分析中央空調循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能措施的優(yōu)化設計

分析中央空調循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能措施的優(yōu)化設計摘要：中央空調循環(huán)水系統(tǒng)是中央空調節(jié)能改造的重要一環(huán)，為了能夠貫徹節(jié)能減排的理念，需要認識到合理選擇循環(huán)水系統(tǒng)的重要性，加強循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)優(yōu)化設計，合理選擇水泵，這也是保障中央空調循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能目標實現(xiàn)的關鍵一環(huán)?；诖?，本文重點探究中央空調循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施。

關鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；節(jié)能措施；優(yōu)化設計；水泵

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，當今中央空調在商業(yè)、民用建筑當中的應用愈加普及，但是其能源消耗在總能耗比例也在不斷他高。通常情況下，暖通空調系統(tǒng)電能消耗量大約占據(jù)總能耗的65%，水泵作為中央空調水系統(tǒng)循環(huán)中的動力裝置，占據(jù)空調系統(tǒng)耗電量的15-30%，所以需要同時做好循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)優(yōu)化設計、水泵選型來完成空調水系統(tǒng)匹配工作，從而實現(xiàn)最終的節(jié)能、減排目標。

一、優(yōu)化管網(wǎng)設計，強化日常維護

在布置管網(wǎng)過程中，要追求精簡結構，對系統(tǒng)阻力進行合理平衡，設計合理的流速，在系統(tǒng)平衡當中，需要通過摩阻進行控制，并配合上管徑參數(shù)、流速限制參數(shù)。在管道敷設過程中，要盡可能避免出現(xiàn)上下翻轉等情況，避免管道集氣而降低流通斷面，從而增加系統(tǒng)阻力。從阻力部件方面出發(fā)，其影響阻力最大的部件就是過濾器、閥門。閥門主要是用作于調節(jié)水量、切斷管道，在整個系統(tǒng)運行過程中，很多閥門管道都處于功能全開狀態(tài)，為了能夠實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，要選擇流通性能好、關斷性能強的閘閥，并且控制整個系統(tǒng)中的閥門數(shù)量。如果管徑≤100mm（蝶閥），在全面運行狀態(tài)下閥板會占據(jù)斷面積的12%以上，并且管徑越小，其閥板所占的斷面積越大，如果管徑≥100mm，則不能使用蝶閥。

過濾器主要的作用是清除水中雜質，為了保障過濾性能，要選擇開孔率高、孔徑為5mm的自動排污過濾器。在空調運行當中，過濾器的過濾性能直接影響最終能耗，這就需要定期對過濾器進行清洗，加入過濾器被雜質堵住，則會極大的增加循環(huán)水系統(tǒng)的運行阻力，耗能也會直線提高。在水系統(tǒng)調節(jié)當中，需要對管道閥門進行調整，確保閥門開度在合理范圍內(nèi)，降低整個系統(tǒng)的阻力，這樣即可降低水泵電耗，實現(xiàn)最終的節(jié)能目標。

二、合理選擇水泵型號

結合空調循環(huán)水系統(tǒng)中的水泵性能與管路性能之間的關系，結合設計流量計算此流量下管路阻力，并明確水泵的揚程。在對流量與揚程之間具備一定的安全余量之后，需要做好水泵選型工作。部分設計人員由于沒有展開優(yōu)化設計，單一的認為型號越大越安全，或者因為找不到合適的型號選擇大泵，最終造成水泵運行無法實現(xiàn)節(jié)能目標，提高了空調系統(tǒng)的運行費用，甚至因為水泵型號不匹配導致系統(tǒng)無法運作。這就需要從更深入的角度分析。

在整個循環(huán)水系統(tǒng)當中，設管路特性曲線為I、系統(tǒng)設計流量為的QA、管路阻力為HA，即水泵揚程為HA，因此在水泵選擇中需要做好優(yōu)化設計工作，也就是水泵性能曲線I能夠與管路特性曲線I融合點。如果沒有展開計算或者因為強化保險而選擇過大的水泵揚程，則在實際中即選用了額定流量QC。此時水系統(tǒng)中的水流量會大于設計流量QA，系統(tǒng)也會產(chǎn)生大流量小溫差的問題，由于兩個泵的養(yǎng)成大小不一，所配電機功率也有所增加，從而增加能源消耗，運行缺乏經(jīng)濟性。

對于配置較好的電動機水泵來說，電動機額定功率是恒定的，軸功率會隨著水泵實際工作狀態(tài)產(chǎn)生變化，如果流量大于額定流量時，則會產(chǎn)生水泵功率高于電動機額定功率的情況，此時的電動機處于過載運行狀態(tài)。所以水泵廠為水泵配置電動機時要重點考慮其過載等問題。在流量有所增加、過載嚴重時，可能會造成電動機損壞的情況。為了保障流量與設計流量相同，則要對管路特性曲線進行改造，可以將水泵出口閥門關小，即可讓流量QC=QA，養(yǎng)成HC＞HA，該方法即可讓系統(tǒng)運行流量滿足實際要求，同時電動機也不會產(chǎn)生過載的情況。

三、循環(huán)水泵節(jié)能運行

⒈合理設置循環(huán)水量

通過對循環(huán)水系統(tǒng)結構進行分析可知，空調循環(huán)水量的主要決定因素是空調水供回水溫差以及冷熱負荷共同決定，空調水供回水溫差越大，其空調水流量也就越低，這樣會降低水泵的電耗量。所以，小流量、大溫差的運行方法可以實現(xiàn)最終的節(jié)能目標。

⒉使用變頻水泵

由于空調外部運行環(huán)境（如溫度、濕度等）不斷變化，特別是在冬夏兩季，供冷供暖差異非常大，這樣導致空調系統(tǒng)冷熱負荷在常年運行中不斷變化，但是全年大部分時間負荷只有最大負荷的一半。如果空調冷熱負荷產(chǎn)生了變化情況，則空調冷熱循環(huán)水量負荷也會產(chǎn)生相應的變化。水泵的揚程、流量、軸功率、轉速之間有著直接關系。也就是通過改變水泵電機轉速，即可改變水泵揚程、流量、軸功率。電機轉速與交流電頻率成正比關系。市政電網(wǎng)的電流運行頻率大約為50Hz，變頻調速水泵就是采用了變頻器改變電流頻率，從而實現(xiàn)水泵流量與轉速控制。

由于建筑全年平均冷熱負荷只占據(jù)最大負荷的50%，如果采用了變頻器對水泵進行調速，會讓水量隨著冷熱負荷產(chǎn)生一定的變化，則全面平均水量大約只有最大水流量的50%，此時水泵變頻能耗大約只占據(jù)定水量系統(tǒng)水泵能耗的12.5%，節(jié)能效果有了很大的提高。當然，想要實現(xiàn)這一目標，其重點是做好變頻器運行范圍控制以及選型。通常是通過配置傳感器，對建筑冷熱負荷變化進行實時監(jiān)控，確保在空調系統(tǒng)水流量較為穩(wěn)定的基礎上，空調系統(tǒng)運行溫差為7℃左右，即可減少中央空調循環(huán)水系統(tǒng)能耗的20-30%。從整個系統(tǒng)方面來看，通過變頻器和傳感器組合的形式，可以將整個中央空調系統(tǒng)的節(jié)能效果提高到35-50%，效果十分明顯。

結束語

綜上所述，為了能夠貫徹節(jié)能減排的理念，實現(xiàn)節(jié)能空調的節(jié)能設計，就必須要對循環(huán)水系統(tǒng)進行節(jié)能設計，其核心內(nèi)容是優(yōu)化管網(wǎng)設計、合理選擇水泵型號以及循環(huán)水泵節(jié)能運行，這樣才能夠全面提高循環(huán)水系統(tǒng)的運行質量，同時還能夠實現(xiàn)節(jié)能減排的目標?？傊h(huán)水系統(tǒng)節(jié)能需要從多個方面出發(fā)，讓每個環(huán)節(jié)都能夠降低能耗，從而實現(xiàn)整體的降耗。

參考文獻：

[1]湯達.淺析建筑暖通空調系統(tǒng)設計優(yōu)化與節(jié)能措施[J].建筑與文化,2013(1