暖通空调中的水系统调节与水系统节能控制

暖通空调中的水系统调节与水系统节能控制

祝卉卉

衢州市建筑设计院有限公司 浙江省衢州市 324000

摘要：随着我国经济的发展与进步，我国建筑行业的发展也迎来前所未有的机遇，建筑暖通空调系统涵盖冷机、水系统、风道系统、控制系统等，其中建筑能耗在能源消耗中的占比较大，而建筑的空气调节系统耗能又是整体建筑能耗的主要方面，且以空调水系统耗能占比最大。在暖通空调系统方案设计过程中，往往采用高配比设计方案，考虑建筑系统部分负荷特性。

关键词：暖通空调；水系统调节；水系统；节能控制

引言

在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，对采暖、空调的效果提出了更高要求。在这样的情况下，需要做好暖通空调当中水系统的全面合理调节以及节能控制。暖通空调所消耗的能源主要来源于制冷机以及泵风机，而由于水系统实际调节方法并不合理以及不科学，导致暖通空调节约能源的目的难以实现。因此，加强暖通空调中的水系统调节与水系统节能控制研究具备现实意义。

1空调水系统组成及工作原理

暖通空调水系统包括制冷机组、冷冻/冷却水泵、供/回水管路、冷却塔及末端装置等，其中制冷机组可采用蒸汽压缩式系统、吸收/吸附式系统、喷射式系统等，系统运行的冷凝热由冷却水泵送至冷却塔处理后排出，蒸发器内，冷冻水与低温低压冷媒进行充分换热，利用低压液态冷媒的蒸发吸热作用降低冷冻水温度，并通过冷冻水泵送至室内末端，一般为风机盘管末端，并通过末端电动调节阀装置进行流量调节。末端装置内空气-水侧的换热温差一般为7~12℃，冷冻水温度通常通过冷机及电动调节阀进行调节，末端风机盘管装置主要包括翅片管式换热器、贯流式风机，翅片管换热器可实现冷冻水与空气的充分换热（当冷机状态切换转为制热运行时，风机盘管装置内循环的是冷却水），通过对冷冻水/冷却水温度及流量的控制满足房间内空气调节的舒适性需求。

2暖通空调中的水系统调节解决策略

2.1健全水系统调节方法

首先，静态水系统失去合理调节。此情况是暖通空调中经常出现的，其属于不可避免的。主要处理根据是对管道实际阻力进行合理调节，让管道之间压差和之前的设计相一致。对此现象进行调节的手段要安装相应的水力平衡设施设备，在安装时，要对管道之间实际阻力情况进行严格核算，将有关设施设备安装在最为合理的位置上，让其作用全面发挥出来。其次，动态水系统失去合理调节。此现象的变化性特征非常明显，并不属于系统存有的问题。然而，很难对这样的问题进行处理与解决。此情况主要是依赖动态水力平衡设施设备的安装进行处理的，让管道功能全面发挥出来。在这样的情况下，要重视动态水力平衡设施设备的实际作用，将此作用点放在管道之间容易出现影响现象的位置上。只有这样，才可以保证调节质量与实际成效。

2.2改进水系统调节设计

就静态水系统与动态水系统的水力平衡设备而言，若需要充分发挥设备的调节功效则需要改进调节的设计方法。改进调节设计要注意把握管道间的阻力值与压力值的分布关系，将设备装置在数值变化较大的管道交接处。设计调节系统考虑空调的内部整体回路，精细规划各个组合材料的结合，力求不同情况可随时切换调整。管道间的交接处及末端换热设备一般都会出现压力过大或阻力值过大的问题，将水力平衡设备放置于该处在进行压力值与阻力值的分析之后能将各数值调节到一个平衡的状态。水系统调节的优化设计应当利用分散压力与减小阻力的工作原理，将设备的调节设置为自主调节的状态，以阻力与压力值为参考，进行自主调节和自主设计。

2.3认真进行系统水力计算

在合理优化精细化系统的时候，需先对空调水系统进行具体、详细的水力计算。通过计算可以结合建筑实际使用功能划分，优化系统的划分，减少各环路的压损差，合理地选择水力平衡设备。合理准确的计算可为水泵的选型提供可靠的技术支撑，避免选型不合理。造成所选设备的能耗过高；水泵电机损毁；扬程偏低，系统不能正常运行。

3暖通空调中的水系统节能控制

3.1循环水泵材料优化改进

水泵材料会对工作质量与具体成效起到了很大程度上的影响，在不断改善与优化的过程中，要在材料耐腐蚀性以及光滑程度等方面展开。要想保证其光滑程度要打磨材料，在实际打磨过程当中应重视材料实际清洁程度，在打磨时要减少材料的实际损毁。然而，因为经常使用人工打磨手段，在具体打磨时会出现并不清洁方面的问题，很难保障材料的实际清洁程度。在保证材料耐腐蚀程度的时候，要涂抹相应的涂料，这样能够更好的处理表层粗糙现象，进而保证水泵实际运转质量，对水泵泵体进行保护，保证其正常运转。

3.2变频调速技术改变转速

变频调速技术的工作原理是通过改变供电机的供电频率，改变电机的原始转速，从而改变负荷的转速。变频调速的双恒压供水设备通常都在低恒压的状态，水泵的运行效率远达不到要求，还会使耗能增加。变频调速技术在应用方面能提高水泵的转速，改变负荷状态的水泵运行效率。在使用上能根据水泵运行的最低与最高效率做出自主调节，在不影响运转的情况下调节速率，使单位时间内水泵的运转达最高水平。变频调速技术的使用在很大程度上降低了暖通空调的能源消耗，使水系统达到一定的平衡状态，提高了空调的运转效率，减少了系统耗能，优化了空调内部空间结构设计。

3.3一次泵系统（小容量）

分析该系统结构，可知系统中的末端风系统功能较少、负荷低，并且配备有循环水泵、冷水机组，所以控制一次泵系统变流量期间，需要对空调设备（末端）进行一定的定水流量设计。该设计值可以满足流量通过主机的最小值要求，而对于剩余的空调设备（末端），则通过调节阀控制手段，调整变流量。较小容量的一次泵系统进行变流量节能处理时，需要设计人员事先对循环水泵特性进行研究，观察特性曲线，如果该曲线呈现平缓，通过相关阀门的控制操作，可提高系统运行效率，变流量控制结果理想。

3.4及时清洗换热器

换热器的作用，主要用于各种传热过程，通过两种物料间的大面积接触进行热交换，顺利完成冷却、冷凝、加热等运行过程。大量实践表明：绝大多数换热器都受到污垢问题的困扰，污垢层的热阻极大，大大地降低传热系数；同时还会缩小传热管的内径，加大阻力损失，造成冷却水用量增加，使得系统运行效率降低，能耗增加。故除上述所讲的加强循环水水质的管理外，还要加强换热器的维护管理，定期进行检查、清洗：①定期检查流量、压力和温度等参数，发现压力损失增加，说明管束内外有结垢或堵塞；如果换热温度达不到要求，则可能传热管内外壁产生了污垢，传热效果变差；②通过低温流体出口取样，分析其颜色、比重、黏度等来检查管束的破环、泄漏清况；③定期检查壳体内外表面的腐蚀和磨损情况，通常采用超声波测量仪或其他非破坏性测厚仪器，从外部测定估计会产生腐蚀、减薄的壳体部位。

结语

为优化建筑系统整体耗能水平，需从空调水系统节能入手，在各个部分负荷点通过电机频率的无级调节，适当降低水泵频率，在不影响空调系统整体负荷及运行稳定性的前提下，降低水泵耗功，从而实现性能提升的目的，实现整个暖通空调系统的节能控制，更有助于实现暖通空调系统的节能减排。

参考文献

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