，进而增加风机实际的工作台数。

3.2 空调系统节能改造的比较 在本次实施空调系统节能改改造中，对主机与水系统中的水泵实际消耗的能耗进行测试。通过相同条件以及系统参数的控制情况下，针对不同的时段比较传统控制以及节能控制的情况。

3.2.1 冷冻水泵的运行 自2016年4月2日至7日，开三号主机就可以满足生产的需求，此时冷冻水泵开启的是三号和四号，则可以有效供水风机，而在2016年4月2日至7日，则可以有效实现节能的目的。自2016年4月2日至7日，此时采用的是传统控制，具体的对比情况如表2。

通过节能控制之后，水泵的节电为1313kW·h，此系统的节能的效果是36.0%。

3.2.2 分析冷泵水泵节能状态 参照自2016年4月2日至8月，需要开三号主机则满足生产实际的要求，冷冻水泵开启的是三号。从2016年4月2日至8月则实施节能控制，而2016年4月2日至9月则实施传统实施控制，比较测试情况，具体见表3。

通过改进之后，同时经过测试结果可知，空调系统中水泵变频调速之后，则可以有效节能，总的耗电节约为44%，除此之外，空调系统中的一台冷冻水泵启动之后，运用两台的冷冻水泵节约电能为5.1%。

在今后的空调系统改造之后，第一，需要结合建筑中的空调设计图纸，并结合当前的技术找出具体的节能控制策略；第二，在空調水系统中，结合建筑物的实际用途而优化能能源的控制策略，一方面可以满足建筑物实际的需求，另一方面也可以有效节约能源；第三，在今后的空调水系统设计工作中，需要坚持节约能源的原则，不仅在设计空调系统中采取节能的措施，而且在投入使用过程中还需要结合建筑物的运用状况而实施节能改造，通过改造后的空调水系统能够更好地节约能源，达到最大限度节能以及降耗目的。

4 结束语

本文通过分析空调水系统实施改造之后，可以有效节约能源。除此之外，在水泵中实施变频器而推动平滑，也可以延长水泵寿命。在当前能源紧缺的情况下，实施改造之后的空调水系统则可以为节能做出积极贡献。经过改造后，空调水系统能够更好地节约能源，达到最大限度节能以及降耗目的。

参考文献：

[1]梁海嵘.广西体育中心游泳馆地源热泵空调技术应用节能分析[J].建筑节能，2013，41（03）：4-7.

[2]季科，张永贵，刘冰冰，刘辉，曹勇.基于TRNSYS的空调水系统仿真平台[J].暖通空调，2015，45（05）：93-96.

[3]刘虹.浅谈空调水系统中阀门的选用[J].洁净与空调技术，2015（02）：88-91.