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

武瑞庆

苏州格瑞尔净化科技有限公司 江苏苏州 215000

摘  要：随着全球气候变化和能源问题的日益严峻，暖通空调系统的节能减排成为建筑设计和运行管理中的重要课题。本文对暖通空调水系统控制模式及节能效果进行了浅析，旨在为提高暖通空调系统能源效率提供参考。

关键词：暖通空调；水系统；控制模式；节能效果

引言

    暖通空调系统是现代建筑不可或缺的一部分，为建筑提供舒适的室内环境。然而，暖通空调系统也是建筑能耗的重要组成部分，约占建筑总能耗的40%-60%。因此，提高暖通空调系统的能源效率，对于实现建筑节能减排具有重要意义。

1暖通空调节能减排设计的必要性

    暖通空调系统在建筑中发挥着至关重要的作用，也是能源消耗的主要来源。面对全球气候变化和能源资源日益紧张的挑战，实现节能减排已成为当务之急，暖通空调系统的能源消耗占据了建筑能耗的相当大比例，据统计，全球建筑能耗中有约40%来自于暖通空调系统的运行。而这种高能耗不仅对环境造成了不可忽视的影响，还增加了建筑运行成本，对可持续发展构成了威胁。暖通空调系统的高能耗也导致了大量的碳排放，燃煤、燃油等传统能源的使用不仅增加了温室气体的排放，加剧了全球气候变化，也对空气质量和生态环境造成了污染和破坏。

2碳中和理念下暖通空调节能设计的原则

2.1 因地制宜原则

在碳中和理念下，需要根据不同地区的气候条件、建筑类型和使用需求，采取相应的节能措施和技术。针对不同地区的气候特点，应选择适宜的暖通空调系统类型和工作模式。

2.2 可行性原则

在碳中和理念下，节能措施和技术应当具有可行性和实用性，能够在实际工程中得以有效应用，并取得可观的节能效果。需要对节能技术进行充分的技术评估和实地试验，验证其在不同环境和条件下的适用性和效果，只有经过实践验证，确保技术的可靠性和稳定性，才能够在工程实践中得到广泛推广和应用。

2.3 低碳节能原则

在碳中和理念下，强调采用低碳能源和减少碳排放的技术手段，以降低系统运行对环境的影响。采用清洁能源是实现低碳节能的关键。例如，利用太阳能、风能等可再生能源进行供暖供冷，或采用地源热泵、空气源热泵等高效能源利用技术，可以显著降低系统运行过程中的碳排放量。减少能源消耗也是低碳节能的重要途径。

2.4 可调节性原则

在碳中和理念下，强调系统在运行过程中具有灵活调节和优化的能力，以适应不同季节、天气和使用需求，实现能源的有效利用和节能减排。采用可调节的控制策略和装置是实现可调节性原则的关键，例如，通过智能控制系统实现温度、湿度、风速等参数的精确控制和调节，根据实际需求动态调整系统运行参数，提高系统的适应性和效率。加强系统的监测和调试也是实现可调节性原则的重要手段。

3暖通空调水系统控制模式及节能效果

3.1恒定供水压力控制模式

    恒定供水压力控制模式是传统的暖通空调水系统控制模式，tad基本原理是通过调节水泵转速或阀门开度，保持供水压力恒定，以保证末端设备的供水量和压力。该模式结构简单，易于实现和维护，控制精度较高，能够保证末端设备的供水量和压力，适用范围广，可用于各种类型的水系统。但节能潜力有限，容易造成能源浪费，无法根据室内负荷变化进行调节，灵活性差，运行成本较高，需要定期维护和检修。可应用于对供水量和压力要求较高的系统，如精密仪器冷却系统，系统规模较小、运行时间较短的系统，对节能要求不高的系统。可结合变频水泵、末端调温阀等技术，提高系统的控制精度和效率，采用分区域控制策略，根据不同区域的负荷需求进行调节，加强系统运行监测和管理，及时发现并解决问题。

3.2控制网络优化

    控制网络是暖通空调水系统的重要组成部分，负责采集系统数据、执行控制指令等，优化控制网络可以提高系统的控制精度和效率，减少能源消耗。采用先进的控制技术，如模糊控制、神经网络控制等，提高系统的控制精度和鲁棒性，可以采用优化控制策略，根据室内负荷变化、室外气候条件等因素进行实时调整，避免系统过耗，加强系统监测和管理，及时发现并解决问题，确保系统稳定运行。进行变频水泵控制时，可以根据室内负荷变化，自动调节水泵转速，减少水泵电耗。要进行末端调温阀控制时，根据室内温度需求，自动调节末端调温阀开度，避免室内温度过高或过低，进行分区域控制时，将系统划分为多个区域，根据不同区域的负荷需求进行控制，提高系统效率。冷冻水机组优化控制时，根据室外温度、室内负荷等因素，优化冷冻水机组的运行参数，提高机组效率。进行控制网络优化可以有效提高暖通空调水系统的能源效率，节能效果一般在10%-20%之间，控制网络优化是暖通空调水系统节能的重要途径。

3.3正确使用热回收装置

热回收装置是利用暖通空调系统中的废热，用于其他系统的加热或制冷，提高能源利用效率的装置，正确使用热回收装置可以显著提高系统能源效率，降低运行成本。选择合适的热回收装置，根据系统的具体情况，选择合适的热回收类型和型号，正确安装和调试热回收装置，确保热回收装置的正常运行。定期维护和保养热回收装置，确保热回收装置的效率和寿命，合理使用热回收装置，根据系统的实际需求，合理安排热回收装置的运行时间和方式。

3.4水冷式自然冷却系统

    水冷式自然冷却系统利用自然冷源（如室外低温空气、地下水、江河水等）进行制冷，减少或替代机械制冷，是一种节能环保的冷却方式。直接利用自然冷源对室内空气进行冷却，适用于气候寒冷地区，利用自然冷源对冷冻水进行冷却，再通过冷冻水对室内空气进行冷却，适用于气候温和地区。减少或替代机械制冷，降低能耗和碳排放，利用自然冷源，减少运行成本，自然冷源不受人为因素影响，系统可靠性高。水冷式自然冷却系统可应用于气候寒冷或温和地区的数据中心、医院、办公楼等建筑，对节能要求较高的建筑，靠近自然冷源的建筑。

3.5重视加强空调内部的水循环

    空调内部的水循环是指在空调系统内部，利用水作为载体，将热量从室内转移到室外，或从室外转移到室内。加强空调内部的水循环可以提高换热效率，减少冷冻水机组的能耗。采用高效换热器，提高换热效率，减少水侧阻力，水侧旁通，在换热器出口设置旁通管路，调节水流量，提高换热效率。变频水泵，根据室内负荷变化，调节水泵转速，减少水泵能耗，末端调温阀，根据室内温湿度需求，调节末端设备的供水量，避免过冷或过热，定期维护和清洗，保持水系统清洁，提高换热效率。

3.6变频节能技术

    变频节能技术是指通过调节电机转速，使电机工作在最佳效率点附近，从而提高电机效率、减少能源消耗的技术，在暖通空调系统中，变频节能技术主要应用于水泵、风机等设备。根据室内负荷变化，调节电机转速，避免电机空转或过载，减少能源消耗，降低电机运行噪音和振动，延长电机使用寿命，减少维护成本，能够根据实际需求，精确调节风量、水量等参数，提高室内温湿度控制精度。

4结束语

    暖通空调系统保证末端设备的供水量和压力，适用于对供水量和压力要求较高的系统，提高系统的控制精度和效率，降低能源消耗，利用废热，提高能源利用效率，也可以利用自然冷源，减少或替代机械制冷。提高换热效率，减少冷冻水机组的能耗，根据室内负荷变化，调节电机转速，提高电机效率，可结合内温湿度需求，调节末端设备的供水量，避免过冷或过热，可以减少热量传递，提高系统能源效率。

参考文献：

[1]包自洁.机电安装工程暖通空调新技术及发展趋势研究[J].中国住宅设施,2023,(11):169-171.

[2]李小勇.节能减排理念下绿色建筑暖通空调节能优化设计方法研究[J].佛山陶瓷,2023,33(08):57-59.

[3]魏敏.暖通空调水系统控制模式及节能效果浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(11):140-142.DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.202311047.

[4]李和军.暖通空调水系统控制模式及节能效果浅析[J].暖通空调,2022,52(S2):221-224.