中央空調水系統節能設計與控制研究

林勇潛

摘要：傳統的中央空調水系統水處理方式存在很大的問題，不但給環境帶來巨大的污染，同時還影響設備的使用壽命。在水處理水系統時添加一種環保的水處理劑，不但可以提高空調的制冷，對環境的污染系數也減小了，節能的效果也能達到。筆者根據對中央空調的水系統運行進行了深入研究，提出了一些節能措施。

關鍵詞: 空調水系統;水處理劑;環保

隨著經濟的發展，建筑行業也得到了很大助力，電力使用范圍越來越廣，建筑的能耗也越來越大，我國的能源消費主要之一就是建筑能耗，因此社會各界對于建筑節能也越發關注。在建筑耗能中高層建筑中的中央空調耗能占比最大，由此可以看出降低空調系統的耗能就可以實現建筑節能的目的，因此社會各方都十分關注中央空調的節能。空調總耗能的60%-70%都是空調的耗能，所以對于中央空調水循環系統的節能改造是非常迫切的。

1中央空調水系統節能設計

(1) 為了能更好的監控建筑大樓中每臺中央空調的的耗能情況，應該建立一個能效管理中心，通過現場采集數據然后用互聯網或是無線網絡把數據傳輸到技術中心，收到數據后然后進行分析，但是要對系統不斷的進行優化，提高系統的管理能力，節約更多的能源；為了合理的控制供水和回水的溫度差，可以采用水泵變頻技術，這樣不但可以提高水系統的輸送效率，還可以提高冷水機組的效率，讓整個水系統的節約更多的能源。

(2) 建立一個可以根據負荷程度不同來調節主機開啟數量和運行情況，讓主機可以發回最佳效果。這里最重要是要與主機的供應商協調主機的通信接口的問題。

(3) 在主機的出水口處和冷卻塔處分別都家裝上電動閥，讓電動閥和主機進行聯動運行，最終實現自動控制目的。

(4) 在主機的出水口處和冷卻塔處分別加裝上計量表和輔機計量表，完整的記錄下這些的耗能。

通過一系列的節能改造后，空調系統運行的自動化水平和管理水平提高很多，這讓空調系統的運行情況更加符合空調符合的需求，水泵和主機的效率得到了很大程度的提高，從而使得中央空調的水系統運行也逐漸增高，最終實現節能的目的。

2中央空調系統具體優化控制措施

2.1 優化冷卻塔性能

冷水機組中將冷卻水和空氣熱、質進行交換重要的地方是冷卻塔，冷卻塔的主要任務就是放出冷水機組的廢熱從而降低冷卻水的溫度，這種過程是相當復雜的。冷卻塔中進行的水和空氣交換是以水蒸發為主要的，空氣濕球溫度才是調節冷卻塔冷卻性能的主要工具，對冷卻塔的冷卻效果有影響的因素有很多，例如水量、水溫還有空氣量等。在進行的不少研究中我們得知，冷卻塔的水量和風量影響著冷卻塔出口水溫和空氣球溫度之間存在的差值，特別是水量的影響，風量變化較大的話對它影響就越大，當風量比較小的時候冷卻塔的冷卻效果卻能變得很好。所以，在進行系統設計時，對選擇使用冷卻塔風機是十分注意的，要知道不同風量的風機對冷卻塔的冷卻效果不一樣，耗能也是不一樣的，為了讓風機能處于最佳狀態工作就必須得考慮從高風量段來進行調節風量的大小。

2.2優化水系統隱形能耗

系統能耗中最耗能的應該是冷水機組、水泵、水塔性能，但是有個很重要的耗能水系統也必須注意。冷凍水的流失對能源消耗非常巨大，特別是排污閥、旁通閥泄露。因此在進行設計時要考慮到管路的保溫和冷凍水流失的問題。由于中央空調的工作環境和工作原理的特性，水系統內的水在各方面的影響下很容易變化水質，而這就非常的影響空調系統的使用壽命。從市面上使用的空調來看，空調的水系統容積量是總循環量的六分之一左右，還有只有十分之一的量更有甚至連十分之一也沒有達到。當水系統的溶劑固定時，冷卻水鹽質的濃度在很大程度上會受到強制排污和非強制排污的影響，隨著時間的增加，強制排污得到的冷卻水鹽質濃度比非強制排污所得到的鹽質濃度要低。在空調處于低負荷狀態或是已經停止了工作狀態時就可以進行強制排污，這樣不但可以不影響補水，還可以控制好濃縮的倍數，從而提高水系統的水質，很大程度上可以避免或是減少在金屬表面上出現的水垢，水垢容易讓導質系統系數變小，進而導質系統換熱效率降低。我們常見的水垢就是碳酸鈣，但是這種物質對系統破壞是最大的，因此對其的濃度一定要加以控制。所以，在進行時設計時還要考慮到系統的排污機制和清洗機制，最好是設置一個定期檢查水質的時間，根據水質變化的程度投放一些改變水質或是可以清潔水質的藥物，同時還可以采用磁化法、高頻水改法、靜電水處理法、電子水處理法來進行處理。

2.3構建水泵變流量系統降低能耗

科學技術的不斷發展，大量的中央空調系統的水泵都被變流量水泵取代了，這樣不但減少了水泵的能耗還減少了水系統的能耗。水泵變量系統控制法主要是兩種控制法：溫差控制法和壓差控制法。中央空調在運行時一部分時負荷工作狀態，這時的供回水溫度比較小，可以通過傳感器來獲取溫度信號控制器開始預訂的溫度然后計算出溫差，同時還可以控制水泵的工作效率，使用溫差控制法讓水泵流量于冷熱負荷形成正比，這種辦法可以有效的降低能源消耗，但是這種辦法的流量很小，就會導致系統末端水量太小或是無水的情況出現，這樣也會嚴重后果影響系統實際效果，所以在使用溫差控制法要注意末端供水情況。壓力控制法出發點完全不同，它是利用溫度傳感器來獲取室內溫度變化參數然后進行調節，讓回水管壓差發生變化，然后用壓差傳感器對數據進行計算，壓差控制在節能上遠遠不如溫差控制法。

總而言之，目前中央空調水系統的能耗十分嚴重，希望能引起相關部門和設計人員的重視，一起來解決這一問題。在材料上盡量選擇使用對環境污染較少或是沒有污染的環保型材料，同時還應該提高制冷系統的傳熱效率，從而達到節能的目的。

參考文獻：

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