玄良君

摘要：暖通空调系统能耗是夏季建筑能耗的主要组成部分，就综合建筑而言，给整个水循环系统提供动力的循环水泵耗电量占空调系统耗电量的18%左右。一般而言，空调能耗主要分为流体输送设备运行时所消耗的电能以及为了消除建筑物内热、湿负荷提供的冷、热源能耗。因此，需要采取有效的优化措施，提高暖通空调的运行效率。基于此，文章就暖通空调水系统效率优化策略进行简要的分析，希望可以提供一个借鉴。

关键词：暖通空调；水系统效率；优化策略

1.暖通空调水系统设计中常见的问题

1.1水系统结构设计不合理

在我国暖通空调的实际运行过程中，大部分空调内水系统都没有区分高低区域，这一问题致使空调在使用过程中频频出现阀杆故障，极易造成空调水系统内高层冷热水压不稳，严重影响空调正常运行情况。传统的空调，都应具备完善的空调水系统，空调中的冷水应按照自上而下的方向进行流动，热水在水系统内进行循环流动时不具备高低之分，如果水系统未分高低区域，就会对空调今后的运行造成严重的安全隐患，间接引发严重的空调质量问题。

1.2空调水系统选择不合理

用户在进行空调水系统的选择时，应充分结合房屋的各方面性质，结合房屋实际需要，进行正确的空调水系统选择。我国空调用户在进行水系统选择时，往往存在着严重的空调水系统选择不合理的问题，不同性质的房屋，在设计过程中所采用的风机盘管系统也都各不相同，这一情况导致空调水系统在实际安装过程中，既要满足室内温度的需要，又要保证屋内的清洁，如果采用不正确的空调水系统，就会造成严重的屋内空气质量问题，造成严重的能源浪费。

1.3空调水系统运行故障

随着我国智能技术的不断发展，人们在使用先进设备的过程中更容易忽视对这些设备系统进行合理化的维护与保养，致使设备系统出现老化与故障的情况。我国大部分空调在使用过程中都存在不同程度的运行故障问题，常见的运行故障包括系统压力不均、空气过滤器出風口堵塞、制冷系统中存在冰堵等，这些故障往往都会引发一系列的空调质量问题，为用户带来极大的不便。

1.4单输出控制

在空调制冷系统内部结构设计过程中，以单个元件的形式，将压缩机、膨胀阀、蒸发器等电子元件作为目标，通过控制算法对这些元件在制冷工作中的效用进行计算，控制算法在实际应用过程中较为常用的一种是PID控制，这种算法在实际应用该过程中实现了极大的高效性与准确性，为我国空调制冷系统的设计提供了有效保障。

2.暖通空调水系统效率优化的策略

2.1变水量空调系统循环泵优化研究

通过分析冷冻水管路特性随空调负荷变化的特点，就可以得出计算空调冷冻水泵变频调速运行总能耗的一般关系式，还有的专家提出在DDC网络控制下，将传统二次泵系统改进为全变速一次/加压泵系统，取消一二次环路间的旁通管，使得节能效果更加明显。针对常规空调变流量一次/二次泵分布式冷水系统存在的小温差和低效率的问题及原因进行理论分析，提出改进设计方案即全变速一次/加压泵分布式冷水系统，并阐明改进后系统的技术可行性及其优点。二次泵主要用来克服管道的摩擦阻力，过滤网、用户侧控制阀及平衡阀形成的管网系统的阻力。随着变频调速技术的发展，通过变频调节改变水泵的转速，改变了传统的模式，节能的效果大大的增加。循环水系统二次泵高效区可以通过限制流量范围。水泵调速运行时，不宜在额定转速以上运行。

2.2变水量空调系统冷水机组优化研究

冷水机组是建筑空调系统中耗能量最大的部分，因此，降低其能耗对于整体的节能来说是非常重要的。大型建筑一般采用多台冷水机组并联运行。通过切换机组运行台数，呈阶梯状的提供能量来满足不同的要求。近年来，学者对冷水机组负荷的最优配置问题进行了深入的研究，尤其是对模型求解算法上，但模型中并未包括机组的启停状态。实际情况是，现有建筑空调系统冷水机组多采用多台机组联合运行。这样机组能耗就与其负荷分配和机组的启停状态有关。优化各冷水机组负荷分配及启停状态，以此达到节能的目的应该成为我们关注的重点问题。

评价冷水机组运行效率的一个有效的指标就是机组运行系统COP，COP值越大，机组运行效率越高，相应的就越节能。另外，对于单台冷水机组而言，其最大COP值出现在机组满负荷下，可以将制冷剂的COP值作为目标函数，使用拉格朗日法求解最优制冷机负荷，这种方法与传统方法相比能耗低且精确度高。不过随着计算机等相关技术的发展，研究人员开始使用遗传算法求解OCL问题，克服了拉格朗日法在低需求时系统可能不收敛的缺点。而这些并不是唯一的将COP值作为目标函数的方法，使用B&B方法求解最优制冷机启停次序问题。随着研究的不断深入，通过模拟退火方法来解决OCL问题，其充分考虑了负荷平衡约束及制冷机运行限制，可以很好地应用于空调系统的运行，而使用进化策略来完成OCL求解的方法，不仅能够解决拉格朗日法及遺传算法的问题且精确度高并能很好地应用于空调系统的实际运行中。

2.3暖通空调系统“两低一高”现象的控制

在冷、热源设备的节能方面，对冷、热源设备进行优选及优化配置。所谓设备的优选和优化配置，是指相对于工程所在地区能源结构、系统负荷特性等具体条件下，最适合机组的选型和配置，设备选型及配置的优化主要依靠冷水机组或热泵机组的性能系统。在水系统输送节能方面，降低水系统输送能耗主要依靠优选水泵，提高水泵运行效率。

结束语

暖通空调系统的运行普遍存在冷热源和循环水泵负荷率低，能耗高的现象。因此，需要对水系统进行优化，从而提高暖通空调系统的运行效率。本文通过对暖通空调水系统效率优化的探讨，了解了当前提高暖通空调水系统效率的前沿解决途径，为在实际工作中提升系统效率提供了较好的方法论和研究方向。

参考文献：

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