专利名称：中央空调水系统优化节能方法
技术领域：
本发明涉及一种空调系统节能方法，特别是中央空调水系统优化节能方法。
背景技术：
中央空调的水系统包含冷却水循环系统和冷冻水循环系统，现有的中央空调水系统，由于设计不当和设备选用中理论选用的设备参数和实际采用的设备参数存在误差，甚至较大的误差，导致许多中央空调水系统长期处于低效率状况下运行，从而造成大量的电能浪费，一般这种电能浪费的比例高达20-40％，甚至更大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对于已安装运行的中央空调水系统结构进行局部调整，优化技术参数和设备匹配，使之达到高效运行的节能方法。
本发明的技术解决方案是一种中央空调水系统优化节能方法，它是一种对已安装运行的中央空调水系统进行现场实测，根据实测结果，优化运行参数，更换水系统的结构，另部件和不匹配的设备(水泵)，提高运行效率的节能方法，其特征在于(1)对中央空调水系统进行状态进行实地检测，检测参数是水流量，水泵出口供水压力、进口的水压力、冷却塔、冷凝器、蒸发器、风机盘管、闸阀、弯头联接管的两端压力，水温和水泵功率，从中获得现有水系统的耗能状况，找出耗能大的环节构件部位。
(2)根据中央空调水系统运行状态的上述实测参数和现有水系统管路的管径、管长、管材结构参数，以及公知的一些管路结构设备资料参数，通过电脑按照相关的已知的关系式进行分析计算，优化水系统的水泵和水系统管网结构设备另部件参数匹配。
(3)根据计算机优化结果，更换水系统中局部耗能环节的结构另部件使之满足参数优化匹配，和置换新的能满足水系统优化匹配的节能水泵，达到节能效果。
图1是中央空调水系统结构2是水泵型谱图与水系统管路水力特性曲线图，型谱图的凸弧曲线段，是对应高效率的区段。
图3是系例水泵型谱图，级别多，更便于选泵。
具体实施例方式本发明结合具体实施例参见附图进一步说明如下一种中央空调水系统优化节能方法，是一种对于已安装的中央空调水系统，进行优化调整改造处理，提高其运行效率的方法，该方法首选是对已安装的中央空调水系统进行实地运行检测，分析测量结果，找出中央空调水系统中耗能大的结构环节，然后把检测数据通过电脑、运用已知的相关计算公式和相关的结构另部件的资料参数进行优化处理，选择适合于该水系统的最佳另部件匹配方案，最后，根据电脑分析结果调整更换合适的水系统结构设备另部件。
中央空调水系统通常包含冷却水循环和冷冻水循环两个水循系统。
参见附图1，冷却水循环系统由冷却泵[8]、闸阀[7]、联接管[6]、冷凝器[5]、止回阀[4]、联接管[3]、冷却塔[1]、联接管[2]依次联接构成；冷冻水循环系统由冷冻泵[9]、联接管[12]、风机盘管[13]、联接管[14]、蒸发器[15]、联接管[11]、闸阀[10]依次联接构成。冷却水和冷冻水分别在两个管网回路中循环运行。蒸发器[15]、冷凝器[5]装于制冷主机中，风机盘管[13]即中央空调系统的空调用户有多个。各联接管路[2]、[3]、[6]、[11]、[12]、[14]中包含有A、B、C、D、E等多处的弯头。
中央空调水系统设计时所选用的数据，例如管道阻力系数，安全系数等多为经验数据，一般选得偏大，在选择配套水泵时，也偏向于选择供水能力偏大，加之选泵时没有用管路水力特征曲线去核实水泵工作点，致使水泵高效率工作点不能保证。上述因素不可避免地导致不合理匹配，普遍存在供水泵偏大，水泵长期处于低效状况运行。此外，管路设计中某些局部配件，如闸阀，过滤网等选用不当，也导致局部阻力增大，造成能量耗废。
本发明中央空调水系统优化节能方法是一种解决这个问题的方法。
本发明中央空调水系统优化节能方法的具体方法是1、对已安装的中央空调水系统的结构参数及运行状态进行实地检测，测量参量为水流量，供水压力、回水压力、管路局部阻力，参见附图1，阀[4]、[7]、[10]的阻力和管路中A、B、C、D、E等处弯头的阻力，即图中管路a1-a24各点的压力数据。从实测数据算出水泵有效工力率，从机房测出水泵电机功率后，便可算出水泵运行中的效率。多数情况是低效率，并可从各局部配件的端压力情况，发现管路中局部耗能大的另部件，为后续的优化分析计算提供资料依据。
2、根据上述实测得到的参数和水系统结构参数管径，管长阻力系数等，空调主机所需水流量Q，运用已知关系式和电脑库存的资料，库存资料包含各种水泵性能曲线、型谱图、函数式，通过计算机对水系统的技术和设备进行优化配置。
(1)优化选定水泵的主要性能参数—杨程值；杨程H和流量Q是选泵的主要依据。流量Q由空调主机要求决定，不能变动，而杨程H值由水系统的总水头损失Hw和静杨程H0决定，对循环供水系统，可视H0为零，因此水泵杨程H取决于总水头损失Hw，减小Hw，便可降低H，通过更换水管路中阻力大的不合理另部件，可有效降低H值，同时结合上述对水系统实测得到的Q和H值分析，优化水泵所需杨程H。
(2)优化选用水泵型号由上述设定的H值和空调主机要求的流量Q便可选定水泵，但选出的泵是优、是劣？取决于选出的泵能否在运行中处于高效率工况。在以往的设计中，倾向保守安全选用偏大的水泵，不注意用管路水力特征曲线去查核所选水泵能否在高效率工况运行。本优化方法，是严格按设计的H和Q值与水系统管路水力特征曲线相结合进行，管路水力特征曲的函数式为H＝H0+SQ2，H0是静扬程，Q是流量，H水泵杨程，S管路水头损失总阻抗系数，只与管路尺寸和管材有关。管路设定后，S是定数。
具体优选泵的方法有查图法和数解法。
查图法在水泵性能曲线型谱图上作出管路水力特征曲线与型谱图的Q-H曲线段相交，交点即为水泵高效率工况点，这些交点将作查核选用泵是否能在高效率工况下运行的参数点，进而由的Q，H值去查选，满足Q、H值并有管路水力特征曲线相交点的那个型号水泵，便是所需选的高效率水泵。管路水力特征曲线与术泵性能工线匹配相交参见附图2，各种水泵性能曲线型谱图参见附图3。
例(1)对于管路水力特征曲线A为H＝2000Q2，水泵需求Q＝2000m3/h，H＝34m进行查图选泵。在图2的水泵型谱图上作出管路水力特征曲线A与某些水泵的Q-H曲线相交，从图中看到，宜选用8SPP32-I型水泵，若着重安全保守选用8SPP50-I型泵，必然导致耗能，从图中可看该型水泵曲线与管路水力性能曲线无交点，该泵必是低效率运行。
例(2)对于管路水力特征曲线B为H＝4000Q2，所需泵杨程H＝42m，水流量Q＝400m3/h的水系统，可考虑选8SPP50-I型水泵，若选8SPP32-I型泵，因其杨程H与所需值相差较大，安全性差，不可取。
数解法。利用已知的管路水力特征曲线表达式与电脑库存的系列水泵性能曲线表达式联立方程式求解进行，通过计算机可以快速方便求出两曲线相交点的坐标值Q和H值，某个交点Q、H值与设计要求的Q、H值贴近，就选该交点所在曲线上的水泵型号，显然该型号泵必定在高效率工况下运行。运用数解法比查图法精确，但需要具有各种类型泵的性能曲线数学表达式。彼尔罗泵业有限公司库存有这方面的大量资料。
(3)根据前面对现有中央空调水系统优化配置的结果，对现有水系统进行改造，更换阻力大的局部设备另配件，选用新泵置换原有水泵，其中选用与水系统状况匹配良好的新泵最为重要，它是本节能方法的核心内容。
本发明方法的优点是1、投资少，见效快，安全可靠由于对原有已安装的中央空调水系统不要作大改动，只需选择置换新的水泵代替原安装的泵和局部更改某些管道另部件，如阻力系数过大的阀、弯头等，整个工作的工程量小，工程时间短，投资少而见效快。且安全可靠，无任何风险。
2、经济效益显著，采用本发明方法对现有已安装中央空调水系统实施优化改造的结果，与优化改造前的系统比较，平均节能可达40％，最高可达60％以上。
权利要求
1.一种中央空调水系统优化节能方法，它是一种对已安装运行的中央空调水系统进行现场实测，根据实测结果，优化运行参数，更换水系统的结构，另部件和匹配的水泵，提高运行效率的节能方法，其特征在于(1)对中央空调水系统运行状态进行实地检测，检测参数是水流量，水泵进、出口的水压力、冷却塔、冷凝器、蒸发器、风机盘管、闸阀、弯头联接管的两端压力，水温和水泵功率，从中获得现有水系统的耗能状况，找出耗能大环节的构件部位。(2)根据中央空调水系统运行状态的上述实测参数和现有水系统管路的管径、管长、管材结构参数，以及已知的一些管路结构设备资料参数，通过电脑按照相关的已知的关系式进行分析计算，优化水系统的水泵和水系统管网结构设备另部件参数匹配。(3)根据计算机优化结果，更换水系统中局部耗能环节的结构另部件使之满足参数优化匹配，和置换新的能满足水系统优化匹配的节能水泵，达到节能效果。
全文摘要
一种中央空调水系统优化节能方法，其方法是(1)对已安装的中央空调水系统运行状态进行实测，检测水系统流量、管路各段压力、水泵功率，找出能耗大环节的结构部位。(2)根据实测参数和公知相关技术资料数据及已知关系式利用电脑分析计算，对水系统的结构设置进行优化配置。(3)据电脑对水系统的优化配置结果，更换现有水系统的局部耗能大环节的设备另部件，如弯头、阀等，特别是置换与水系统性能匹配良好的新泵代替原有水泵。本发明方法的优点是原有已安装中央空调水系统不需作大的改动，工程量小，工期短，投资少，见效快，无任何失败的风险；经济效益显著，与优化改造前的系统比较，平均节能达40％，最高节有可能可达60％以上。
文档编号F28C1/00GK1546911SQ20031011064
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者黄浦勋, 李纪臣 申请人:彼尔罗泵业(湖南)有限公司