專利名稱：中央空調水系統優化節能方法
技術領域：
本發明涉及一種空調系統節能方法，特別是中央空調水系統優化節能方法。
背景技術：
中央空調的水系統包含冷卻水循環系統和冷凍水循環系統，現有的中央空調水系統，由于設計不當和設備選用中理論選用的設備參數和實際采用的設備參數存在誤差，甚至較大的誤差，導致許多中央空調水系統長期處于低效率狀況下運行，從而造成大量的電能浪費，一般這種電能浪費的比例高達20-40％，甚至更大。
發明內容
本發明的目的在于提供一種對于已安裝運行的中央空調水系統結構進行局部調整，優化技術參數和設備匹配，使之達到高效運行的節能方法。
本發明的技術解決方案是一種中央空調水系統優化節能方法，它是一種對已安裝運行的中央空調水系統進行現場實測，根據實測結果，優化運行參數，更換水系統的結構，另部件和不匹配的設備(水泵)，提高運行效率的節能方法，其特征在于(1)對中央空調水系統進行狀態進行實地檢測，檢測參數是水流量，水泵出口供水壓力、進口的水壓力、冷卻塔、冷凝器、蒸發器、風機盤管、閘閥、彎頭聯接管的兩端壓力，水溫和水泵功率，從中獲得現有水系統的耗能狀況，找出耗能大的環節構件部位。
(2)根據中央空調水系統運行狀態的上述實測參數和現有水系統管路的管徑、管長、管材結構參數，以及公知的一些管路結構設備資料參數，通過電腦按照相關的已知的關系式進行分析計算，優化水系統的水泵和水系統管網結構設備另部件參數匹配。
(3)根據計算機優化結果，更換水系統中局部耗能環節的結構另部件使之滿足參數優化匹配，和置換新的能滿足水系統優化匹配的節能水泵，達到節能效果。
圖1是中央空調水系統結構2是水泵型譜圖與水系統管路水力特性曲線圖，型譜圖的凸弧曲線段，是對應高效率的區段。
圖3是系例水泵型譜圖，級別多，更便于選泵。
具體實施例方式本發明結合具體實施例參見附圖進一步說明如下一種中央空調水系統優化節能方法，是一種對于已安裝的中央空調水系統，進行優化調整改造處理，提高其運行效率的方法，該方法首選是對已安裝的中央空調水系統進行實地運行檢測，分析測量結果，找出中央空調水系統中耗能大的結構環節，然后把檢測數據通過電腦、運用已知的相關計算公式和相關的結構另部件的資料參數進行優化處理，選擇適合于該水系統的最佳另部件匹配方案，最后，根據電腦分析結果調整更換合適的水系統結構設備另部件。
中央空調水系統通常包含冷卻水循環和冷凍水循環兩個水循系統。
參見附圖1，冷卻水循環系統由冷卻泵[8]、閘閥[7]、聯接管[6]、冷凝器[5]、止回閥[4]、聯接管[3]、冷卻塔[1]、聯接管[2]依次聯接構成；冷凍水循環系統由冷凍泵[9]、聯接管[12]、風機盤管[13]、聯接管[14]、蒸發器[15]、聯接管[11]、閘閥[10]依次聯接構成。冷卻水和冷凍水分別在兩個管網回路中循環運行。蒸發器[15]、冷凝器[5]裝于制冷主機中，風機盤管[13]即中央空調系統的空調用戶有多個。各聯接管路[2]、[3]、[6]、[11]、[12]、[14]中包含有A、B、C、D、E等多處的彎頭。
中央空調水系統設計時所選用的數據，例如管道阻力系數，安全系數等多為經驗數據，一般選得偏大，在選擇配套水泵時，也偏向于選擇供水能力偏大，加之選泵時沒有用管路水力特征曲線去核實水泵工作點，致使水泵高效率工作點不能保證。上述因素不可避免地導致不合理匹配，普遍存在供水泵偏大，水泵長期處于低效狀況運行。此外，管路設計中某些局部配件，如閘閥，過濾網等選用不當，也導致局部阻力增大，造成能量耗廢。
本發明中央空調水系統優化節能方法是一種解決這個問題的方法。
本發明中央空調水系統優化節能方法的具體方法是1、對已安裝的中央空調水系統的結構參數及運行狀態進行實地檢測，測量參量為水流量，供水壓力、回水壓力、管路局部阻力，參見附圖1，閥[4]、[7]、[10]的阻力和管路中A、B、C、D、E等處彎頭的阻力，即圖中管路a1-a24各點的壓力數據。從實測數據算出水泵有效工力率，從機房測出水泵電機功率后，便可算出水泵運行中的效率。多數情況是低效率，并可從各局部配件的端壓力情況，發現管路中局部耗能大的另部件，為后續的優化分析計算提供資料依據。
2、根據上述實測得到的參數和水系統結構參數管徑，管長阻力系數等，空調主機所需水流量Q，運用已知關系式和電腦庫存的資料，庫存資料包含各種水泵性能曲線、型譜圖、函數式，通過計算機對水系統的技術和設備進行優化配置。
(1)優化選定水泵的主要性能參數—楊程值；楊程H和流量Q是選泵的主要依據。流量Q由空調主機要求決定，不能變動，而楊程H值由水系統的總水頭損失Hw和靜楊程H0決定，對循環供水系統，可視H0為零，因此水泵楊程H取決于總水頭損失Hw，減小Hw，便可降低H，通過更換水管路中阻力大的不合理另部件，可有效降低H值，同時結合上述對水系統實測得到的Q和H值分析，優化水泵所需楊程H。
(2)優化選用水泵型號由上述設定的H值和空調主機要求的流量Q便可選定水泵，但選出的泵是優、是劣？取決于選出的泵能否在運行中處于高效率工況。在以往的設計中，傾向保守安全選用偏大的水泵，不注意用管路水力特征曲線去查核所選水泵能否在高效率工況運行。本優化方法，是嚴格按設計的H和Q值與水系統管路水力特征曲線相結合進行，管路水力特征曲的函數式為H＝H0+SQ2，H0是靜揚程，Q是流量，H水泵楊程，S管路水頭損失總阻抗系數，只與管路尺寸和管材有關。管路設定后，S是定數。
具體優選泵的方法有查圖法和數解法。
查圖法在水泵性能曲線型譜圖上作出管路水力特征曲線與型譜圖的Q-H曲線段相交，交點即為水泵高效率工況點，這些交點將作查核選用泵是否能在高效率工況下運行的參數點，進而由的Q，H值去查選，滿足Q、H值并有管路水力特征曲線相交點的那個型號水泵，便是所需選的高效率水泵。管路水力特征曲線與術泵性能工線匹配相交參見附圖2，各種水泵性能曲線型譜圖參見附圖3。
例(1)對于管路水力特征曲線A為H＝2000Q2，水泵需求Q＝2000m3/h，H＝34m進行查圖選泵。在圖2的水泵型譜圖上作出管路水力特征曲線A與某些水泵的Q-H曲線相交，從圖中看到，宜選用8SPP32-I型水泵，若著重安全保守選用8SPP50-I型泵，必然導致耗能，從圖中可看該型水泵曲線與管路水力性能曲線無交點，該泵必是低效率運行。
例(2)對于管路水力特征曲線B為H＝4000Q2，所需泵楊程H＝42m，水流量Q＝400m3/h的水系統，可考慮選8SPP50-I型水泵，若選8SPP32-I型泵，因其楊程H與所需值相差較大，安全性差，不可取。
數解法。利用已知的管路水力特征曲線表達式與電腦庫存的系列水泵性能曲線表達式聯立方程式求解進行，通過計算機可以快速方便求出兩曲線相交點的坐標值Q和H值，某個交點Q、H值與設計要求的Q、H值貼近，就選該交點所在曲線上的水泵型號，顯然該型號泵必定在高效率工況下運行。運用數解法比查圖法精確，但需要具有各種類型泵的性能曲線數學表達式。彼爾羅泵業有限公司庫存有這方面的大量資料。
(3)根據前面對現有中央空調水系統優化配置的結果，對現有水系統進行改造，更換阻力大的局部設備另配件，選用新泵置換原有水泵，其中選用與水系統狀況匹配良好的新泵最為重要，它是本節能方法的核心內容。
本發明方法的優點是1、投資少，見效快，安全可靠由于對原有已安裝的中央空調水系統不要作大改動，只需選擇置換新的水泵代替原安裝的泵和局部更改某些管道另部件，如阻力系數過大的閥、彎頭等，整個工作的工程量小，工程時間短，投資少而見效快。且安全可靠，無任何風險。
2、經濟效益顯著，采用本發明方法對現有已安裝中央空調水系統實施優化改造的結果，與優化改造前的系統比較，平均節能可達40％，最高可達60％以上。
權利要求
1.一種中央空調水系統優化節能方法，它是一種對已安裝運行的中央空調水系統進行現場實測，根據實測結果，優化運行參數，更換水系統的結構，另部件和匹配的水泵，提高運行效率的節能方法，其特征在于(1)對中央空調水系統運行狀態進行實地檢測，檢測參數是水流量，水泵進、出口的水壓力、冷卻塔、冷凝器、蒸發器、風機盤管、閘閥、彎頭聯接管的兩端壓力，水溫和水泵功率，從中獲得現有水系統的耗能狀況，找出耗能大環節的構件部位。(2)根據中央空調水系統運行狀態的上述實測參數和現有水系統管路的管徑、管長、管材結構參數，以及已知的一些管路結構設備資料參數，通過電腦按照相關的已知的關系式進行分析計算，優化水系統的水泵和水系統管網結構設備另部件參數匹配。(3)根據計算機優化結果，更換水系統中局部耗能環節的結構另部件使之滿足參數優化匹配，和置換新的能滿足水系統優化匹配的節能水泵，達到節能效果。
全文摘要
一種中央空調水系統優化節能方法，其方法是(1)對已安裝的中央空調水系統運行狀態進行實測，檢測水系統流量、管路各段壓力、水泵功率，找出能耗大環節的結構部位。(2)根據實測參數和公知相關技術資料數據及已知關系式利用電腦分析計算，對水系統的結構設置進行優化配置。(3)據電腦對水系統的優化配置結果，更換現有水系統的局部耗能大環節的設備另部件，如彎頭、閥等，特別是置換與水系統性能匹配良好的新泵代替原有水泵。本發明方法的優點是原有已安裝中央空調水系統不需作大的改動，工程量小，工期短，投資少，見效快，無任何失敗的風險；經濟效益顯著，與優化改造前的系統比較，平均節能達40％，最高節有可能可達60％以上。
文檔編號F28C1/00GK1546911SQ20031011064
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年12月12日
發明者黃浦勛, 李紀臣 申請人:彼爾羅泵業(湖南)有限公司