中央空调循环水泵运行原理-中央空调冷却水泵节能循环运行控制设计国内研究

中央空调是大型商场、宾馆、超市、写字楼、工厂等许多用电场所里耗电最大的单元，在总电费支出中，仅中央空调就占去了60％左右，因此中央空调节电就显得尤其重要。但节电不是再生能源，而是提高用电效率，节电一定要有一个节电的空间存在。

大部分中央空调的主机有自动加载和卸载的功能，且主机有螺杆式、活塞式、离心式等多种机型，不全是平方转矩负载，对其进行节电改造投资大，投资回收期长，一般不改动空调的主机。

因此，中央空调的改造主要把目光集中在了循环系统上。如果对循环系统进行节电改造，使主机也能间接节电，将是一个很好的节能方案。事实证明，通过对冷冻泵与冷却泵的合理化控制，不但循环系统本身可节能30～60％，而且可以促进主机间接节能5～10％。

变频调速技术作为一种成熟的节能手段已在国民经济的各个领域得到了广泛的应用，利用变频调速技术空调通风系统进行节能改造、可以大幅度降低电力消耗，减少庞大的电费支出。我公司变频调速器对空调风机、冷冻水泵冷却水泵的节电率在30－60％，可大大地降低了企业的运营成本。

循环水冷却系统的系统控制与节能

（一）水输送系统节能

1.减少阀门使用次数，及时清洁过滤器

中央空调内非常重要的阻力零部件即为阀门与过滤器。因此，在中央空调正常运行管理过程中，还应及时定期做好过滤器的清洗工作，以防被沉淀杂质等堵塞，让水流阻力升高。此外，因阀门的主要职能即是调节与平衡各支路阻力，保证所有支路均有足够的水流量。而此过程中阀门的阻力又会增加水泵扬程与能耗，因此要尽量减少阀门使用次数，科学调节阻力频率。

2.取消冷却水池，降低水泵能耗

我国现有的中央空调的构造中均使用了开式冷却水系统，此系统内冷却水泵不仅需克服流动阻力，还需为冷却水高位输送提供足够能量。因此，降低中央空调能耗的另一可行措施即是取消冷却水池，将水管与冷却水泵入口直接相连，将原来的开式冷却水系统变换为闭式冷却水系统，那么冷却水泵也就需要在因为水位差而提供能量，最终降低水泵耗能。

（二）冷热源节能措施

1.精确计算，降低冷负荷

冷热负荷是制冷制热电器设备规格型号的选择依据，也是中央空调系统内最基本的数据值。若降低冷负荷，便能够缩小供热锅炉、空调箱等电器设备的型号，型号减小后，配电功率与耗电能会不断降低，进而减少成本投资。可见，降低冷负荷是可行的节能措施。而冷负荷的降低还需要技术人员综合考虑建筑窗户、外墙、设备负荷、冷负荷指标、灯光等多个因素，正确估算，保证中央空调在低效率、低负荷条件下运行，进而减少能耗。

2.科学配置冷热机组、降低空调能量

冷热水机组整年的运行负荷情况是中央空调设计与选择的关键。从生态环境保护视角，我国已有相关法律法规制度明确规定，冷热水机机组台数不能过多，需与中央空调的正常运行调节能力相匹配。如中央空调选择450RT机组，各机负荷比即为84.2%，如选择1000RT机组运行，各机负荷比为65.3%。可见，正确选择机组数量非常重要。那么工作人员在设计过程中，就应严格执行法律法规要求，以防机组过多或过少，若机组过多，还可能会降低单机容量，机组COP降低，能耗增加，同时也增加了配置的循环水泵，增加了并联水泵数量，最终所占机房面积非常大，增加了绝对故障点数量。因此，科学配置冷热机组是空调能量降低的有效措施。此外，还需防治错误使用多机头机组的方式，尽可能的降低启动电流，已达到降低空调能量的目的。

（三）正确使用冷却塔

冷水塔主要是指冷却水经由冷却塔，与空气换热的过程中，也在进行质量交换。冷却塔在建筑物中央空调内节能方面发挥了重要作用，现今得到广泛应用的是湿式冷却塔。整个运行过程中，冷却水经由冷却塔与外界空气同时完成了能量与质量的双重交换。因此，冷却塔有显热与潜热两类，若换热量均是水的潜热，冷却水将快速下降6℃，最终蒸发的总水量不及总供水量的1/100。此外，影响中央空调中冷却塔选择的因素较多，包括需冷却的热负荷、接近度、湿球温度等。因此，中央空调制冷空调系统中，应正确选择、安装、使用冷却塔，以求通过大气冷源，再由板式换热器间接制冷，从而降低能量。

（四）末端控制器智能化控制系统设计节能

我国对各个单位功率制冷与热量标准有严格规定，大多数中央空调末端装置均为FC，不少企业技术能力有限，一味加大风机与电机来满足冷热量指标，最终使得能耗功率持续增加，因此我国还应改进与优化产品能耗指标，要求中央空调末端控制器采用智能化控制系统设计节能。智能化控制硬件系统的组成模块为：GSM/GPRS射频模块、16C550串行接口、CPU中央处理单元、输入输出单元等，可科学调整室内送风量，调节室内温度，最终降低能耗。

系统中冷却塔、冷冻主机、冷却泵及冷冻泵应是一一对应开启的，应采用电动阀控制水流，不得让水流经过已停机部分的管道，而影响处理效率。开机的顺序是：电动阀、冷却塔、冷却水泵、冷冻主机、冷冻水泵，停机的顺序则相反，且冷冻机停机要提前半小时。30kW以上冷却水泵应采用软启动，多台并联，最好用变频控制，根据外界环境气候设定调节水泵功率，节能效果更好。冷却塔风机采用双速电机以及酌情适当调整风机叶片角度对于节能降噪有明显效果。

根据是否设置水池设置位置， 产生了循环水冷却系统的不同形式。循环水泵扬程的计算很主要，只需考虑沿程阻力、流出水头及冷却塔进出水位差即可，一般取25m左右，而与冷却塔位置的高度关系不大。冷却水泵的扬程H， 其计算公式如下：H=k(hf+hd+hm+hs+ho)

k为安全系数， 取1．1～1．2：h \hd为冷却水管路沿程阻力和局部阻力；h 为冷冻机组内冷凝器的阻力；h为冷却塔进出水位差；h。为喷嘴处的流出水头。