中央空调水系统节能设计探讨

编者按：水泵是空调系统的重要的组成部分，其耗电量非常大，占空调系统耗电量的15％-30％，这也意味着水泵节电的潜力巨大。变频技术的应用是水 泵节能运行的趋势之一，但某些局限性使其实际应用甚少。本文探讨在给定管网特性情况下，多台水泵并联设计，其运行中节能的可能性和实用性。在冷冻机房的设 计中，通常是选用多台相同型号的水泵并联运行，其中一台备用，为了达到水泵运行时节能的目的。提出大小泵匹配的方案。

空 调工程的电能耗量（采用电制冷方案）约占该建筑总耗电量的40％-50％，而空调水泵的耗电量又占空调耗电量的18％左右。对于空调水泵的设计选配，虽然 也有一些节电措施，但从现状看其工程实施和重要程度还远远不够，电能的浪费还十分严重，因此水泵的节电还存在着很大的潜力。

在目前空调水系统设计中，一般是选用多台相同的水泵并联，管网的性能按最大流量设计。

1 给定管路的流量与阻力分析

对于给定的管路系统，在流量变化时其阻力与流量的平方成正比，如下式：

H1/H2=Q21/Q22 (1)

在空调工程设计中，空调水泵扬程H一般按下式选取：

H=Ha+Hb+Hc+Hd（2）

式中 Ha表示冷水机组的阻力；

Hb表示制冷站内分支管路的阻力；

Hc表示制冷站内干管和制冷站以外管网的阻力；

Hd表示空调末端设备的阻力；

在 实际工程中我们所接触的水系统多为并联回路，水系统的水力平衡是保证其运行良好的前提，在设计中甚至有部分设计师采用加大流量的办法来抵消水力不平衡的影 响。其实，加大流量并不是一个好办法，它只不过是掩盖了水力不平衡的矛盾，在提高原来流量偏小的环路流量的同时也提高了原本偏大的环路流量，造成电能的浪 费，是不可取的。真正解决水力不平衡的问题还得通过在设计中水力平衡和运行中的调节。

2 水泵节能的设计的探讨

采用变频技术对水泵进行无级调速是一种行之有效的节电方法，也是水泵运行节能的发展趋势，但在实际工程工程中，由于价格较高、变速水泵工作点的变化及水泵的效率、水量变化与冷水机组匹配运行等问题，在实际中还运用不多。

本文主要探讨在给定的管网特性情况下，多台水泵并联设计，其运行中节能的可能性和实用性。在冷冻机房的设计中，通常是选用多台相同型号的水泵并联运行，其中一台备用，为了达到水泵运行时节能的目的。本文提出大小泵匹配的方案。

3 分析及看法

3.1 大小泵匹配的方案是节约能源切实可行的方法，简单、效果显著，对于中小型空调冷源系统十分适用。

3.2 设计时应计算分析管网特性和负荷特性，正确选用水泵的流量和扬程。

3.3 设计中应注意管网的水力平衡，避免在小流量运行地不利环路缺水。

3.4 空调水系统大小泵匹配节电是肯定的，但对于不同的方案节电幅度也不尽相同，它往往受到设备选型局限性的影响，并与空调负荷时间频率有关。对于冷却水系统因共用管路系统较少，节约电能幅度较少。