中央空調冷凍水變頻定壓補水系統改造探討

王磊

摘 要：結合某機關空調冷凍水變頻恒壓補水改造，探討了水泵補水的幾種裝置以及更換恒壓變頻控制柜后的使用情況，以更加自動、安全、穩定地補充中央空調系統內的冷凍水量。

關鍵詞：中央空調；冷凍水；補水系統；載冷劑

中圖分類號：TU831.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.145

隨著人們生活水平的提高，人們對辦公區域環境溫度和濕度的要求也越來越高，對空調的需求也就越來越大，而中央空調是最適宜的高層辦公場所使用的設備之一。中央空調系統中制冷機組是核心，它能為我們用戶提供7～14 ℃的冷氣，而且是不斷循環產生的，但是在傳輸冷量的過程中，冷媒所能到達的范圍和高度卻起到舉足輕重的作用。我們這里所說的冷媒，是指經二次換熱后的水冷風機盤管系統中的載冷劑——水。作為系統中的載冷用水，會因管道或排氣等因素直接影響末端的效果，影響用戶的舒適度。

本文借某機關空調冷凍水補水改造前后的效果與其他補水方式進行對比，探討如何解決空調中載冷劑問題。

1 大型中央空調的水路系統

中央空調一般有兩個水路系統，即冷凍水系統和冷卻水系統。冷凍水系統，最常見的是在管道最高端有個水箱，水箱里有浮球閥補水。還有就是在地下設有膨脹水箱，按壓力用水泵自動補水。由于冷凍水管理復雜，一般都在各個高點裝有自動排氣閥，否則水補不進去。

2 空調冷凍水補水系統改造

2011年剛接觸這套系統時，筆者覺得系統挺復雜的，整個中央空調系統擁有從下至上的約克YSF YFYS55CME型號（單機額定制冷量1 758 kW，制冷劑R22機組3臺；電源控制柜3套；冷凍水補水泵25 LGX7型號，揚程70 m，流量3.0 m3/h，轉速2 900 r/min，配用功率2.2 kW）2臺、循環水泵6臺（冷凍水配3臺、冷卻水配3臺）、真空脫氣機2臺、分集水箱各1個、冷卻水補水泵3臺、冷卻塔帶3臺冷卻風扇和末端風機盤管800多個（分布在主教學樓、2個學員樓和餐廳內）。在日常使用中，發現機組出現狀況的時候很少，而冷凍水水量不足的情況時有發生。在尋找解決方案時，重點考慮冷凍水補水裝置的改造，這是最直接、有效的方法。

2014年以前，冷凍水補水時有一塊電接點壓力表控制水壓在低點（例如0.3 MPa）開啟，水泵開始自動補水，當壓力值達到設定高點壓力（例如0.4 MPa），水泵停止運行。一次往復達到水壓相對穩定在0.3～0.4 MPa之間。電接點壓力表由萬用開關控制開啟后，經常會出現啟泵和停泵的反復開合，水泵的使用壽命會因此受到很大影響。而且在停泵期間，會造成末端高點處沒有循環水，末端盤管進入空氣，需要排氣后繼續補水，影響了風機盤管的冷氣效果。在管理中央空調運行2年中，經常會有工程維修人員報告，用戶末端沒有冷氣，大多情況下是由于停泵期間，水壓下降風機盤管的供回水管內出現空氣造成；少數情況是由于風機盤管的過濾器堵塞或補水泵不正常工作造成沒有冷氣。總結用戶缺少冷氣的這些原因，以便改造冷凍水補水系統。

因這種控制水壓水泵補水的方式不能像冷卻水補水系統那么穩定，所以，借鑒冷卻水補水的基本原理，再裝上安全壓力控制系統就是現在這套變頻定壓補水系統。原理是利用遠傳壓力表將壓力值變為數字信號傳給恒壓控制器，變頻器通過頻率變化來穩定系統水壓，使冷媒水能充滿系統中的每一個末端。安全控制是一塊電接點壓力表控制的，當壓力超過設定壓力時，電接點接通工作，通過接觸器切斷線路中的電流。這樣，在變頻器出現故障時，就能防止壓力過高，使系統中閥門和風機盤管超壓。

恒壓變頻控制柜是基于長久穩定、雙重安全、實用性強的要求設計并安裝的，改造過程中，原有的兩套補水水泵和電源不動，只需要加裝恒壓變頻控制柜和安全控制裝置就行。

由于補水泵的單泵配用功率為2.2 kW，所以變頻器選用的型號為3.7 kW，選用功率過高會加大初期投資，選用過低可能會導致配用不足。變頻恒壓供水控制器是專為變頻恒壓供水系統而設計的控制器，可供2臺泵循環軟啟動工作。該產品直接調節精密電位器就可設定壓力，控制過程為：控制器上電后，經過8 s的延時，1#泵變頻啟動，在水壓低于設定的情況下，控制器從0～50 Hz逐漸升高，當達到50 Hz水壓仍比較低時，延時15 s將1#泵切換到工頻，如果水壓高于設定值，則控制器控制變頻器降低輸出頻率到一定頻率（0～50 Hz之間）持續工作，將系統水壓穩定在需要的壓力下。

恒壓控制柜內包含的控制設備有3.7 kW變頻器一臺，變頻恒壓供水控制器1臺，1.6 MPa遠傳壓力表，接觸器4個，繼電器2套，空開3個，控制箱1個，線材、輔料等若干。可以實現的功能有一個補水泵的自動控制和兩個補水泵的單獨手動控制、水箱缺水保護、管路壓力超壓斷電保護，最后又在系統回水箱上單獨加裝了一套用電接點壓力表來控制水箱前段給水的安全裝置，雙重保護冷凍水管道內不超壓。這樣做的好處是能夠在恒壓控制柜失效（水泵失控時，持續補水且壓力安全斷路器沒工作）時，切斷供水管路，不至于管道或閥門超壓發生崩裂事故。在很多時候，安全責任是最重要的，其他問題在發生后還能夠彌補，而出現安全事故就會造成不可挽回的損失。

3 結束語

新的補水控制系統解決了補水泵啟動反復和停泵后壓力下降等問題，使經過制冷機組冷卻后的載冷劑連續不斷地輸送到整個大樓、學工樓乃至餐廳的每一處末端盤管，為職工和顧客提供舒適、安靜的辦公、休息環境。可以看到，定壓變頻控制比電接點壓力表控制系統有更加穩定的循環水環境，是值得我們今后所推廣的。

參考文獻

[1]張國東.中央空調系統運行維護與檢修[M].北京：化學工業出版社，2010.

〔編輯：王霞〕