暖通空调水系统控制模式及节能效果浅析

暖通空调水系统控制模式及节能效果浅析

陈发

世源科技工程有限公司西安分公司 陕西省 西安市  710076

摘要：作为高耗能的科技产物，暖通空调在运转过程中的耗能量较大，远远超过其他建筑物件，给环境带来巨大的压力。因此在碳中和理念盛行的当下，越来越多的研究人员开始将目光聚焦于暖通空调，通过将节能环保理念融入暖通空调设计中，达到节能减排的目的。相关领域工作者应顺应时代发展，秉持节能、科学、人性化的暖通空调优化原则，加大对节能暖通空调的研究力度，积极探索碳中和理念下暖通空调节能减排的有效设计路径。

关键词：暖通空调；水系统控制模式；节能效果

1暖通空调水系统的概念

暖通空调水系统是指建筑物中用于供应制冷或供暖的冷热水系统，它通常由锅炉或冷水机组、水泵、水箱、管道、阀门、末端设备等组成。它的主要作用是通过水来传递热量，将热量从热源处（如锅炉或冷水机组）传递到需要制冷或供暖的区域（如空调机组或散热器），从而实现建筑物的冷热调节。根据不同的使用需求，暖通空调水系统可以分为供暖系统和制冷系统两种类型。其中，供暖系统通常使用锅炉作为热源，通过水泵将热水输送到散热器或地暖系统中，实现供暖。而制冷系统则通常使用冷水机组作为冷源，通过水泵将冷水输送到空调机组或风机盘管中，实现制冷。

2暖通空调水系统控制模式及节能效果

2.1恒定供水压力控制模式

逻辑控制器是一种基于逻辑运算的控制系统，可以根据输入信号的状态进行逻辑运算，然后输出相应的控制信号。在水系统中，逻辑控制器可以根据末端负荷的变化，实时调节阀门的开度，控制水的流量，以确保系统的水流量随着末端负荷的变化而变化。具体来说，逻辑控制器可以采用反馈控制的方式，即根据末端负荷的反馈信号实时调节阀门的开度，以控制水的流量。当末端负荷增加时，逻辑控制器会相应地增加阀门的开度，以增加水的流量；当末端负荷减少时，逻辑控制器会相应地减小阀门的开度，以减少水的流量。通过这种方式，可以保证系统的水流量随着末端负荷的变化而变化，同时又能保证供水管路的压力恒定。

2.2控制网络优化

控制网络的拓扑结构需要在保证扩展性与灵活性的基础上，最大程度地简洁与清晰，无论是处于RS485总线还是LonTalk总线的控制网络环境下。复杂的网络布局，尤其是具有较多分支和分级的网络布局，会增加管理的难度和系统的成本，同时可靠性也会受到影响。在实际工程作业中，应根据具体情况选择合适的网络拓扑结构，以满足工程的要求。对于RS485总线控制网络，建议采用星型或总线型拓扑结构。星型拓扑结构简单明了，易于管理和维护，但扩展性不如总线型拓扑结构。总线型拓扑结构扩展性较好，但在节点较多时，需要采用信号衰减器等措施保证信号传输质量。对于LonTalk总线控制网络，理论上可以构成任意拓扑结构的网络布局，但实际工程作业中需要注意安全风险和成本投入。建议采用星型或总线型拓扑结构，同时可以适当采用网络分级的布局模式，以提高可靠性和可管理性。

2.3正确使用热回收装置

设计者在进行暖通空调水系统设计的过程中，应正确认识热回收装置对于建筑供暖效果的作用，暖通系统在实际的工作过程当中会产生不少热量，为做好节能工作，设计者应当充分发挥空调余热的作用，通过对发热的流体差异、状态差异等进行充分的考虑，来设置相应的热回收装置，确保在应用的过程中余热能够与空调的总热量之间实现相互交换，更好地为整个建筑提供热能。在设计的过程中，应当充分地考虑室内的环境温度变化与湿热变化的需求，在供暖的过程当中实现系统节能的目标。暖通系统在实际的供暖过程当中会排出一定量的气体以确保室内的空气交换，这部分气体携带着大量的热量，在一定程度上造成了很大的能源消耗。在实际的设计过程当中，设计者应当加强对风负荷的热能回收，利用自然界当中的可再生资源促进空调当中的热能交换，提高系统内部的工作效率。

2.4水冷式自然冷却系统

水冷式系统通常采用冷水机组和板换的并联形式来满足过渡季节和冬季的供冷需求。在过渡季节和冬季，室外温度较低，冷却水温度也会下降，可以利用低温的冷却水经过板换换热后末端供冷以节省运行费用。当室外温度降至设定值时，冷水机组关闭，冷却塔的冷却水管道和用户末端管道切换到板换两侧，由板换代替冷水机组，将来自末端设备的冷冻水降温，再送至末端设备中。这种并联形式的水冷式系统具有节能、灵活性高等特点，能够更好地满足用户的需求。对于北方地区的水冷式系统，在冬季由于气温较低，容易出现冷却水管道结冰的情况，因此需要配置防冻保护措施。其中一种常见的措施是在冷却塔集水盘和户外冷却水管道上增加电伴热装置，以保持管道温度在一定范围内，避免结冰。此外，还可以采用给水管道排空、加装防冻剂等方式，来保护水冷式系统的正常运行。

2.5重视加强空调内部的水循环

空调内部的水资源在循环的过程当中会携带大量的热量，水资源在系统内部的循环会影响空调的使用效率。一方面体现在水资源循环系统当中管道的连接方式上，管道的连接方式决定着水资源的循环路径，在水压、温度等方面都起着不一样的作用；另一方面体现为水质会对水循环的效率起着一定的作用，较硬的水质在循环的过程当中会在管道中积累一定的水垢，造成一定的管道阻塞，对之后的水资源循环起到一定的阻碍作用。工作人员应当做好管道的设计方案，选择好管道的连接方式，应用最佳的管道设计方式，促进水资源在空调内部的循环，加强水资源的热能传递。

2.6冰蓄冷系统

蓄冷空调系统是一种利用夜间电力低谷时段制冰贮存冷量，在高峰时段释放冷量供给空调系统使用的技术。具体来说，该系统在低峰时段使用电力制冰，将冷量贮存在蓄冰槽中，然后在高峰时段通过水循环将蓄冰槽中的冷水引入空调系统中，以供给空调系统使用。这样就可以充分利用夜间的低谷电力，降低系统在高峰时段的用电峰值，从而实现节能减排的目的。此外，蓄冷空调系统还具有稳定性好、运行成本低等优点，得到了广泛应用。

2.7变频节能技术

变频节能技术具有众多优点，因其优异性能在诸多领域中获得广泛使用。以往在设计暖通空调系统时会出现部分冗余问题，导致满负荷环境下相关设备无法正常运行，同时在气候条件、建筑物使用情况、实际需求等因素的影响下负荷会发生变化，影响暖通空调的工作效果，为实现暖通空调的节能环保作用，需要将变频节能技术进行合理应用，有效降低暖通空调系统运行的能耗，可以根据真实的需求选择适合的运行模式，降低暖通空调系统运行成本。暖通空调系统运用变频技术还可以弥补系统的不足之处，以此满足实际需求。

2.8暖通空调中橡塑保温材料的应用

暖通空调通过选用磁悬浮机组、增加制冷机房自控系统、水泵冷却塔改造等措施，可实现节能减排设计，但是需要注重系统设计和选材。由此，橡塑保温材料应运而生。在常规节能改造措施外，在暖通空调管道套上橡塑保温材料，不仅可以保温、绝热、防火、抗腐蚀、耐老化，还不含甲醛、苯、纤维等有害物质。橡塑保温材料的泡孔细密均匀，当平均温度为0℃时，导热系数降低，橡塑的湿阻系数构成一个“内置”防水屏障，能有效防止水蒸气渗透，保证材料的低热导率稳定，长期运行不仅能有效实现环境保护与节能减排，还可以满足用户需求，降低用户资源消耗，达到节电节能的效果。

3结语

综上所述，在建筑工程建设中，随着暖通空调系统的不断深入应用，以及环保节能技术的发展，社会生产生活环境得到了一定程度的改善，实现了国家建筑工程建设的节能减排，使国内建筑事业在生态、环保方面也得到了进一步的发展。因此，需要在暖通空调系统中积极应用节能环保材料和技术，推动建筑事业的可持续发展。

参考文献

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