中央空調循環水系統節能技術探討
據大量調查結果顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的35%，而使用中央空調系統的建筑，其空調能耗已占到整個建筑能耗約50%。隨著我國城鎮化進程加速，城市節能改造與綠色建筑的實施，建筑節能減排已成為重點，而建筑節能減排的重點則在中央空調。循環水系統作為中央空調的重要組成部分，其能耗值在空調系統能耗中占有較大比重，約占其總能耗的18%，因此循環水系統的節能對整個空調系統節能具有重要意義。
1 中央空調循環水系統節能方面主要存在的問題
筆者曾對多個工程案例的中央空調系統進行研究分析，發現問題較多的主要在循環水系統，如水泵選型功率偏大、揚程過高、系統配置不合理等問題。其出現問題的原因主要如下：①空調水系統設計負荷過大，計算選用水量安全系數過高，導致循環水量過大，供回水溫差??；②空調水系統水泵揚程設計過高，當系統實際阻力損失較小時，造成循環水量增大，水泵超載運行；③水泵選型不當，未按水泵經濟運行工況點進行選擇，致使水泵運行效能低下；④未依據現場實際使用條件，選用適宜的變流量系統，而是采用定流量系統，當現場負荷波動較大時，系統無法隨之變化，出現供回水小溫差運行；⑤管路系統設計不合理，導致設計系統阻力偏高，系統運行經濟性差；⑥未按要求進行各環路水力平衡計算，部分環路壓差嚴重失衡，出現系統偏流，導致水力及熱力失調現象；⑦水系統未設置水處理設施，系統運行一段時間后，管路出現結垢、堵塞或腐蝕泄漏現象，導致管路阻力損失增加，換熱器換熱效率降低，系統運行能耗增加。
2 中央空調水系統節能措施分析
2.1 采用現代自控節能技術
通過設計將群控節能技術和變頻節能技術結合起來控制水泵的運行臺數、轉速，以控制冷卻水和冷凍水的水流量，并根據中央空調的實際負荷波動情況，進行適時調整和優化。這種節能技術自動化程度高，自適應能力強，節約能源效果顯著，現已被廣泛應用于各個行業。
2.2 合理選擇循環水泵
在中央空調系統實際運行過程中，其負荷量一般隨運行時段、室外氣候等條件變化而出現波動，所需循環水量也隨之不斷變化，因此，合理配置循環水泵，對系統經濟運行至關重要。比如某空調系統平均用水量190t/h，配置3 臺120t/h 的水泵，其中一臺變頻控制。
在負荷基本穩定情況下，分別開啟1 臺工頻泵及變頻泵即可，但在負荷量大時( 最大流量240t/h)，只能同時開啟3 臺l20t/h 的水泵，雖然其中一臺已采用變頻控制，為滿足最大循環量需求，另兩臺工頻泵的也必須同時開啟，且均需控制出口閥門開度，使其在部分負荷下運行。顯然，此種配置閥門節流損失大，系統運行經濟性差。但若此時，將一臺l20t/h 的工頻水泵改為l50t/h，實現大、小流量搭配，這樣只開一臺l20t/h 的變頻泵和一臺l50t/h 的工頻泵，即可滿足系統不同流量需求，其節電效果非常明顯。
2.3 水系統管路阻力損失控制
減少水系統管路阻力損失，可以從兩方面入手，即局部阻力與沿程阻力，采取有效措施減少阻力損失，提高系統運行效率。
（1）局部阻力減少措施。水系統管路阻力損失來源大致包括閥門、彎頭、三通及變徑等，因水流狀態發生突然改變造成水能量大量損失。因此，一方面，在進行水泵管路設計時，應盡可能少用彎頭、三通和變徑等管件；另一方面，還應加強系統運行管理，水泵運行中應盡量使閥門全開，最大程度減少節流阻力損失。除此之外，管路中的過濾器、換熱器等設施，也會造成阻力損失，且其損失的大小與其工作狀況之間存在緊密聯系，因此，應定期對其進行檢修、清洗等。
（2）沿程阻力損失的控制。水泵管路設計安裝時，應在滿足生產工藝和經濟運行的前提下，最大程度縮短管路長度，同時通過經濟性分析采用合適管徑，以減少沿程阻力損失。
2.4 改善循環水水質
空調冷卻水系統大多直接暴露在自然環境中，因此塔池長期使用后很容易產生微生物與污垢，出現系統管壁結垢與被腐蝕的情況，造成系統效率降低、能量損耗增加。另外，如果不對循環水質進行處理，會使得系統換熱器水側污垢熱阻值增加，將對傳熱能力產生影響，使得系統制冷能力下降。操作管理過程中既要強化循環水質處理，同時還要根據情況定期或不定期換水，避免水中鈣鎂離子含量增加，保證冷卻系統處于正常運行狀態。此外，部分地區大氣環境情況較差，這就需要一年內至少清理冷卻塔集水池一次，避免系統中進入池底污泥，影響系統安全運行。
2.5 及時清洗換熱器
換熱器的作用，主要用于各種傳熱過程，通過兩種物料間的大面積接觸進行熱交換，順利完成冷卻、冷凝、加熱等運行過程。大量實踐表明：絕大多數換熱器都受到污垢問題的困擾，污垢層的熱阻極大，大大地降低傳熱系數；同時還會縮小傳熱管的內徑，加大阻力損失，造成冷卻水用量增加，使得系統運行效率降低，能耗增加。
故除上述所講的加強循環水水質的管理外，還要加強換熱器的維護管理，定期進行檢查、清洗：①定期檢查流量、壓力和溫度等參數，發現壓力損失增加，說明管束內外有結垢或堵塞；如果換熱溫度達不到要求，則可能傳熱管內外壁產生了污垢，傳熱效果變差；②通過低溫流體出口取樣，分析其顏色、比重、黏度等來檢查管束的破環、泄漏清況；③定期檢查殼體內外表面的腐蝕和磨損情況，通常采用超聲波測量儀或其他非破壞性測厚儀器，從外部測定估計會產生腐蝕、減薄的殼體部位。
3 結束語
中央空調系統的節能問題，對整個建筑節能非常關鍵，已刻不容緩，希望本文能給廣大中央空調從業人員在空調水系統的設計、運行和維護工作中提供幫助和參考，為我國的能源事業作貢獻。
