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[内容摘要] 节能，环保，高效等特点是现在社会对电子电器产品的普遍要求。随着时代的变迁，中央空调的运用也越来越广泛。随之而来也产生了对于中央空调实用性的探讨。就中央空调而言，水系统节能在整个空调系统中占有相当的比重。本文就中央空调的水系统的节能设计进行探讨。
[关键字] 中央空调；水系统；节能；探讨
中图分类号：TU991.41文献标识码： A 文章编号：
1. 中央空调水系统基本内容
中央空调的水系统相当于一个小型的半集中式风机盘管系统，室内负荷基本全部都是由冷热水机组来承担的。各分支风机盘管经过水管与冷热水机组相通，通过提供冷热水来调节温度的变化。水系统的独立调节性、布置分布、舒适度等，都是能否满足担负的供冷（热）需求的重要影响因素，且应能满足各分机的独立运行需求。现在市场上多采用中低水温大面积低温辐射采暖（制冷）的方式，比传统的风机盘管采暖系统更节能，更舒适。
2. 中央空调水系统的工作原理及问题分析
2.1中央空调的工作原理简析
中央空调是由主机、冷冻水循环系统、冷却水循环系统等几个重要部分组成的。主机是由压缩机、蒸发器、冷凝器、冷媒等几个方面组成，且形成一个循环系统：低压气态冷媒（压缩机加压）→冷凝器（冷凝成高压液体，释放出大量热能，再被冷凝器中的冷却水吸收）→冷却塔（释放到大气中）；冷凝器的高压液态冷媒→节流降压装置（因压力变化而气化，形成气液混合物）→蒸发器（冷媒不断气化，吸收冷冻水中的热量从而降低温度）；蒸发器中的冷媒气化后变成低压气体→压缩机；
2.2中央空调给定管路的流量与阻力分析
由H1∕H2=Q21∕Q22这一公式得，在给定的管路系统中，流量变化时的阻力与流量的平方成正比。
在实际工程中的水系统多数是并联回路，水系统良好运行的前提是水系统的水力平衡，解决水力不平衡的问题的最好方法是通过在设计中做好水力平衡计算以及在运行中正确地调节。
注：空调水泵扬程H的设计式为： H=Ha（冷水机组阻力）+Hb(制冷站内分支管路阻力)+Hc（制冷站内干管和制冷站外管网阻力）+Hc+Hd(空调末端设备阻力)
2.3问题分析
中央空调是利用冷冻水和冷却水通过制冷机来完成整个系统的能量交换的，理论上的工作条件是一个用户以上。中央空调是以最大负荷量设计制造的，然而实际运行的时候，往往达不到满负荷状态，甚至于可能会连10%的负荷量都达不到。如果中央空调在负荷设计的时候存在不足，在低负荷的环境需求下却以高负荷输出，那么就会使得中央空调的运行效率降低，造成资源浪费。现阶段的中央空调水系统多是以温度来控制冷冻水系统流量（压力或者温差的变化），在某种程度上来说，虽然也考虑到了节能因素，但是中央空调系统的制冷（制热）量累积，才是决定工作环境内温度的真正因素，
中央空调的功耗主要由三部分组成：冷冻水水泵的功率、冷却水水泵的功率以及制冷机组的额定功率。如何在消耗最少的能量的前提下，使中央空调的工作环境达到制冷（制热）的目的，是中央空调节能设计的主要方向，而中央空调水系统的节能设计又是中央空调系统节能设计的主要方向。那么一下就中央空调水系统如何节能，给出几点参考建议。
3. 中央空调水系统节能设计的特点
3.1制冷系统现行“节能”指标
制冷系统的一般存在的节能问题，是在规定的参数下，冷却水进（出）水温度，冷水机组冷冻水进（出）水温度，室内外空气温度等。在上述条件下，每生产1kW的制冷量的所消耗的能量应达到最小值。参照现行的节能指标：每生产1kW 制冷量所消耗的电量应该不超过0.2I3kW，还有每生产一单位“美国冷吨制冷量”的耗电不得超过0.75kW，用上述的“能耗指标”来调节空调工程的设计。但是，空调的制冷系统往往只考虑到设计工况F，就是在滿负荷条件下运行时的能耗指标是否达标的，而且还需要考虑空调制冷系统在非满负荷条件下运转的“节能”问题。
3.2对制冷机组选型的正确选择
由于制冷机组的额定功率是影响中央空调的功耗的组成部分之一，故制冷机组的选型在节能设计上有一定影响。不同品牌和型号的制冷机组部分负荷性能都有所不同，故为了实现节能的目的，需要选择正确合理的制冷机组选型。
根据调查研究所得的资料，按照能耗比高低来选择制冷机组的顺序应该为：离心式→螺杆式→活塞式→吸收式→涡旋式。其中，离心式冷水机组的单位制冷量的能耗最低，而吸收式和涡旋式的能耗量则相对较高。因而，由于节能设计的需要，一般选择的都是离心式冷水机组。
离心式冷水机组的工作效率包括：冷凝器和蒸发器的换热效率、离心式压缩机自身效率。所以，离心式冷水机组在部分负荷下如何降低能耗，往往在考虑离心式冷水机组的能效之外还要应该考虑离心式压缩机和冷凝器还有蒸发器的综合效率。因中央空调的能耗在建筑物总能耗中占有的比例较大，因此暖通空调专业与建筑专业的工程设计与管理人员急需考虑的是，如何对建筑功能、体型、立面的细化，使建筑物在中央空调工程设计、运行中更合理、更有利地节能。
3.3优化中央空调水系统的设计
在中央空调水系统的设计中，设计人员应当认真计算和核对空调水系统的相关系数，以及对水系统各环路的精确计算。在实测中显示，夏季冷冻水系统供回水温差相对较好的有4℃，相对较差的则只有2℃-2.5℃，然而在设计中的供回水温差是5℃。
当冷水机组部分负荷时，即冷水机组在部分负荷状态下运行时，水系统变频控制对节能会产生一定的影响。因此，在中央空调水系统中，对于相同配置的制冷机组，具体的运行方案要充分考虑部分负荷的性能的差异。而通过在原有的水系统中，给每台水泵再安装一台变频器也可以有效达到节能效果，使其在部分符合的情况下优化运行。当空调冷负荷大于额定的负荷时，变频器可以有效调节点击的转速上升从而增加冷却水的流量。反之亦相反。因而，通过水系统的变频控制，不但可以降低水泵输入的功率，也可以使制冷剂的输入功率降低，从而实现节能目的。
3.4采用环保型水处理剂
传统的水处理剂含铬、磷、氯、锌等，水处理剂则大多是：铬酸盐、磷酸盐、有几磷酸盐、磷酸酯、氯气等，传统的水处理剂按功效可以分为杀菌剂（防止微生物生长）和缓腐蚀剂（防腐蚀）。现在市场上多采用CALFA“BAS”绿色环保型综合水处理剂，其主要成分为：氧化硅、氯化钠、氧化银、杨华硼等，同样能够达到除垢、防腐、杀菌等效果。随着使用时间的增加，水的蒸发、挥发，使得冷却水中和冷媒中的杂质浓度上升，二氧化碳稀释，溶氧量增加，PH值提高，这些因素将使得水质恶化，从而导致热管芯层腐蚀及污垢层积。这些都是影响中央空调使用寿命及节能系统效果的因素，因此，采用更加环保的冷却水是很有必要的。
3.5采用水储冷智能控制系统
水蓄冷智能控制系统将先进的管理经验、管理模式与智能控制技术相结合，实现水蓄冷系统的智能运行、高效节能和高效管理，降低管理人员的工作强度，提高管理效率。根据具体项目量身定制系统的运行策略、管理功能、控制要求等，规范系统的操作流程，杜绝人为因素造成管理失误，使系统运行更加安全、稳定。
3.6改善电气控制单元调控系统
在电气控制单元调控中，通过建立中央空调系统的能效管理中心，对每一台中央空调的能效设备的运行状况和能耗的状况进行实时监控，可以有效及时实现系统优化，达到管理上的节能。同时可以建立主机群控系统内，当负荷发生变化时，应该可以根据符合的具体需求自动调节主机开启数量和运行状况，从而实现有效节能的运行。此外，在定频主机和冷却塔出水口增加电动阀，在空调主机和辅机上增加计量电表，都可以有效的提高中央空调系统的运行的自动化和管理水平，从而使整个中央空调水系统实现高效运行，降低能搞，达到节能。
4.结语
中央空调水系统的节能设计，在整个中央空调的节能设计当中，有着非凡的地位。中央空调的水系统的节能设计，能够很大程度上影响整个中央空调的能量损耗。现代社会一直在提倡节能、环保，各种各样的节能理念，节能措施不断的更新换代。现在中央空调越来越多的应用于工厂车间、公司办公行政楼，大型商场，而且逐步的进组个人家装领域。中央空调正在逐步的走向高速发展阶段，因此，对空调的节能环保的探讨将愈来愈多。随之而来的是对中央空调水系统的高度重视，在今后的研究探讨中，应当立足于现实生活，在生活中多观察，多体会，本着节能的基本原则，发展思维，争取能让空调水系统的节能领域推向更高点。
[参考文献]
[1] 王建夫.中央空调系统的节能探讨【J】.哈尔滨商业大学学报，2002（6）
[2] 李芳.中央空调水系统节能措施【J】.制冷空调与电力机械，2002（3）
[3] 韩伟平.中央空调冷水系统中的变频调速【J】.安徽建筑2005（6）
[4] 何耀东.中央空调【M】.冶金工业出版社，1998
[5] 曹琦.也谈空调变水量系统变频控制节能【J】.制冷与空调，2001（4）
[6] 刘毅。空调变量系统地分析与探讨【J】。制冷空调与电力机械，2002（3）
[7] 高飞.中央空调水系统节能分析。《科技资讯》2011年10期
[关键字] 中央空调；水系统；节能；探讨
中图分类号：TU991.41文献标识码： A 文章编号：
1. 中央空调水系统基本内容
中央空调的水系统相当于一个小型的半集中式风机盘管系统，室内负荷基本全部都是由冷热水机组来承担的。各分支风机盘管经过水管与冷热水机组相通，通过提供冷热水来调节温度的变化。水系统的独立调节性、布置分布、舒适度等，都是能否满足担负的供冷（热）需求的重要影响因素，且应能满足各分机的独立运行需求。现在市场上多采用中低水温大面积低温辐射采暖（制冷）的方式，比传统的风机盘管采暖系统更节能，更舒适。
2. 中央空调水系统的工作原理及问题分析
2.1中央空调的工作原理简析
中央空调是由主机、冷冻水循环系统、冷却水循环系统等几个重要部分组成的。主机是由压缩机、蒸发器、冷凝器、冷媒等几个方面组成，且形成一个循环系统：低压气态冷媒（压缩机加压）→冷凝器（冷凝成高压液体，释放出大量热能，再被冷凝器中的冷却水吸收）→冷却塔（释放到大气中）；冷凝器的高压液态冷媒→节流降压装置（因压力变化而气化，形成气液混合物）→蒸发器（冷媒不断气化，吸收冷冻水中的热量从而降低温度）；蒸发器中的冷媒气化后变成低压气体→压缩机；
2.2中央空调给定管路的流量与阻力分析
由H1∕H2=Q21∕Q22这一公式得，在给定的管路系统中，流量变化时的阻力与流量的平方成正比。
在实际工程中的水系统多数是并联回路，水系统良好运行的前提是水系统的水力平衡，解决水力不平衡的问题的最好方法是通过在设计中做好水力平衡计算以及在运行中正确地调节。
注：空调水泵扬程H的设计式为： H=Ha（冷水机组阻力）+Hb(制冷站内分支管路阻力)+Hc（制冷站内干管和制冷站外管网阻力）+Hc+Hd(空调末端设备阻力)
2.3问题分析
中央空调是利用冷冻水和冷却水通过制冷机来完成整个系统的能量交换的，理论上的工作条件是一个用户以上。中央空调是以最大负荷量设计制造的，然而实际运行的时候，往往达不到满负荷状态，甚至于可能会连10%的负荷量都达不到。如果中央空调在负荷设计的时候存在不足，在低负荷的环境需求下却以高负荷输出，那么就会使得中央空调的运行效率降低，造成资源浪费。现阶段的中央空调水系统多是以温度来控制冷冻水系统流量（压力或者温差的变化），在某种程度上来说，虽然也考虑到了节能因素，但是中央空调系统的制冷（制热）量累积，才是决定工作环境内温度的真正因素，
中央空调的功耗主要由三部分组成：冷冻水水泵的功率、冷却水水泵的功率以及制冷机组的额定功率。如何在消耗最少的能量的前提下，使中央空调的工作环境达到制冷（制热）的目的，是中央空调节能设计的主要方向，而中央空调水系统的节能设计又是中央空调系统节能设计的主要方向。那么一下就中央空调水系统如何节能，给出几点参考建议。
3. 中央空调水系统节能设计的特点
3.1制冷系统现行“节能”指标
制冷系统的一般存在的节能问题，是在规定的参数下，冷却水进（出）水温度，冷水机组冷冻水进（出）水温度，室内外空气温度等。在上述条件下，每生产1kW的制冷量的所消耗的能量应达到最小值。参照现行的节能指标：每生产1kW 制冷量所消耗的电量应该不超过0.2I3kW，还有每生产一单位“美国冷吨制冷量”的耗电不得超过0.75kW，用上述的“能耗指标”来调节空调工程的设计。但是，空调的制冷系统往往只考虑到设计工况F，就是在滿负荷条件下运行时的能耗指标是否达标的，而且还需要考虑空调制冷系统在非满负荷条件下运转的“节能”问题。
3.2对制冷机组选型的正确选择
由于制冷机组的额定功率是影响中央空调的功耗的组成部分之一，故制冷机组的选型在节能设计上有一定影响。不同品牌和型号的制冷机组部分负荷性能都有所不同，故为了实现节能的目的，需要选择正确合理的制冷机组选型。
根据调查研究所得的资料，按照能耗比高低来选择制冷机组的顺序应该为：离心式→螺杆式→活塞式→吸收式→涡旋式。其中，离心式冷水机组的单位制冷量的能耗最低，而吸收式和涡旋式的能耗量则相对较高。因而，由于节能设计的需要，一般选择的都是离心式冷水机组。
离心式冷水机组的工作效率包括：冷凝器和蒸发器的换热效率、离心式压缩机自身效率。所以，离心式冷水机组在部分负荷下如何降低能耗，往往在考虑离心式冷水机组的能效之外还要应该考虑离心式压缩机和冷凝器还有蒸发器的综合效率。因中央空调的能耗在建筑物总能耗中占有的比例较大，因此暖通空调专业与建筑专业的工程设计与管理人员急需考虑的是，如何对建筑功能、体型、立面的细化，使建筑物在中央空调工程设计、运行中更合理、更有利地节能。
3.3优化中央空调水系统的设计
在中央空调水系统的设计中，设计人员应当认真计算和核对空调水系统的相关系数，以及对水系统各环路的精确计算。在实测中显示，夏季冷冻水系统供回水温差相对较好的有4℃，相对较差的则只有2℃-2.5℃，然而在设计中的供回水温差是5℃。
当冷水机组部分负荷时，即冷水机组在部分负荷状态下运行时，水系统变频控制对节能会产生一定的影响。因此，在中央空调水系统中，对于相同配置的制冷机组，具体的运行方案要充分考虑部分负荷的性能的差异。而通过在原有的水系统中，给每台水泵再安装一台变频器也可以有效达到节能效果，使其在部分符合的情况下优化运行。当空调冷负荷大于额定的负荷时，变频器可以有效调节点击的转速上升从而增加冷却水的流量。反之亦相反。因而，通过水系统的变频控制，不但可以降低水泵输入的功率，也可以使制冷剂的输入功率降低，从而实现节能目的。
3.4采用环保型水处理剂
传统的水处理剂含铬、磷、氯、锌等，水处理剂则大多是：铬酸盐、磷酸盐、有几磷酸盐、磷酸酯、氯气等，传统的水处理剂按功效可以分为杀菌剂（防止微生物生长）和缓腐蚀剂（防腐蚀）。现在市场上多采用CALFA“BAS”绿色环保型综合水处理剂，其主要成分为：氧化硅、氯化钠、氧化银、杨华硼等，同样能够达到除垢、防腐、杀菌等效果。随着使用时间的增加，水的蒸发、挥发，使得冷却水中和冷媒中的杂质浓度上升，二氧化碳稀释，溶氧量增加，PH值提高，这些因素将使得水质恶化，从而导致热管芯层腐蚀及污垢层积。这些都是影响中央空调使用寿命及节能系统效果的因素，因此，采用更加环保的冷却水是很有必要的。
3.5采用水储冷智能控制系统
水蓄冷智能控制系统将先进的管理经验、管理模式与智能控制技术相结合，实现水蓄冷系统的智能运行、高效节能和高效管理，降低管理人员的工作强度，提高管理效率。根据具体项目量身定制系统的运行策略、管理功能、控制要求等，规范系统的操作流程，杜绝人为因素造成管理失误，使系统运行更加安全、稳定。
3.6改善电气控制单元调控系统
在电气控制单元调控中，通过建立中央空调系统的能效管理中心，对每一台中央空调的能效设备的运行状况和能耗的状况进行实时监控，可以有效及时实现系统优化，达到管理上的节能。同时可以建立主机群控系统内，当负荷发生变化时，应该可以根据符合的具体需求自动调节主机开启数量和运行状况，从而实现有效节能的运行。此外，在定频主机和冷却塔出水口增加电动阀，在空调主机和辅机上增加计量电表，都可以有效的提高中央空调系统的运行的自动化和管理水平，从而使整个中央空调水系统实现高效运行，降低能搞，达到节能。
4.结语
中央空调水系统的节能设计，在整个中央空调的节能设计当中，有着非凡的地位。中央空调的水系统的节能设计，能够很大程度上影响整个中央空调的能量损耗。现代社会一直在提倡节能、环保，各种各样的节能理念，节能措施不断的更新换代。现在中央空调越来越多的应用于工厂车间、公司办公行政楼，大型商场，而且逐步的进组个人家装领域。中央空调正在逐步的走向高速发展阶段，因此，对空调的节能环保的探讨将愈来愈多。随之而来的是对中央空调水系统的高度重视，在今后的研究探讨中，应当立足于现实生活，在生活中多观察，多体会，本着节能的基本原则，发展思维，争取能让空调水系统的节能领域推向更高点。
[参考文献]
[1] 王建夫.中央空调系统的节能探讨【J】.哈尔滨商业大学学报，2002（6）
[2] 李芳.中央空调水系统节能措施【J】.制冷空调与电力机械，2002（3）
[3] 韩伟平.中央空调冷水系统中的变频调速【J】.安徽建筑2005（6）
[4] 何耀东.中央空调【M】.冶金工业出版社，1998
[5] 曹琦.也谈空调变水量系统变频控制节能【J】.制冷与空调，2001（4）
[6] 刘毅。空调变量系统地分析与探讨【J】。制冷空调与电力机械，2002（3）
[7] 高飞.中央空调水系统节能分析。《科技资讯》2011年10期