探究中央空调冷冻水系统的节能与治理

摘要：在中央空调系统中，冷冻水系统负责输送冷量的重要工作供冷系统.行能效对系。目前冷冻水系统的调节方法都非常繁琐，需要消耗大量的人力和资源来进行，而调整的结果都不尽如人意，因此，建立一种和谐和方便快捷的冷冻水系统调节方法是很重要的，和在中央空调系统中达到节能与管理。

关键词：中央空调，冻水系统，节能控制，维护方法

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、中央空调冷冻水系统的组成结构及工作的原理

通常，一个完整的中央空调系统主要由冷冻水循环系统、冷却水循环统、盘 管风机系统、冷却塔风机系统以及相应的控制系统组成。

1.1冷水机组系统 冷水机是一种物理机器，是空调制冷系统的核心设备之一。冷水机组是以多台压缩机并联工作的形式优化了冷水机组的工作结构，从而达到高效的制冷量输出。冷水机组主要由冷凝器、蒸发器等其他部件组。

1.2冷冻水循环系统 该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。低温的冷冻水从主蒸 发器流出，由泵加压送入管道，与室内空气进行热交换 后，使房间内温度降低，最后冷冻水回到蒸发器。

1.3冷却水循环系统 该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷却水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。

2.冷冻系统的工作原理

中央空调冷冻水系统，是通过水泵来完成冷冻水的输送，通常系统的设计是根据最大负荷来选择的，然而实际工作的年平均负荷远远比系统的设计负荷能力。传统的流量控制大多是采用调节阀门开度的方法来实现的，此方法会引起大量的能量消耗在阀门上，导致了能源的浪费。若利用变频器控制泵的运转，利用频率的变化调节电动机的转速来控制冷冻水的流量，则不仅能够灵活的按照实际的负荷情况调整流量，方便的实现恒温控制，又可以减少能源的浪费。

二 冷冻水系统节能整合运行的意思

中央空调冷却水系统中的设备主要包括冷却水泵和冷却塔，相比较于中央空调主机能耗，冷却水泵和冷却塔的总能耗较低，但中央空调冷却水系统的运行参数对于中央空调主机的能效影响很大，因此，中央空调冷却水系统节能优化运行需要综合考虑冷源系统各设备在特定运行条件下的总体能耗。

冷却塔能耗在中央空调冷源系统中所占的比重较小，但冷却塔散热能力的好坏对于冷水机组能耗影响较大。冷却塔的节能也是通过对冷却塔风扇变频或改变冷却塔运行台数实现的，其冷却效果与冷却水的流量、外界空气的温湿度有很大的关系，相同冷却水流量下，冷却塔的冷却效果不同会导致冷却水回水温度的差异，从而影响主机能效。

三 冷冻水系统调整的方法

目前工程上供热管网的初调节的方法有比例调节法、补偿法、温度调节法等，

比例调节法和补偿调节法使用较多。由于冷冻水系统的水力特性与供热管网相似，因此，可借鉴供热管网的初调节方法。下面简单介绍几种调节方法及存在的问题。

3.1比例调节法

比例调节法的调节原理是依据两个用户之间的流量比仅取决于接近干管的上游用户之后管段的阻抗，而与上游用户和制冷机房内的阻抗无关。也就是说，对系统上游用户的调节，将会引起该系统下游用户之间的流量成比例变化。对调节支路按水力失调度从大到小进行排序，排序结果作为调节的先后顺序。将流量比最小的支路设为参考支路，调节时将需要调节的支路流量比调到参考支路的流量比的95%，依次从远端往近端调节。将每个支路调节成相同的流量比，然后通过干管阀门控制将各个支路都调节设计流量。这种调节方法需要时时监测两根支路的流量，操作复杂：调节前必须对每个平衡阀进行测试，必须使用两套仪器，配备两组测试人员，时时监测时时联系；几乎每个平衡阀都要调两次。而当支路间耦合性较强时，调节某个支路的流量是会引起其他支路流量的变化，因此实际调节时还需要反复调节，非常繁琐。

3.2 回水温度调节法

当管网用户入口没有安装平衡阀；或当入口安装有普通调节阀但调节阀两端的压力表不全；甚至管网入口只有普通阀门时，可以采用回水温度调节法来进行调节。这种方法只适合系统投入运行后，按照建筑负荷需求来调节。调节时监测调节支路的回水温度，当回水温度为设计温度时，支路调节完成。

四 冷冻水控制系统节能原因

冷冻水系统的功能是作为载冷剂，用制冷主机输出，然后由冷冻水泵输送打牌各个房间风机盘管中，假如水泵转速过高，冷冻水还未得到充分散热就已经返回，这样会造成冷冻水循环过快，不能实时根据房间负荷随时调整水泵转速，导致电机水泵机组做大量的无用功，增加电机能耗。所以采用变频调速――变流量控制冷冻水，将其与智能控制技术相结合，根据空调末端对冷负荷的需求来调整电机转速，以此实现节能控制。变流量控制原理与如图2.5

4.2变水流量控制特点

变水流量控制与传统的定流量系统相比是相对比较先进的节能控制技术，它具有以下的几个特点：

（1）在负荷变化时能实时的调节系统水流量，实现供冷量跟随负荷的需求同步变化，在负荷变化时能确保中央空调系统实现最大限度的节能。尤其在只需要部分负荷时，因空调区域对供冷量水流量的需求比较小，节能效果会更加明显。

（2）变流量控制系统的一个思路就是在按照实际要求以最佳运行参数去控制中央空调系统的运行，特别是当空调系统负荷发生变化，空调系统运行参数产生偏离最佳设计参数时，通过调控可以保持主机一直处于高效运行状况下。

五 冷冻水变水量控制方法设计

在冷冻水循环系统中，一般的设计供水温度为7℃，回水温度为12℃，冷冻水泵的作用是保持冷冻水在系统中不断的循环，其转速决定了水流量的大小[。冷冻水供水温度是由冷水机组提供的制冷量和水流量以及回水温度所决定的，现代先进的冷水机组控制技术可以很好的实现供水温度恒定在7℃，所以在水流量不变的状态下，冷冻水回水温度的高低就可以反映空调房间负荷的大小。

在变流量冷冻水循环系统中，首先保证冷水供水温度不变，并设定冷水回水温度为12℃，然后通过温度传感器对实际的回水温度进行检测，并与设定值进行比较。若实际的回水温度比设定值大，说明空调末端负荷加重，此时应该增大冷冻水泵转速，增加系统水流量直至回水温度恢复到设定值，这样就使系统供冷量相应的增大，以满足负荷对冷量的需求。同理，若回水温度实际值比设定值小，说明空调末端负荷减小，这时要减小冷冻水泵转速，减少系统水流量直至回水温度恢复到设定值，使系统对供冷量供给减小，同样能满足负荷对冷量的需求。水泵转速通过在水泵处安装与其功率匹配的变频器实现控制，变频器对水泵电机输出频率是由回水温度决定。

五 智能中央空调系统维护方法

5.1中央空调水系统的维护

（1）使用清水对系统进行冲洗，并开泵运行, 如发现循环冷却水系统浊较高，则排水置换，以清除水系统中的杂质与悬浮物。

（2）通过冷却塔进行投药，连续运行两天的时间以上，并禁止排水，已达到清除系统中的菌藻及净化金属表面的作用，并使预膜在金属表面形成保护膜，从而达到预防腐蚀的目的。投加杀菌灭藻剂，周期为二到三周投放一次。投加杀菌灭藻剂时，应先对冷却塔塔池进行清理, 待大量排污后, 再投入杀菌灭藻剂，并保持6-8小时不进行排污。

六 结束语

本文所建立的冷水机组模型中的各系数是利用历史运行数据通过参数辨识获得的，各系数在系统运行的过程中不会根据误差进行自适应调整，空调水系统越来越复杂，只有在系统的水力平衡时，主机和控制系统才能实现高效的节能。如果能够获得更为简单的模型，同时在要求时间内完成模型各系数的修正，控制所产生的节能效果将更加显著。