空調(diào)冷卻水泵變頻周速的能耗分析

徐國(guó)政

摘 要：冷卻水泵對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)作用的正常發(fā)揮有著不可替代的重要作用，是空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中主要的能耗設(shè)備。在相關(guān)人員使用空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)程當(dāng)中，其冷卻效果會(huì)不斷的伴隨著冷水機(jī)組冷水冷負(fù)荷的具體變化情況采取積極措施對(duì)冷卻水的流量進(jìn)行全方面的調(diào)節(jié)活動(dòng)。就我國(guó)目前的實(shí)際情況而言，由于技術(shù)科學(xué)技術(shù)的限制，在冷卻水泵實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中大部分都是采用閥門(mén)這一方式對(duì)冷卻水的流量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)活動(dòng)。然而，這種調(diào)節(jié)方式在實(shí)際條件的過(guò)程當(dāng)中所收到的效果并不明顯，耗能的情況相對(duì)來(lái)說(shuō)比較嚴(yán)重。本文通過(guò)對(duì)冷卻水泵變頻調(diào)速進(jìn)行全方面的能耗分析，并且對(duì)其節(jié)約能源的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：空調(diào);冷卻水泵;變頻周速;能耗

0 引言

對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中所需要投入的經(jīng)濟(jì)成本主要取決于維持空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行所需要消耗的能量多少，冷卻水泵對(duì)于中央空調(diào)作用的發(fā)揮有著不可替代的重要意義，是其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的動(dòng)力來(lái)源。在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中對(duì)能源的消耗量占據(jù)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的絕大部分。根據(jù)全方面的調(diào)查顯示在一些使用空調(diào)中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑當(dāng)中，冷卻水系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中所消耗的電能大約占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)消耗電能數(shù)量的15～%20%。根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)分析表明，冷卻水系統(tǒng)在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中如果所采用的措施得當(dāng)可以使其節(jié)約對(duì)能源的消耗10%左右。就我國(guó)目前的實(shí)際情況而言，水泵變頻控制技術(shù)由于各方面因素的影響當(dāng)前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的范圍依然不是十分廣闊。本文從基本原理出發(fā)，全方面的分析了冷卻水變流量對(duì)系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中能源消耗量的具體影響情況。與此同時(shí)，采用科學(xué)合理的方式方法對(duì)其相應(yīng)的控制策略進(jìn)行了一定的優(yōu)化。

1 水泵變頻轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

1.1水泵變頻轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原理

該技術(shù)在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中主要是根據(jù)相似性定律，也就是：

通過(guò)以上公式不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速由于各種因素的影響產(chǎn)生或大或小的變化的時(shí)候，水泵軸所產(chǎn)生的功率將會(huì)和其相應(yīng)的流量的三次方呈現(xiàn)正比的形式。

1.2，冷卻水控制邏輯

冷卻水系統(tǒng)的簡(jiǎn)略圖如圖1所示。

為了使得該系統(tǒng)在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中更加的節(jié)約能量，要保證在冷卻泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化控制邏輯的過(guò)程當(dāng)中，將冷卻泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到一個(gè)最佳值。

2 CDWT 對(duì)冷機(jī)COP 的影響

為了驗(yàn)證優(yōu)化控制邏輯的合理性，本文選取某一期貨中心的某一項(xiàng)目作為工程實(shí)例。收集了該項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)，并且采取積極措施對(duì)其進(jìn)出冷水機(jī)組冷卻水溫的平均值（CDWT）以及冷水機(jī)組制冷效率（CH COP）之間的關(guān)系進(jìn)行了全方面的分析工作，具體如圖2所示。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀(guān)察實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)室外的濕球溫度由于氣候的影響處于19攝氏度左右的時(shí)候。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，如果CDWT溫度保持在21.6～22.34攝氏度之間的時(shí)候，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中平均CH COP的數(shù)值將可以達(dá)到7.5。然而當(dāng)CDWT處于22.8～23.5攝氏度之間的時(shí)候平均的CH COP的數(shù)值將會(huì)達(dá)到7.05。通過(guò)以上數(shù)據(jù)表明，當(dāng)室外濕球溫度保持在19攝氏度左右的時(shí)候，通過(guò)科學(xué)合理的方式方法使得進(jìn)出冷氣的冷卻水溫平均值進(jìn)行合理的降低，可以在一定程度上使得冷機(jī)的運(yùn)行效率變得更高。

3降冷卻水流量對(duì)冷機(jī)COP 的影響

當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中并不是全部都參與降溫，而僅僅是有整個(gè)中央空調(diào)機(jī)組的一個(gè)部分參與負(fù)載的時(shí)候。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，冷卻塔在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中所擁有的散熱容量對(duì)于冷機(jī)的具體負(fù)載來(lái)說(shuō)，是處于超配狀態(tài)當(dāng)中的。也就是說(shuō)數(shù)量龐大的冷卻水在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中并沒(méi)有得到充分的冷卻便進(jìn)入了冷機(jī)之內(nèi)?；谝陨系姆治霰砻?，該中央空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中工作人員在工作現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)科學(xué)合理的方式方法使得冷卻水的流量適當(dāng)?shù)慕档?。通過(guò)這樣的方式可以進(jìn)一步降低冷卻塔在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中所擁有的散熱容量。但是即使降低其散熱容量，也能夠滿(mǎn)足當(dāng)前負(fù)載過(guò)程當(dāng)中所實(shí)際所需求的散熱需求。基于這種因素的分析，文章全方面的分析了當(dāng)室外濕球溫度處于11.8到10.8～11.4攝氏度以及17.8～19攝氏度這兩個(gè)區(qū)間變化的過(guò)程當(dāng)中進(jìn)出冷卻冷機(jī)冷卻水溫的平均值CDWT 和系統(tǒng)COP隨著冷卻水流量變化降低的具體變化規(guī)律。經(jīng)過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)室外濕球溫度經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的措施將其保持在11攝氏度左右的時(shí)候，相應(yīng)的冷卻水流量即使在一定程度上進(jìn)行下降，相應(yīng)的進(jìn)出冷氣機(jī)的冷卻水溫的平均值CDWT也會(huì)在一定程度上呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，然而整個(gè)系統(tǒng)的COP將會(huì)呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。

4結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一系列數(shù)據(jù)分析后，可以得出以下結(jié)論：

首先，當(dāng)室外濕球溫度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低，處于19攝氏度的時(shí)候，通過(guò)科學(xué)合理的措施使得冷卻水的流量降低的話(huà)，將會(huì)進(jìn)一步使得進(jìn)出冷機(jī)的冷卻水溫平均值降低?；谶@一現(xiàn)象，在實(shí)際中央空調(diào)使用的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)使得室外需求溫度保持在合理的溫度范圍之內(nèi)，并且在此基礎(chǔ)上盡可能的使得冷卻泵的轉(zhuǎn)速降低，從而減少其能耗。

其次，當(dāng)室外濕球溫度比較低，處于11攝氏度的時(shí)候。如果采取積極的措施使得冷卻泵的轉(zhuǎn)速降低，會(huì)降低CDWT，同時(shí)使得系統(tǒng)COP升高。

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