淺談空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)策略

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1、淺談空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)策略深圳市新綸科技股份有限公司518107摘要：空調(diào)水系統(tǒng)有質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)兩種運(yùn)行調(diào)節(jié)方式。其中，質(zhì)調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)冷熱水溫度而保持其流量不變；量調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)冷熱水流量而保持其溫度不變。目前關(guān)于空調(diào)水系統(tǒng)兩種運(yùn)行調(diào)節(jié)方式綜合運(yùn)用策略的相關(guān)研究還較少，缺乏能夠系統(tǒng)地指導(dǎo)工程實踐的理論基礎(chǔ)和方法。鑒于此，木文主要分析了基于負(fù)荷特性的空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)策略，為工程技術(shù)人員提供參考。關(guān)鍵詞：負(fù)荷特性；空調(diào)水系統(tǒng)；運(yùn)行調(diào)節(jié)；策略1兩種調(diào)節(jié)方式能耗分析1丄質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)是根據(jù)室外溫度變化，通過調(diào)節(jié)供回水溫度，使系統(tǒng)冷熱供應(yīng)量與用戶負(fù)荷達(dá)到實時動態(tài)平衡，從而在滿足用戶舒適性要求的同時減少

2、系統(tǒng)能耗。1.1.1負(fù)荷率為明確實際工況下用戶所需冷熱量的大小，引入負(fù)荷率的概念。與此同時，可將負(fù)荷率定義為實際工況下用戶負(fù)荷與設(shè)計負(fù)荷的比值，可按式(1)計算。式中：Qt為負(fù)荷率；Q為不同室外溫度下的負(fù)荷，W；Q0為設(shè)計負(fù)荷,W；c為水的比熱容，J/(kg•°C)；G為水流量,kg/s；tg>th分別為實際工況下質(zhì)調(diào)節(jié)時供回水溫度，°C；tgo、thO分別為設(shè)計供回水溫度，°C。1.1.2實際工況下質(zhì)調(diào)節(jié)時供回水溫度的確定劉金平等通過數(shù)據(jù)擬合得出實際工況下質(zhì)調(diào)節(jié)時供水溫度tg與負(fù)荷率Qt的經(jīng)驗公式為：tg=23.8-17Qt(2)對于確定用戶，不同室外溫度下的負(fù)荷Q與負(fù)荷率Qt

3、關(guān)系為Q=blQt+b2(3)式中：bl、b2為與用戶結(jié)構(gòu)維護(hù)及室外氣象參數(shù)等有關(guān)的系數(shù)；實際工況下負(fù)荷可按式(4)計算。Q二cρql(th—tg)(4)式中：ρ為水的密度，kg/m3；ql為設(shè)計工況下的水流量，m3/s；其余同上。將式(2)、式(3)代入式(4)可得空調(diào)水系統(tǒng)實際工況下的回水溫度計算公式。1.13節(jié)能分析設(shè)計工況下負(fù)荷可按式(6)計算。Q0=cρql(thO—tgO)(6)為便于分析，可將質(zhì)調(diào)節(jié)的節(jié)能潛力KQ定義為質(zhì)調(diào)節(jié)節(jié)省的冷熱量與設(shè)計工況下所需負(fù)荷的比值。即：由式(2)可知，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時變換調(diào)節(jié)方式臨界值已知時，可計算岀實際工況下質(zhì)調(diào)節(jié)吋供水溫

4、度tg；對于某一特定用戶，由式(3)、式(5)可計算出bl、b2,再根據(jù)式(7)得出的質(zhì)調(diào)節(jié)節(jié)能潛力KQ,可計算出實際工況下質(zhì)調(diào)節(jié)時冋水溫度th；由此便可設(shè)置控制系統(tǒng)參數(shù)，對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)。1.2量調(diào)節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)量調(diào)節(jié)方式有兩種：一是通過改變水泵出口閥門的開度來對水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)量調(diào)節(jié)方式，因其節(jié)流的不可逆性，造成大量的能量損耗,影響空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；二是運(yùn)用水泵變頻調(diào)速技術(shù)的量調(diào)節(jié)方式，因其具有良好的節(jié)能效果，廣泛應(yīng)用于工程實踐。相對于傳統(tǒng)的量調(diào)節(jié)方式，變頻量調(diào)節(jié)方式具有更大的節(jié)能空間。在此，將重點(diǎn)分析變頻量調(diào)節(jié)方式的節(jié)能效果。水泵變頻調(diào)速技術(shù)在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用原理：通過改

5、變電流頻率來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)系統(tǒng)水流量。水泵運(yùn)行工況點(diǎn)由水泵性能曲線及管網(wǎng)水力特性曲線共同決定。如圖1中所示，0點(diǎn)為水泵設(shè)計工況點(diǎn)，A點(diǎn)為采用閥門調(diào)節(jié)吋的工況點(diǎn)，B點(diǎn)為采用水泵變頻調(diào)節(jié)時的工況點(diǎn)。因水泵的揚(yáng)程與流量關(guān)系曲線可近似為拋物線型，在進(jìn)行工程定量計算吋可按式(8)計算。H=aO+alq+a2q2(8)式中：H為水泵揚(yáng)程，m；q為水泵流量，m3/s；aO、al、a2為與水泵自身設(shè)計有關(guān)的常量。管道的阻力與阻力數(shù)、體積流量的關(guān)系如式(9)。h=Sq2(9)式中：h為管道阻力，Pa；S為管道阻力系數(shù)，Pa.s2.m-6；其余同上。變頻調(diào)節(jié)吋，工況變化前后所消耗的電功率可分

6、別按式(10)、式(11)計算。P0=Sdq31(10)PB=Sdq32(11)式中：Sd為設(shè)計工況下的管道阻力系數(shù)，Pa.s2.m-6；PO、PB分別為設(shè)計工況點(diǎn)0、變頻調(diào)節(jié)吋工況點(diǎn)B的水泵所耗電功率，W；q2為實際工況下的水流量，m3/s；其余同上。2空調(diào)水系統(tǒng)兩種調(diào)節(jié)方式的綜合運(yùn)用分析相關(guān)研究表明，供冷工況時，正常氣象條件下，室外溫度越高，冷凍水溫度越低，供冷系統(tǒng)負(fù)荷率越高，冷水機(jī)組的制冷系數(shù)增加的幅度越??；供熱工況亦如此。因此，在空調(diào)系統(tǒng)高負(fù)荷率運(yùn)行時采用質(zhì)調(diào)節(jié)效果不明顯。用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行與電機(jī)的工頻運(yùn)行相比，電動機(jī)的功率因數(shù)、效率都將不同程度地降低，這是由于變頻器輸出的高次諧

7、波分量引起的不良影響,且變頻器本身也要消耗一定的功率。同吋，流量很小時水泵的效率會急劇下降，空調(diào)管網(wǎng)的水力失調(diào)現(xiàn)象也會加劇，因此采用變頻量調(diào)節(jié)對管網(wǎng)的最小流量也要限制。為了避免兩種空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的各自缺點(diǎn)，更好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢，空調(diào)水系統(tǒng)應(yīng)該綜合運(yùn)用兩種調(diào)節(jié)方式，并設(shè)置好相應(yīng)的轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)，即負(fù)荷率在0?0.618吋，采用質(zhì)調(diào)節(jié)；負(fù)荷率在0.618?1時，采用變頻量調(diào)節(jié)。3結(jié)論為了使空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能、節(jié)資的最大化，可