一種提高水冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能的改進(jìn)方案

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（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣西有限公司，廣西 南寧530021）

1 概 述

冷卻水空調(diào)系統(tǒng)具有噪聲低、節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，在通信生產(chǎn)樓溫度控制中得到廣泛應(yīng)用。

一方面，冷卻水空調(diào)系統(tǒng)為了達(dá)到最佳的換熱效果和降低系統(tǒng)的能耗，要求進(jìn)入殼管冷凝器的冷水量應(yīng)當(dāng)與對(duì)應(yīng)的空調(diào)內(nèi)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷一致，也就是進(jìn)入殼管冷凝器的冷水流量要與機(jī)房熱負(fù)荷一致。

另一方面，若冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中水流量過小，則水泵容易產(chǎn)生負(fù)壓，水泵葉輪產(chǎn)生“氣蝕”現(xiàn)象，進(jìn)而損壞水泵。故水泵正常運(yùn)行時(shí)，存在一個(gè)最低的流量參數(shù)限制，通常為設(shè)計(jì)最大流量的20%。因此，如何確保冷水流量與機(jī)房熱負(fù)荷量處于匹配狀態(tài)，是水冷空調(diào)控制系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)。

2 水冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理及存在的缺陷

圖1 冷卻水空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成

冷卻水空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，主要由冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、殼管冷凝器熱交換系統(tǒng)、空調(diào)內(nèi)機(jī)三大部分構(gòu)成。冷卻水空調(diào)系統(tǒng)是一種以“水”作為熱交換的媒質(zhì)，使空調(diào)制冷劑在殼管冷凝器處進(jìn)行換熱、降溫，從而帶走機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備散發(fā)出來的熱量。冷卻塔將水中的熱量傳遞給大氣使水降溫后再循環(huán)使用?？照{(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量經(jīng)過與其對(duì)應(yīng)的殼管冷凝器進(jìn)行熱交換，空調(diào)內(nèi)機(jī)的控制器根據(jù)散熱量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)安裝在殼管冷凝器進(jìn)水端的電磁二通閥，實(shí)時(shí)調(diào)整進(jìn)入殼管冷凝器中的水量，以保證制冷劑維持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。殼管冷凝器通過進(jìn)、出水匯總管路與水泵、冷卻塔形成冷水循環(huán)系統(tǒng)。

在冷水循環(huán)系統(tǒng)中，由于管路水流量是根據(jù)機(jī)房熱負(fù)荷量變化的，而水泵進(jìn)出水壓差必須保持在一定范圍內(nèi)，故水泵的轉(zhuǎn)速必須是變化的，工程上通過對(duì)水泵進(jìn)行變頻控制來實(shí)現(xiàn)。

從冷水管路系統(tǒng)運(yùn)行的效能、穩(wěn)定性和水泵的壽命考慮，水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不能長(zhǎng)期處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)（低于額定轉(zhuǎn)速的20%），也就是要求冷水系統(tǒng)中的水流量不能低于額定流量的20%，實(shí)際上就是要求機(jī)房空調(diào)內(nèi)機(jī)不能全部處于停止工作狀態(tài)，以保證相應(yīng)殼管冷凝器的電磁二通閥有一定的開啟度，從而保證水泵的進(jìn)出水流量維持在一個(gè)穩(wěn)定值。

在新建機(jī)房中，初期機(jī)房在網(wǎng)設(shè)備少，機(jī)房發(fā)熱量少，空調(diào)投入運(yùn)行的數(shù)量也比較少。若是為了達(dá)到“節(jié)能”目的而暫停大部分空調(diào)內(nèi)機(jī)，則冷水循環(huán)系統(tǒng)的水冷必然相應(yīng)減少，進(jìn)而水泵存在回水量過小的危險(xiǎn)。如何讓冷水循環(huán)系統(tǒng)與空調(diào)內(nèi)機(jī)系統(tǒng)有效協(xié)同運(yùn)行，需要改進(jìn)水冷系統(tǒng)的構(gòu)建方案。

3 水冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能改進(jìn)方案

圖2 改進(jìn)后的冷卻水空調(diào)系統(tǒng)

為了保證冷水系統(tǒng)中保有適當(dāng)?shù)乃髁客瑫r(shí)又不影響空調(diào)內(nèi)機(jī)自身的運(yùn)行要求，只需把殼管冷凝器進(jìn)水端的電磁二通閥改成電磁三通閥即可，連接方式如圖2所示。當(dāng)空調(diào)內(nèi)機(jī)控制器啟動(dòng)電磁三通閥時(shí)，一部分冷水流過殼管冷凝器進(jìn)行熱交換后，回到出水匯總管，另一部分冷水直接回到出水會(huì)總管，這樣就保證了經(jīng)過水泵進(jìn)、出水流量是一致的。假設(shè)空調(diào)內(nèi)機(jī)全部關(guān)機(jī)，冷水循環(huán)管路也是暢通的，水泵根據(jù)管路工作最低壓差的需要，通過變頻控制，工作在最低流量狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)能目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

水冷空調(diào)存在兩個(gè)冷媒循環(huán)和熱交換系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)通過殼管冷凝器進(jìn)行熱量交換，這是它們之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，但是這兩個(gè)系統(tǒng)之間又存在不同的工況要求，它們之間需要在電氣上、運(yùn)行管理上保持一定的獨(dú)立性。本方案把電磁二通閥調(diào)整為電磁三通閥就可以保持兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的獨(dú)立性，方案簡(jiǎn)單，容易實(shí)施。

［1］韓寶琦，李樹林.制冷空調(diào)原理及應(yīng)用（第二版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［2］唐中華.空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行管理與節(jié)能［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.