談空調(diào)水系統(tǒng)變流量運(yùn)行節(jié)能措施

王偉朋

摘要：本文參照某地建筑物中的中央空調(diào)進(jìn)行分析，然后通過對(duì)比方式分析空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施改造前后的情況，通過節(jié)能的改造之后，空調(diào)系統(tǒng)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.

關(guān)鍵詞：空調(diào)水系統(tǒng)；變流量；運(yùn)行；節(jié)能措施

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

中圖分類號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）18-0127-02

0 引言

許多建筑設(shè)計(jì)中都有空調(diào)部分，但是空調(diào)水系統(tǒng)在使用過程中需要消耗大量的能源，為了能夠有效降低能源消耗[1]，空調(diào)水系統(tǒng)需要做好優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。下文以某地建筑物中的中央空調(diào)實(shí)施節(jié)能改造的情況，通過改造后的空調(diào)水系統(tǒng)能夠更好地節(jié)約能源，達(dá)到最大限度節(jié)能以及降耗目的。

1 分析空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能的情況

在建筑物中設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)過程中，通常運(yùn)用的是估算數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以提升冷負(fù)荷的指標(biāo)，這就導(dǎo)致總負(fù)荷出現(xiàn)偏大的情況，管道輸送以及末端設(shè)備也出現(xiàn)偏大。為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)[2]，除了可以有效改善建筑物的舒適度之外，在進(jìn)一步節(jié)能方面，需要重點(diǎn)對(duì)空調(diào)的制冷系統(tǒng)以及管系輸送進(jìn)行改進(jìn)，不斷提升水泵實(shí)際的功率容量。除此之外，空調(diào)系統(tǒng)需要針對(duì)末端設(shè)備中的熱、冷負(fù)荷情況以及溫度、季節(jié)變化以及人員的流動(dòng)情況而做出調(diào)整[3]。通常情況下，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行大約一半以上的工作負(fù)載運(yùn)行，冷卻水所設(shè)計(jì)的溫差大約是四至六度。由于空調(diào)水系統(tǒng)在運(yùn)用過程中，其溫差范圍僅僅為一至三度，所以，當(dāng)前空調(diào)水系統(tǒng)中中常常出現(xiàn)溫差較小，而且流量比較大。由于空調(diào)水系統(tǒng)中的管系流動(dòng)出現(xiàn)損失，同時(shí)水泵實(shí)際能源也出現(xiàn)較大的消耗，因此，空調(diào)系統(tǒng)還具有節(jié)能的空間，即在空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)空調(diào)負(fù)荷以及流量等運(yùn)行而減少其損失，通過水泵排壓以及減少流量的方式，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

2 分析空調(diào)水系統(tǒng)中變流量實(shí)際運(yùn)行情況

2.1 分析水泵變頻中的調(diào)速情況 許多企業(yè)在設(shè)計(jì)變頻控制器中就逐漸提升節(jié)能的意識(shí)，通過變頻器而將空調(diào)系統(tǒng)中水泵而實(shí)施變頻調(diào)速，此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速以及耗功是正比，因此，對(duì)水泵實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以改變流量情況，能夠大量降低能源的消耗。譬如，空調(diào)運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定的轉(zhuǎn)速80%的情況，其流量也會(huì)降低四額定的流量，大約是80%。然而，軸功率下降的額定功率是70%左右，此時(shí)就可以達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，大約為25%。如果空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中如果太低，則會(huì)影響其流量情況。為了能夠有效保證水系統(tǒng)中的流量情況，需要通過最小流量而滿足水系統(tǒng)的主機(jī)，變頻器下限設(shè)計(jì)為30Hz。

2.2 分析變水量的控制情況 在空調(diào)水系統(tǒng)中，需要通過溫度傳感器所測(cè)定的水溫，然后設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的定值，設(shè)計(jì)人員參照此數(shù)值而計(jì)算具體的溫度發(fā)生變化情況，并控制對(duì)應(yīng)的算法，然后輸出信號(hào)則可以有效調(diào)節(jié)變頻器實(shí)際運(yùn)行情況，電機(jī)運(yùn)行的速度方面需要做好水流量的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到負(fù)荷協(xié)調(diào)的目的。如果出現(xiàn)溫差較大的情況，此時(shí)則顯示水系統(tǒng)中出現(xiàn)較高負(fù)荷的情況，此時(shí)也需要有效控制此系統(tǒng)，并提升水泵的頻率，也可以加大循環(huán)實(shí)際流量。與之相反，如遇溫差較小的情況，則可以降低水泵實(shí)際工作的頻率，通過冷凍水的方式而控制冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，通過冷卻水所掌握的水溫而有效控制其冷卻水泵實(shí)際的轉(zhuǎn)速，在此系統(tǒng)中，可以在回水總管中而設(shè)計(jì)出壓力傳感器，進(jìn)而有效檢測(cè)出回水總管實(shí)際壓力，如果出現(xiàn)壓力大于設(shè)定值的情況，則可以控制通閥而開啟泄壓，這可以充分保障此系統(tǒng)的安全性。

3 分析空調(diào)系統(tǒng)改造節(jié)能的案例

3.1 改造設(shè)備 本文案例中的空調(diào)系統(tǒng)主要滿足的是產(chǎn)品的聚合以及制絲等所需要的冷卻溫度?？照{(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以見圖1。

在此空調(diào)系統(tǒng)中，主要的設(shè)備有：不同功率冷凍的水泵，一共是六臺(tái)，在此系統(tǒng)中實(shí)施并聯(lián)而運(yùn)行，然后通過總管匯流之后則設(shè)計(jì)三臺(tái)制冷壓縮機(jī)，此冷凍水通過主機(jī)冷卻，進(jìn)而可以有效減少熱量消耗，然后通過總管匯流之后再供至風(fēng)機(jī)管制冷。該系統(tǒng)屬于傳統(tǒng)方式，盡管制冷壓縮即可以結(jié)合負(fù)荷而自動(dòng)調(diào)檔，然而其冷凍水泵以及冷卻水泵需要通過手動(dòng)調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)情況如表1。

在此次改造空調(diào)系統(tǒng)過程中，還增加水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的智能控制部分，所有智能控制的單元情況主要有：智能數(shù)字、變頻器、接觸器、智能控制、變壓器、指示燈以及繼電器。

在本系統(tǒng)中一共有六臺(tái)的冷凍水泵實(shí)施并聯(lián)的運(yùn)行，其中常用的水泵，其編號(hào)是1、3和5，而備用的水泵是2、4和6。而三臺(tái)中的變頻器主要控制的是六臺(tái)水泵，冷凍水溫中的傳感器主要是檢測(cè)回水溫度，進(jìn)而能夠轉(zhuǎn)化成為電壓信號(hào)，然后將信號(hào)有效傳遞出PID的控制器，然后通過輸出信號(hào)的方式而變?yōu)樽冾l器，這就有效調(diào)整變頻器實(shí)際的輸出頻率，這可以改善水泵實(shí)際的轉(zhuǎn)速，達(dá)到改善其冷凍水流量。如果冷凍水中的回水溫度比設(shè)定值較低的情況，此時(shí)就會(huì)輸出較低的頻率，進(jìn)而可以減少冷凍水泵的實(shí)際流量，這就能夠提高冷凍回水溫度，不斷接近設(shè)定值。

1和2號(hào)的冷卻水泵是比較常用的，而3號(hào)是備用的水泵，整個(gè)控制的過程中，遇到壓縮機(jī)中的冷卻水出現(xiàn)溫度較高的情況（即高于當(dāng)時(shí)的設(shè)定值），此時(shí)則需要逐步提升水泵的運(yùn)行能力，進(jìn)而增加流量，也可以將冷卻水中的出水溫度慢慢降低，進(jìn)而可以接近對(duì)應(yīng)的設(shè)定值。如果水泵中出現(xiàn)較大的流量情況，此時(shí)就不能降低其設(shè)定的值，此時(shí)系統(tǒng)就可以提升風(fēng)機(jī)工作的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而增加風(fēng)機(jī)實(shí)際的工作臺(tái)數(shù)。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的比較 在本次實(shí)施空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改改造中，對(duì)主機(jī)與水系統(tǒng)中的水泵實(shí)際消耗的能耗進(jìn)行測(cè)試。通過相同條件以及系統(tǒng)參數(shù)的控制情況下，針對(duì)不同的時(shí)段比較傳統(tǒng)控制以及節(jié)能控制的情況。

3.2.1 冷凍水泵的運(yùn)行 自2016年4月2日至7日，開三號(hào)主機(jī)就可以滿足生產(chǎn)的需求，此時(shí)冷凍水泵開啟的是三號(hào)和四號(hào)，則可以有效供水風(fēng)機(jī)，而在2016年4月2日至7日，則可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。自2016年4月2日至7日，此時(shí)采用的是傳統(tǒng)控制，具體的對(duì)比情況如表2。

通過節(jié)能控制之后，水泵的節(jié)電為1313kW·h，此系統(tǒng)的節(jié)能的效果是36.0%。

3.2.2 分析冷泵水泵節(jié)能狀態(tài) 參照自2016年4月2日至8月，需要開三號(hào)主機(jī)則滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求，冷凍水泵開啟的是三號(hào)。從2016年4月2日至8月則實(shí)施節(jié)能控制，而2016年4月2日至9月則實(shí)施傳統(tǒng)實(shí)施控制，比較測(cè)試情況，具體見表3。

通過改進(jìn)之后，同時(shí)經(jīng)過測(cè)試結(jié)果可知，空調(diào)系統(tǒng)中水泵變頻調(diào)速之后，則可以有效節(jié)能，總的耗電節(jié)約為44%，除此之外，空調(diào)系統(tǒng)中的一臺(tái)冷凍水泵啟動(dòng)之后，運(yùn)用兩臺(tái)的冷凍水泵節(jié)約電能為5.1%。

在今后的空調(diào)系統(tǒng)改造之后，第一，需要結(jié)合建筑中的空調(diào)設(shè)計(jì)圖紙，并結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)找出具體的節(jié)能控制策略；第二，在空調(diào)水系統(tǒng)中，結(jié)合建筑物的實(shí)際用途而優(yōu)化能能源的控制策略，一方面可以滿足建筑物實(shí)際的需求，另一方面也可以有效節(jié)約能源；第三，在今后的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，需要堅(jiān)持節(jié)約能源的原則，不僅在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)中采取節(jié)能的措施，而且在投入使用過程中還需要結(jié)合建筑物的運(yùn)用狀況而實(shí)施節(jié)能改造，通過改造后的空調(diào)水系統(tǒng)能夠更好地節(jié)約能源，達(dá)到最大限度節(jié)能以及降耗目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過分析空調(diào)水系統(tǒng)實(shí)施改造之后，可以有效節(jié)約能源。除此之外，在水泵中實(shí)施變頻器而推動(dòng)平滑，也可以延長(zhǎng)水泵壽命。在當(dāng)前能源緊缺的情況下，實(shí)施改造之后的空調(diào)水系統(tǒng)則可以為節(jié)能做出積極貢獻(xiàn)。經(jīng)過改造后，空調(diào)水系統(tǒng)能夠更好地節(jié)約能源，達(dá)到最大限度節(jié)能以及降耗目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁海嶸.廣西體育中心游泳館地源熱泵空調(diào)技術(shù)應(yīng)用節(jié)能分析[J].建筑節(jié)能，2013，41（03）：4-7.

[2]季科，張永貴，劉冰冰，劉輝，曹勇.基于TRNSYS的空調(diào)水系統(tǒng)仿真平臺(tái)[J].暖通空調(diào)，2015，45（05）：93-96.

[3]劉虹.淺談空調(diào)水系統(tǒng)中閥門的選用[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2015（02）：88-91.