摘要：空调制冷设备的优化是近几年来频繁引起人们议论的重要内容，为了可以进一步提高空调制冷设备的工作效率和制冷效果，工作人员以空调制冷设备中的水系统作为切入点，对其进行技术的改进和优化，并且取得了良好的成效。针对这种情况，笔者将以空调制冷设备中的水系统为例，对其工作原理和优化策略进行详细的阐述和分析。
关键词：空调制冷机房；水系统；优化控制
在人们日常生活中，空调制冷设备是必不可少的设备构成，能够改善空调制冷效果。基于系统稳定运行与节能要求，很多空调制冷设备的生产设计企业都针对其水系统运行的现状进行了相应的优化和改善，以求达到最佳的制冷效果，为人们在炎热的夏季提供更加舒适的居住和工作环境，因此，相关人员应对空调制冷机房水系统进行重点讨论。
1 空调制冷机房水系统节能要求
制冷机房能耗约占中央空调系统总能耗的75％，在制冷机房中，制冷机组的能耗约占65％，循环水泵的能耗约占35％，由于制冷技术的发展制冷机组的COP得到很大的提高，若要通过提高机组的效率实现制冷机房能耗的降低变的愈发困难，尽管循环水泵能耗约占制冷机房总能耗的35％，但由于循环水泵往往是根据最大负荷设计的，对应的是系统满负荷状态点，而一天内负荷的变化范围较大。负荷达到75％以上的时间不足50％，当冷冻水、冷却水供回水温差一定时，随着负荷率的下降，冷冻水、冷却水量也会呈相应比例的减少，目前制冷机房多采用制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵单独变频控制。这种控制方式可以降低水泵的能耗，但有时也会出现由于水泵变频引起机组能耗的增加，造成总能耗的增加。若能够实现合理的控制，制冷机房具有很大的节能潜力。
2制冷机房运行参数测试与分析
为了分析冷冻水泵、冷却水泵变频控制对机房能耗的影响规律，分别测试了不同负荷率下冷冻水、冷却水定流量，冷冻水定流量、冷却水变流量，冷冻水变流量、冷却水定流量这3种控制模式下的运行数据。采用各负荷率下能耗的加权值、负荷加权值计算制冷机房一天的效能比，不同负荷率的运行时间也存在较大的差异。
不采用变频、冷冻水泵变频、冷却水泵变频3种控制策略下COP会随负荷率而变化。无论是否控制随着负荷率的降低机组的COP呈先增大后减小的趋势，当负荷率达到70％时，机组的COP达到最大值，同一负荷率下，采用变频控制与不采用变频控制相比，机组的COP发生了变化，采用冷冻水泵变频与不采用变频控制相比机组的COP略有上提高，但增幅不大，采用冷却水泵变频与不采用变频控制相比，机组的COP出现大幅度的下降且随着负荷率的降低机组COP的下降幅度也进一步增加。
不采用变频、冷冻水泵变频、冷却水泵变频3种控制策略下制冷机房能耗随负荷率的变化情况无论是否采用变频控制，随着负荷率的下降，系统的总能耗呈下降趋势，与不采用任何形式的变频控制相比，采用冷冻水泵变频控制系统能耗要低于不采用任何形式控制系统的能耗。采用冷冻水泵变频控制，当负荷率在80％一100％时采用冷却水变频控制系统的能耗要高于不采用任何形式控制下系统的能耗，当负荷率在50％～80％时采用冷却水变频控制系统的能耗低于不采用任何形式控制下系统的能耗。
综上所述，冷冻水泵变频控制机组的COP呈下降趋势，对总能耗降低呈正影响，冷却水变频控制当负荷率较小时，冷却水泵功率占系统总功率的比例增加，由于水泵变频带来能耗的降低值要大于由于冷却水变流量引起的机组能耗的增加值，水泵功率占系统功率的比例越大，采用变频控制的价值越大。当负荷率较大时，冷却水泵功率占系统总功率的比例较小时，冷却水泵变频降低的能耗不足以抵消由于冷却水变流量引起的机组能耗的增加值，造成冷却水泵变频控制对系统总能耗的降低呈负影响。若实现机组与冷却水泵联动控制，使冷却水泵与机组的能耗之和最小加上冷冻水泵的单独变频控制，可以大大降低整个制冷机房的能耗。
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3 空调制冷机房水系统综合优化控制策略
3.1 流量控制
由于空调机组在运行过程中所体现出的一些水力特征主要体现在制冷机箱以及二通调节阀等构件上，如流量特征以及阻力特征等等，因此工作人员可以将其作为优化水系统基本性能的切入点，先设定理想状态下的水系统流量标准，再根据此标准对空调箱组以及其内部结构中的二通阀进行相应的调整和优化，由于二者之间在实际应用中是串联的关系，因此工作人员在选择调节阀的具体型号时，需要重点考虑到水系统中的盘管在使用时所产生的热量，根据相关试验数据信息统计结果我们可以得知，水系统中盘管所产生的热量与流量变化量之间是非线性的关系，因此工作人员可以通过选择具有较强百分比特性的调节阀来与空调箱组进行安装，以此来更好地补偿水系统内盘管的热能特性，从而达到优化水系统流量调节效率和质量的最终目标，实现水系统基本性能质的飞跃。
3.2 水温控制
第一，在水系统的运行过程中，空调制冷系统会承受一定的负荷，在这些负荷的作用力下，水系统的运行效率和室内温度与湿度都会受到一定的影响，因此工作人员可以通过适当地去除机房内水系统中的相对湿度来有效地提高水系统的运行效率，从理论上来说，水系统的热交换率和接触系数都会在不同程度上影响水系统的除湿量，工作人员可以根据不同空调制冷机械的规模、型号、工作要求等内容对相应的水系统除湿量进行推算，并且按照推算结果进行除湿，从而更好地确保水系统内部水温的恒定性，使空调制冷能达到最佳的效果；第二，由于水系统中水温的状态变化是瞬息万变的，因此工作人员很难仅凭人工数据记录对其进行调节，对此工作人员可以引进先进的变频水泵作为调节器来加强对水系统内水温的控制力度，变频水泵可以根据建筑物对空调制冷水系统所施加负荷作用力的大小变化来相应改变自身水泵的频率，从而进一步满足人们对于制冷机组的要求和标准，加强制冷效果，为人们在炎热的夏季提供更加舒适的环境。
3.3 节能优化
第一，提高水系统中压缩机的转换效率，将制冷机械所消耗的电能在最大限度上转换为推动水系统正常运行的动能，随着水系统电能转换效率的提升，空调运行所消耗的电能也就随之降低，在保证制冷效果的前提下，实现对空调节能减排性能的优化；第二，对水系统内出风口的位置和方向进行优化，合理地设计出风口的方向也可以在一定程度上提高该空调制冷设备的节能性，针对这种情况，工作人员可以根据空调设备水系统的实际运行情况适当地减小其内部的冷凝压力值，从理论上来看，空调制冷设备内部的水系统在运行时所承受的压力主要包括主机和其他附属机械设备的做功压力，在这些设备的运行过程中会产生大量的能源消耗，因此工作人员需要从减少空调制冷设备中水系统的压力功耗入手，对水系统的节能环保性能进行大幅度的优化和改善，从而更好地为人们提供制冷服务。
4 结语
通过上述分析可知，采用冷冻水泵变频控制，机房的COP略有提高，整个机房的能耗在不同负荷率下均低于不采用变频控制时的能耗。采用冷却水泵变频控制，机组的COP低于不采用变频控制时机组的COP。当负荷率在80％～100％时冷却水泵能耗占比叫小，冷却水泵变频降低的能耗小于由冷却水泵变频引起的机组能耗的增大值；当负荷率在50％一80％时冷却水泵的能耗占比增加，冷却水泵变频降低的能耗大于由冷却水泵变频引起的机组能耗的增大值。采用冷却水泵与机组的联动控制，可以在冷冻水泵变频控制的基础上进一步降低整个控制机房的能耗。在实际工程中，需要结合工程需求，确定最佳的控制方案。
参考文献：
[1]刘敏.浅谈空调制冷机房管道预制化的施工流程[J].科技风，2019（03）
[2]杨仕成. 中央空调冷冻机房节能控制系统设计[D].安徽理工大学，2018.
[3]王玉娟.空调制冷机房水系统综合优化控制策略研究[J].山东工业技术，2019（03）
论文作者:李小翠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
标签：水泵论文; 水系论文; 负荷论文; 机组论文; 机房论文; 冷却水论文; 空调论文; 《基层建设》2019年第16期论文;