一次泵空调冷水系统的水力特性与节能分析

摘要：作为建筑结构耗能大户的空调系统，伴随着低碳生活和节能理念的日益落实和普及，这一技术逐渐得到人们的重视。在空调系统中，一次泵空调冷水系统作为主要的核心系统之一，通过对其进行研究和分析，它在水力特性和节能方面有着重大的优势，有效的使用了国家建设资源节约型社会的要求。本文从一次泵空调冷水系统的概念入手，阐述了其水力特性和节能型，以供同行参考。

关键词：空调系统；建筑节能；水力特性；管道

就过去多年的社会发展实践总结得出，空调系统占据着整个建筑能耗的一半以上，而水泵和冷水系统作为空调的核心设施，它有又占据着整个空调能耗的三分之一左右。尤其是在我国的南方地区，空调基本上常年处于开启状态，其停止时间不超过运行时间的十分之一，如果空调系统选择按照传统的运行方式控制，那么其在工作中必然会产生大量的能源损耗和浪费现象，给企业发展带来严重的不力影响。为此，目前社会发展中做好空调节能工作至关重要，已成为空调行业未来发展的主要方向之一。

一、一次泵空调冷水系统概述

在当今的社会发展中，变流量一次本系统可谓是最为常见的空调系统之一，它的出现掀起了空调领域的创新技术革命，也是节能创新的重要指导基础。新世纪以来，伴随着科学发展观为基础的建设节约型社会理念的提出，走可持续发展道路已成为我国长期建设的方针。这一方针的落实与提出已成为我国空调行业发展的指明了方向。

同时，伴随着经济的高速发展和人民生活水平的日益提升，空调的使用越来越广泛，已成为保证人们高质生活的必需品。但是，空调的普及也给我国能源带来了重大的压力，为我国的能源利用敲响了警钟。因此在目前的社会发展中，为了更好的普及空调系统，逐渐提出了以节能为观念的空调应用新技术，使得我国能源条件的基础上做好空调设备以及系统的节能，以保证空调系统的综合性与全面性发展。在当今的社会发展中，提高效应已经不再是一个口号，更不是一个空话，而是需要落实到工作实处的内容，是我们工作中每一个人都需要实际运作的工作内容。

一次泵空调冷水系统作为目前最为常见的空调冷水系统之一，它在应用中通常包含了定流量和变流量二中不同的系统，已经广泛的应用在公共建筑的空调工程系统，它的合理应用设计与有效管理是一个集中空调系统的节能理念，尽管这一技术在应用中对于一次泵空调冷水系统而言还存在着一定问题，它在运行中主要表现在水工工作量无法达到预计工作标准，温度得不到有效控制，从而造成能量浪费；同时对于其他的一些设备而言在应用中因为无法达到预计工作标准和要求，使得其在管理和工作的过程中还存在着严重的问题和缺陷。尤其是在末端送风系统中，管道的节能状况更加需要我们进行研究，以保证工作的顺利进行和开展。

二、一次泵水系统水力特性分析

1、末端全是空调机的情况

在当前的工作研究当中，我们采用电动二通阀来对这一系统进行控制和调节，通过改变二通阀开端的开关来控制水量和负荷的变化，从而使得工作内容达到一致。在目前工作中，我们需要确定整个空调系统的瞬间供应和管理，使得其相对水量上能够达到工作预计标准和要求。对于商业性建筑而言，其在管理的过程中更是要对于各个区域的管理控制负荷差进行管理，对差别不大的部位无需要认真研究，而对于那些差异较大的内容则需要认真分析与总结，以保证工作的正常开展。

2、末端为空调机与风机的管道组合分析

对于裙房为商业性用房而塔楼为办公楼/写字楼的建筑，基本上是采用空调机与风机盘管组合形式（裙房采用空调机，办公楼、写字楼为风机盘管）。在水系统中，一般将塔楼与办公部分单独分区，因此可以将它们看成2个独立的系统，可以分别对2个系统进行处理。对于风机的管道而言，它在应用的过程中与空调组成的水系统之间存在着一定的应力关系，其在系统负荷设计中更是存在着显著的关系和要求。

三、次泵水系统节能方式分析

就目前的一次泵空调冷水系统的节能工作分析，它在应用的过程中主要包含了两种不同的控制流程和水力特性，同时这两种形式的末端负荷变化时，水系统的水量变化相反。在此基础之上，为确保一次泵空调水系统的节能实现，下面通过2个方面进行阐述。

1、出口水温调节

在负荷减小且水泵运行台数不变时，单位制冷量的能耗增加，并且随着旁通水量的增加，能耗也随之加大，所以应设法减小旁通水量。并且旁通水量的减少，使冷水机侧的水鼍接近于用户侧的水量，使进入蒸发器的水温接近用户侧回水温度，可以提高冷水机的COP。当旁通水量较大时，可认为是用户侧流量偏小，此时可以适当提高冷水机出口水温的设定值，就会使用户侧水阀开度变大，流量增加，供回水温差减小，旁通的水量将会减少，进入蒸发器的水温升高，出口水温的设定值提高，冷水机的COP值也会增大，虽然水采的能耗并没有减少，但整个系统单位制冷量的能耗却减少了。随着用户侧水阀的逐渐开大，流量的不断增加，供回水温差会逐渐减小，当温差小于用户侧希望的最小温差时，此时表明供水温度过高，应降低冷水机的出口水温设定值。

2、水泵的变频调节

随着制冷机控制技术的发展，制冷机冷凝器与蒸发器内的水流量允许在一定的范围内变化，一般为设计流量的30%～130%之间，因此有人提出了对一次泵系统直接采用变流量的方式运行。

3、管道选择

根据前面的分析，不管水系统采用变频与否，均存在系统负荷降低或关闭冷水机组时，冷水相对于水泵过量情况存在，在这种情况下，旁通管的选择也是一个节能水系统的重要环节之一。在选择中需要从水系统变频调节的控制方式进行深入研究和管理，以后保证工作的顺利进行。有关研究表明，表明有86%以上的冷水机被用在2台以及2台以上的冷水机组组合的应用场合。

四、结语

1）对于末端为空调机（新风机）与风机盘管组成的水系统，整个末端系统的水力特性与空调机的水力特性曲线相符，即水量要比冷量减少的快。

2）在水泵所占空调水系统能耗比例大于0.3时，系统的水力特性越接近于空调机的水力特性时，采用水泵变频的方法节能效果是相当显著，节能幅度大于10%。

3）在水泵未采用变频时，可以根据单台冷水机水量的1.2～1.8倍来选择旁通管；水泵变频时，按单台冷水机流量的20%～100%来选择。其具体数值要根据整个系统的水力特性以及冷水机组的台数确定。

参考文献

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