论文部分内容阅读
摘要：中央空调调节系统当中能耗最大的一个部分就是空调水系统，因此为从整体上提升空调系统的耗能效率，就需要充分结合当前空调水系统的实际工程技术应用情况，在原有的中央空调水系统技术基础之上进行完善和优化，优化和创新空调水系统节能技术，控制中央空调系统的耗能水平，从总体上提高中央空调系统的节能效率，实现节能减排的目标。
关键词：中央空调;空调水系统;变频节能技术;节能减排
引言
通过对当前我国以及世界范围内的能源利用情况以及环境进行调查和分析，可以了解到环境污染和能源紧缺已经成为了影响各国乃至全世界可持续发展的一个主要难题，因此，为了有效缓解能源紧张和环境污染等问题，国家和社会加大了对于节能减排的关注度。建筑中央空调系统作为一项耗能较大的工程，在实际应用过程当中需要在建筑能耗上进行控制，而在建筑中央空调系统当中耗能最大的系统就是空调水系统，与风道系统和控制系统相比较来看，中央空调水系统的整体耗能较大，因为建筑空调系统通常在负荷条件下运作，但是并不会达到满负荷条件，因此在设计中央空调系统方案的过程当中，需要全面地考虑到该建筑系统的负荷特性，从而设计具有针对性和可行性的方案，从而提升中央空调水系统的节能技术，这样才能够确保能够进一步优化和控制建筑中央空调系统，有效的提升建筑中央空调系统的能耗效率。
1中央空调水系统组成及工作原理
中央空调水系统主要由以下几个部分所构成：即供/ 回水管路、冷冻/ 冷却水泵、冷却塔、制冷機组以及末端装置等。通过制冷机组可以对中央空调系统运行过程当中进入中央空调水系统当中的蒸汽通过喷射式系统、蒸汽压缩式系统、吸收/ 吸附式系统等内部系统进行处理，最后将处理后的冷却水排出。制冷机当中的蒸发器会通过低压液态冷媒降低水的温度，从而使进入蒸发器内的水温急剧降低成为冷冻水，随后，冷冻水将会进入室内末端，风机盘管末端利用电动调节阀装置对冷冻水流量进行调节，风机盘管末端在对内部通过的冷冻水进行处理时通常会控制保持7～12℃的空气-水侧的换热温差，以此来满足房间锐宇空气温度和舒适度的基本需求。
2中央空调水系统变频节能技术原理
水泵是中央空调水系统当中耗能最大的一个组成部分，因此，要加强对于中央空调水系统的调节和控制，就需要将冷却水与冷却水水泵变频节能这一方面作为控制的重点，以此来实现空调水系统的变频节能功能。对比传统的空调水系统内部结构及运作情况可以了解到，在传统上对空调水系统进行设计的过程当中，通常是采用定频式水泵设计，即确保水泵在运作过程当中始终保持单一转速，利用这一设计能够有效的避免空调水系统在实际运作过程当中，内部管壁出现腐蚀以及冻结等现象，同时也充分的考虑到了空调水系统内部流速与换热系数等影响因素。
由于中央空调整体系统在实际运行过程当中是带负荷运行的，所以中央空调水系统变频节能设计需要充分的结合空调系统部分荷载运行这一特征，根据负荷情况对电机频率进行调节，从而有效地控制水泵频率，对中央空调系统进行节能控制，在确保空调系统正常运行的基础之上提升整个系统的运作效率，也能够有效的降低水泵能耗能。结合水泵的实际工作原理，可以列出流量Q、扬程H、转速n 与耗功p 之间的平衡式：
通过对上述平衡是进行分析，可以了解到水泵转速和水泵耗功与其流量之间存在着相互作用的关系，水泵转速降低对水泵耗功的影响程度较大，由此可知，通过变频水泵调节技术，能够通过降低水系统能耗来全面控制和调节中央空调系统的能耗。
3 空调水系统变频节能
温度变送器会对所经过的冷却水温度进行探测，冷却水温度达到相应的温度信号时，温度传感器就会将相应的温度信号传送至变频驱动模块，随后变频驱动模块将全面识别和判断所接收到的温度模拟信号，将该温度模拟信号传送至PLC模块，模块将会根据该流量值的大小设定相应的流量系数，流量系数设置完成后，水泵会根据该流量系数调整和控制水泵的开启数量。由于无法避免中央空调水系统在运行过程当中出现管道冻结或腐蚀等现象，所以在此前就需要在系统内设置相应的流量保护限制，当空调水系统所检测到的流量值低于流量保护现值时，立即启动强制升频措施，确保系统运行的安全性和稳定性。
4 工程应用
中央空调水系统节能方案设计需要充分考虑到系统运行过程当中外部安装环境以及机组性能的影响，从而根据该中央空调水系统的实际情况做出具有针对性的节能优化方案，这样才能够确保空调水系统节能方案设计的合理性和可行性，也能够有效地提升系统的综合效益。
4.1 项目概况
本次所研究的工程项目对象为商用写字楼建筑中央空调系统，该中央空调设备机房位于地下一楼，系统主要采用溴化锂吸收式系统作为制冷主机，其中央空调水系统结构详图如下图2所示。通过对下图中央空调水系统结构进行分析，可以发现该商业写字楼一共配置了两台冷冻水水泵，并且在周围设置4台冷却水泵，由于此前该商业写字楼所使用的中央空调水系统为传统水系统，因此水泵主要为定频运行，中央空调水系统在实际运行过程当中存在着损耗较大、启动电流大以及振动等现象，当启动定频水泵时，水泵频率会直接升高以达到工作频率，在这一过程当中，会导致水泵启动电流过大，甚至会超过电机额定电流，导致很难对中央空调水系统能耗进行调节和控制。
4.2 改造方案
在对商业写字楼项目中央空调水系统结构进行改造的过程当中，可以根据项目的实际情况设计不同的系统水泵和冷却塔数量组合搭配，通常来说，每个水泵配置一台变频驱动模块就可以确保空调水系统的控制效果达到最佳，但是这在一定程度上会增加系统的初始投资压力，因此，在实际改造过程当中，需要全面的结合该项目的经济效益、能耗情况以及实际运行过程当中的安全性等各项因素。通过对该商业写字楼项目的各项因素进行分析，从而确定出最终的系统节能改造方案如下：即每两台冷冻水水泵配置一台变频驱动模块，并且在配置变频驱动模块的过程当中，需要对整体的运行情况进行分析，以确保改造方案的合理性和可行性。
4.3 效益评价
在对某商业写字楼项目中央空调水系统进行改造后，收集中央空调水系统的运行数据，并与改造前的运行数据进行对比和分析，从而可以得出结论：在对中央空调水系统进行变频改造之后，有效地提升了整个系统的调节和控制效率，确保系统运行的安全性和稳定性，同时也能够有效降低运行过程当中的能耗，从总体上来看，具有较强的实用价值和推广价值。在对改造前后空调系统的性能进行对比时，主要是在确保空调系统日平均负荷率和气候条件相同的前提之下，对改造前后空调的运行性能进行对比，对比结果显示：在对中央空调水系统进行改造之后，系统所降低的耗能高达20%。
5 结语
建筑能耗是能源消耗的代表，而在建筑能耗当中主要是通过空气调节系统运行耗能，其中，空调水系统耗能最大。因此，为有效降低建筑系统的耗能，就需要加强对于空调水系统耗能的调节和控制，根据负荷情况对电机频率进行调节，从而有效地控制水泵频率，对中央空调系统进行节能控制，达到节能减排的目标。
参考文献：
[1]叶蕾，吴洁清，储琳.中央空调冷冻水系统节能设计及运行控制分析[J].能源研究与管理，2019（04）：108-111.
[2]谭激.大型公共建筑中央空调节能设计控制策略探析[J].智能建筑与智慧城市，2018（11）：44-45.
[3]饶光洋，曹伟忠.中央空调水循环系统节能设计[J].工程技术研究，2017（04）：4-6+36.
[4]曹华，张九根.中央空调冷却水、冷冻水系统的变频节能分析[J].电机与控制应用，2014，41（04）：62-66.
关键词：中央空调;空调水系统;变频节能技术;节能减排
引言
通过对当前我国以及世界范围内的能源利用情况以及环境进行调查和分析，可以了解到环境污染和能源紧缺已经成为了影响各国乃至全世界可持续发展的一个主要难题，因此，为了有效缓解能源紧张和环境污染等问题，国家和社会加大了对于节能减排的关注度。建筑中央空调系统作为一项耗能较大的工程，在实际应用过程当中需要在建筑能耗上进行控制，而在建筑中央空调系统当中耗能最大的系统就是空调水系统，与风道系统和控制系统相比较来看，中央空调水系统的整体耗能较大，因为建筑空调系统通常在负荷条件下运作，但是并不会达到满负荷条件，因此在设计中央空调系统方案的过程当中，需要全面地考虑到该建筑系统的负荷特性，从而设计具有针对性和可行性的方案，从而提升中央空调水系统的节能技术，这样才能够确保能够进一步优化和控制建筑中央空调系统，有效的提升建筑中央空调系统的能耗效率。
1中央空调水系统组成及工作原理
中央空调水系统主要由以下几个部分所构成：即供/ 回水管路、冷冻/ 冷却水泵、冷却塔、制冷機组以及末端装置等。通过制冷机组可以对中央空调系统运行过程当中进入中央空调水系统当中的蒸汽通过喷射式系统、蒸汽压缩式系统、吸收/ 吸附式系统等内部系统进行处理，最后将处理后的冷却水排出。制冷机当中的蒸发器会通过低压液态冷媒降低水的温度，从而使进入蒸发器内的水温急剧降低成为冷冻水，随后，冷冻水将会进入室内末端，风机盘管末端利用电动调节阀装置对冷冻水流量进行调节，风机盘管末端在对内部通过的冷冻水进行处理时通常会控制保持7～12℃的空气-水侧的换热温差，以此来满足房间锐宇空气温度和舒适度的基本需求。
2中央空调水系统变频节能技术原理
水泵是中央空调水系统当中耗能最大的一个组成部分，因此，要加强对于中央空调水系统的调节和控制，就需要将冷却水与冷却水水泵变频节能这一方面作为控制的重点，以此来实现空调水系统的变频节能功能。对比传统的空调水系统内部结构及运作情况可以了解到，在传统上对空调水系统进行设计的过程当中，通常是采用定频式水泵设计，即确保水泵在运作过程当中始终保持单一转速，利用这一设计能够有效的避免空调水系统在实际运作过程当中，内部管壁出现腐蚀以及冻结等现象，同时也充分的考虑到了空调水系统内部流速与换热系数等影响因素。
由于中央空调整体系统在实际运行过程当中是带负荷运行的，所以中央空调水系统变频节能设计需要充分的结合空调系统部分荷载运行这一特征，根据负荷情况对电机频率进行调节，从而有效地控制水泵频率，对中央空调系统进行节能控制，在确保空调系统正常运行的基础之上提升整个系统的运作效率，也能够有效的降低水泵能耗能。结合水泵的实际工作原理，可以列出流量Q、扬程H、转速n 与耗功p 之间的平衡式：
通过对上述平衡是进行分析，可以了解到水泵转速和水泵耗功与其流量之间存在着相互作用的关系，水泵转速降低对水泵耗功的影响程度较大，由此可知，通过变频水泵调节技术，能够通过降低水系统能耗来全面控制和调节中央空调系统的能耗。
3 空调水系统变频节能
温度变送器会对所经过的冷却水温度进行探测，冷却水温度达到相应的温度信号时，温度传感器就会将相应的温度信号传送至变频驱动模块，随后变频驱动模块将全面识别和判断所接收到的温度模拟信号，将该温度模拟信号传送至PLC模块，模块将会根据该流量值的大小设定相应的流量系数，流量系数设置完成后，水泵会根据该流量系数调整和控制水泵的开启数量。由于无法避免中央空调水系统在运行过程当中出现管道冻结或腐蚀等现象，所以在此前就需要在系统内设置相应的流量保护限制，当空调水系统所检测到的流量值低于流量保护现值时，立即启动强制升频措施，确保系统运行的安全性和稳定性。
4 工程应用
中央空调水系统节能方案设计需要充分考虑到系统运行过程当中外部安装环境以及机组性能的影响，从而根据该中央空调水系统的实际情况做出具有针对性的节能优化方案，这样才能够确保空调水系统节能方案设计的合理性和可行性，也能够有效地提升系统的综合效益。
4.1 项目概况
本次所研究的工程项目对象为商用写字楼建筑中央空调系统，该中央空调设备机房位于地下一楼，系统主要采用溴化锂吸收式系统作为制冷主机，其中央空调水系统结构详图如下图2所示。通过对下图中央空调水系统结构进行分析，可以发现该商业写字楼一共配置了两台冷冻水水泵，并且在周围设置4台冷却水泵，由于此前该商业写字楼所使用的中央空调水系统为传统水系统，因此水泵主要为定频运行，中央空调水系统在实际运行过程当中存在着损耗较大、启动电流大以及振动等现象，当启动定频水泵时，水泵频率会直接升高以达到工作频率，在这一过程当中，会导致水泵启动电流过大，甚至会超过电机额定电流，导致很难对中央空调水系统能耗进行调节和控制。
4.2 改造方案
在对商业写字楼项目中央空调水系统结构进行改造的过程当中，可以根据项目的实际情况设计不同的系统水泵和冷却塔数量组合搭配，通常来说，每个水泵配置一台变频驱动模块就可以确保空调水系统的控制效果达到最佳，但是这在一定程度上会增加系统的初始投资压力，因此，在实际改造过程当中，需要全面的结合该项目的经济效益、能耗情况以及实际运行过程当中的安全性等各项因素。通过对该商业写字楼项目的各项因素进行分析，从而确定出最终的系统节能改造方案如下：即每两台冷冻水水泵配置一台变频驱动模块，并且在配置变频驱动模块的过程当中，需要对整体的运行情况进行分析，以确保改造方案的合理性和可行性。
4.3 效益评价
在对某商业写字楼项目中央空调水系统进行改造后，收集中央空调水系统的运行数据，并与改造前的运行数据进行对比和分析，从而可以得出结论：在对中央空调水系统进行变频改造之后，有效地提升了整个系统的调节和控制效率，确保系统运行的安全性和稳定性，同时也能够有效降低运行过程当中的能耗，从总体上来看，具有较强的实用价值和推广价值。在对改造前后空调系统的性能进行对比时，主要是在确保空调系统日平均负荷率和气候条件相同的前提之下，对改造前后空调的运行性能进行对比，对比结果显示：在对中央空调水系统进行改造之后，系统所降低的耗能高达20%。
5 结语
建筑能耗是能源消耗的代表，而在建筑能耗当中主要是通过空气调节系统运行耗能，其中，空调水系统耗能最大。因此，为有效降低建筑系统的耗能，就需要加强对于空调水系统耗能的调节和控制，根据负荷情况对电机频率进行调节，从而有效地控制水泵频率，对中央空调系统进行节能控制，达到节能减排的目标。
参考文献：
[1]叶蕾，吴洁清，储琳.中央空调冷冻水系统节能设计及运行控制分析[J].能源研究与管理，2019（04）：108-111.
[2]谭激.大型公共建筑中央空调节能设计控制策略探析[J].智能建筑与智慧城市，2018（11）：44-45.
[3]饶光洋，曹伟忠.中央空调水循环系统节能设计[J].工程技术研究，2017（04）：4-6+36.
[4]曹华，张九根.中央空调冷却水、冷冻水系统的变频节能分析[J].电机与控制应用，2014，41（04）：62-66.