暖通空調中的水系統調節(jié)與水系統節(jié)能控制

王偉忠

山東海筑暖通工程有限公司 山東濟南 250000

暖通空調的耗能主要來自水泵風機與制冷機，其中制冷機的耗能約占總耗能的60%。暖通空調的水系統體調節(jié)方法的不科學性、不適用性與不合理性使暖通空調的節(jié)能目標遲遲無法達到。

1 暖通空調中的水系統調節(jié)

1.1 系統水力平衡調節(jié)概念

在用戶的暖通空調使用過程中，可能出現熱水供熱系統和空調冷凍水系統中熱、冷實際流量與設計流量不一致的情況，這種情況即被成為水力失調。而將用戶熱、冷實際流量與設計流量把控調整到一致的平衡狀態(tài)則被稱為暖通空調水力平衡的調節(jié)。系統水力失衡可分為動態(tài)和靜態(tài)兩種。靜態(tài)的水系統失調主要是因為暖通空調中某些環(huán)路存在壓頭，在環(huán)路的阻力過小時，那這些環(huán)路的實際流量將會超過設計流量，就會引起冷熱不均現象產生。動態(tài)的水系統失調主要是暖通空調中某些環(huán)路的水量發(fā)生變化時，導致系統壓力分布發(fā)生改變，從而影響到其他環(huán)路。系統水平衡的調節(jié)原理就是針對動態(tài)與靜態(tài)兩種失衡狀態(tài)而展開的工作，克服水力失調，達到節(jié)能減耗[1]。

1.2 系統水力平衡調節(jié)分類

暖通空調的系統水力平衡調節(jié)主要可分為3個類型，分別是靜態(tài)水力平衡、動態(tài)水力平衡和全面水力平衡。靜態(tài)水力的失衡情況是系統本身所固有的、是根本性的，具有穩(wěn)定性。所以，靜態(tài)水力平衡主要依靠增設水力平衡設備，在進行初期的調控時對空調的管道阻力比值進行調節(jié)，使其與原始設計的比值一致，從而使系統的實際流量與設計流量一致，達到系統水力的平衡要求；動態(tài)的水力失衡不是系統所固有的，是變化著的，在系統的運行過程中產生。動態(tài)水力平衡主要是增設空調管道的動態(tài)水力平衡設備，利用屏蔽作用，使系統間互不干擾，實現動態(tài)的水力平衡；全面水力平衡就是為了消除動態(tài)與靜態(tài)水力失衡，使空調系統到達全面水力平衡的狀態(tài)。

1.3 系統水力平衡調節(jié)作用

暖通空調的系統水力不平衡狀況是長期存在的，而水系統的不平衡狀況會增加空調能源消耗，與此同時，系統水平衡也是空調節(jié)能措施能被實施的重要基礎。所以，暖通空調水力平衡調節(jié)能有效地降低空調對熱能源的消耗，保證其他節(jié)能措施的有效實施，達到節(jié)能減排的效果，為用戶提供更優(yōu)質的使用環(huán)境，保護環(huán)境[2]。

2 暖通空調中的水系統調節(jié)解決措施

2.1 健全水系統調節(jié)方法

（1）靜態(tài)水系統失調。靜態(tài)水系統失調是暖通空調中所固有的，是不可避免的存在，其解決的依據主要是調節(jié)通風管道的阻力，讓管道間受到的阻力值與原始設計的一致。靜態(tài)水系統失調調節(jié)的方法需要注意的是水力平衡設備的安裝，在進行安裝時需要嚴格計算出管道間存在的阻力值，把設備安裝在最合適的位置，發(fā)揮最大的功效。（2）動態(tài)水系統失調。動態(tài)水系統失調具有一定的變化性，不是系統原始就存在的問題，但卻是比較難以解決的問題。動態(tài)水系統失調主要依靠安裝動態(tài)水力平衡設備來解決，其工作原理是解除管道間相互影響、相互干擾的關系，使管道能各盡其用。在這里要注意動態(tài)水力平衡設備的作用點，要將該作用點放置在管道間發(fā)生影響的位置，這樣才能達到調節(jié)的效果[3]。

2.2 改進水系統調節(jié)設計

就靜態(tài)水系統與動態(tài)水系統的水力平衡設備而言，若需要充分發(fā)揮設備的調節(jié)功效則需要改進調節(jié)的設計方法。改進調節(jié)設計要注意把握管道間的阻力值與壓力值的分布關系，將設備裝置在數值變化較大的管道交接處。設計調節(jié)系統考慮空調的內部整體回路，精細規(guī)劃各個組合材料的結合，力求不同情況可隨時切換調整。管道間的交接處及末端換熱設備一般都會出現壓力過大或阻力值過大的問題，將水力平衡設備放置于該處在進行壓力值與阻力值的分析之后能將各數值調節(jié)到一個平衡的狀態(tài)。水系統調節(jié)的優(yōu)化設計應當利用分散壓力與減小阻力的工作原理，將設備的調節(jié)設置為自主調節(jié)的狀態(tài)，以阻力與壓力值為參考，進行自主調節(jié)和自主設計。

3 暖通空調中主機節(jié)能的控制

3.1 變頻調速技術改變轉速

變頻調速技術的工作原理是通過改變供電機的供電頻率，改變電機的原始轉速，從而改變負荷的轉速。變頻調速的雙恒壓供水設備通常都在低恒壓的狀態(tài)，水泵的運行效率遠達不到要求，還會使耗能增加。變頻調速技術在應用方面能提高水泵的轉速，改變負荷狀態(tài)的水泵運行效率。在使用上能根據水泵運行的最低與最高效率做出自主調節(jié)，在不影響運轉的情況下調節(jié)速率，使單位時間內水泵的運轉達最高水平。變頻調速技術的使用在很大程度上降低了暖通空調的能源消耗，使水系統達到一定的平衡狀態(tài)，提高了空調的運轉效率，減少了系統耗能，優(yōu)化了空調內部空間結構設計。

3.2 優(yōu)化精細系統流量計算

優(yōu)化精細系統的流量計算主要采用分流制、截流式合流制兩種方法來進行。分流制主要是對暖通空調中的熱、冷兩種水流量進行分流，針對熱、冷水流量的不同形態(tài)及流量需求進行細化的計算，利用水系統的自主流動功能對水流量進行分流計算。截流式合流制的方法需要應用在暖通空調的管道內部，在空調的管道內部中將水流方向一致和水量大小不一的水流量采取截流、合流的方法。截流式合流制的方法能明確的分辨水流的特征，這樣能讓水系統間的流量得到精確的控制，從而降低空調的能源消耗。

4 結語

暖通空調的水系統調節(jié)與水系統節(jié)能的控制是實現暖通空調減少耗能效果的關鍵。調節(jié)水系統的水力平衡有利于達到用戶熱、冷實際流量與設計流量的平衡效果，而水系統設備節(jié)能的控制則會減少暖通空調的能源消耗，提高空調系統的工作效率。