[摘要] 能源危机的不断恶化，能源的价格特别是一次性能源的价格在不断地攀升，使得如何提
能源危机的不断恶化，能源的价格特别是一次性能源的价格在不断地攀升，使得如何提高能源的使用效率成为当务之急。作为建筑能耗大户的空调系统，能源的使用效率已经成为业内关注的热点，想方设法提高空调系统的能源使用效率也成为设计者理所当然的责任。本文将对空调水系统的节能方案进行探讨，希望寻求一种合理的空调冷热水输送系统，尽可能的降低输送系统的能源消耗。
对于中央空调来说，主机能效已很高了，但由于输送系统的实际能耗达到了近30~40%，大大削弱了中央空调的节能优势。因而，除了用户端应按需使用、系统设计进行优化和精心施工外，降低输送能耗是中央空调系统节能的一个相当重要的措施。如能将输送能耗作到完全和用户冷热消耗同比例变化，就做到了输送能耗的最优化。本文将对空调水系统的节能方案进行探讨。
目前，使用最多的空调水系统方案是为保障主机水流量设计的，在主机侧设置水泵的空调水系统，如图1所示，这种系统不妨称之为按主机侧流量需求的空调水系统。
但是，从理论上来说，最优化的输送系统是根据用户需求配置水泵的系统，也就是一个用户配置一套泵，泵的输送流量根据用户的需求变化而变化，这样就没有输送能耗的浪费。
当然，实际工程不一定每个用户配置一套泵，可根据用户使用特点、负荷性质等进行同类项合并，设计为多个输送系统，再根据各用户群配置相应输送水泵，如图2，这种系统我们称之为按用户侧流量需求的空调水系统。
从图2中可以看出，每一组用户对应一套水泵，也就是一个子环路水系统，子环路系统共用供回水主管。本文认为用户末端分组的原则应是同组的末端设备环路阻力损失相差不大，而且属于同一空调区域，这样就不需要每台水泵均按最不利扬程设计，只要满足本环路最不利要求即可，从而降低了水系统的输送能耗。
上述二种系统的最小能耗差别如下：
按主机侧需求的空调水系统的能耗为：N=HM(Q1+Q2+Q3+……+QN)
按用户侧需求的空调水系统的能耗为：N=H1Q1+ H2Q2+ H3Q3+……+ HNQN
其中HM为最大所需扬程，可见其能耗差别是非常大的。之所以称之为最小能耗差别，是因为按主机侧需求的空调水系统的各末端流量均会因系统不平衡造成流量偏大，及末端负荷变化时流量很难同比例变化等原因造成的。
图2只是个基本的设计思路，根据不同的用户需要可以衍生出多种设计方案。
由于不同工程项目存在着较大的差异性，很可能出现同一空调区域(或系统)内有几台末端设备(或子系统)的水力损失比其他末端设备(或子系统)大很多的情况，这样设计方案可调整为图3所示。水泵N+2只需克服多余部分的扬程。对于环路N+2来说，这其实就是个串联的二级泵系统。这种方案避免了水泵为满足少量末端的要求而配置大扬程的泵，减少运行功耗。当然这种系统也可继续发展为多级泵空调水系统方案。
如果将一级泵集中设置于主机侧，就是我们通常称之为的二次泵空调水系统方案，如图4所示。这种设计方案用一次泵来克服机房管网及设备的阻力损失，用二次泵来克服末端管网及末端设备的阻力损失。这种方案主要是为了保证主机侧的水流量，防止主机因小流量保护。
那么，是否一定要通过二次泵空调水系统方案的一次泵才能保证主机侧的最小流量要求呢，我们下面来作一个简单的分析。
以方案一为例，假定配置了三台同样冷量的制冷主机，当空调负荷在100%至67%间变化时，如流量也同步变化，则各主机流量也最少在100%至67%间变化，不会造成主机保护;当空调负荷在67%至34%间变化时，则会停掉一台主机，剩下的二台主机负荷会在100%至51%间变化，主机流量也最少在100%至51%间变化，不会造成主机保护;当空调负荷在34%至17%间变化时，则只需一台主机运行，主机负荷会在100%至51%间变化，主机流量也最少在100%至51%间变化;如通过主机的流量小到影响主机运行时(这种情况不会经常出现)，则可不减少运行流量;如大量出现影响主机运行的小流量，则设备选型不当，应选择一台小型主机。
从上面分析可看出：水泵的配置不一定要根据主机配置，根据用户配置会使得系统更节能，只要主机配置得当，就不会存在影响主机运行的小流量。即使由于特殊原因，在较短的时间内，有部分空调末端设备需要工作，也可通过水泵的运行策略控制来保证主机的流量不低于保护流量，由于该运行能耗占总运行能耗的比例极小，哪怕该段运行不经济，对总的能耗影响极小，可以忽略不计。
主机按同等大小配置是不便于调节的，若按大小配置既便于负荷调节又能使主机运行在高效区。由此看来，按用户侧需求的空调水系统，通过主机的合理搭配和对水泵的控制策略的细化，不会产生因系统负荷的降低而导致主机因流量保护而停机的情况。
从上文的分析可以看出，按用户侧需求的空调水系统在降低空调系统的输送能耗方面有着积极的意义。其优点主要表现在以下几个方面：
1. 能及时、准确、真实的反映用户的变化和需求，控制更精确，最大限度的减少无关能耗;
2. 无需所有水泵均按最不利环路来设计，降低水泵的运行总功耗;
3. 能充分共用供回水管管道，既节约管道数量和铺设管道空间，又减少共管部分阻力损失，节约运行能耗;
4. 不需要依靠阀门(平衡阀)来消耗大量的多余扬程，既节能又减少设备的投资;
5. 如每组末端均带自己的泵，解决自己的需求，则成为了最节能的输送系统。
本文希望能引起业内专业人士的关注，通过共同的努力，寻求更节能高效的水系统输送方案，解决区域空调供热的输送节能难题。
以上就是建筑界暖通知识频道为您带来的内容，建筑界暖通知识频道也将持续关注更多暖通的知识，欢迎关注我们，关注建筑界暖通知识新闻~
