制冷空調(diào)技術(shù)是被許多暖通空調(diào)（HVAC）公司所低估的商業(yè)領(lǐng)域。人們經(jīng)常忽略，對以客戶需求為導向的關(guān)于空調(diào)和制冷應(yīng)用的解決方案的需求近年來有所增加。尤其是具有大型玻璃面的現(xiàn)代建筑，必須在夏季為其安裝空調(diào)，以確保舒適的建筑物內(nèi)部環(huán)境。在工業(yè)部門，空調(diào)或制冷系統(tǒng)通常用于廠房或倉庫，也用于工藝冷卻。

由于能源價格不斷升高，制冷和冷氣分配所消耗的能源對于許多操作員，尤其是大型冷水管網(wǎng)操作員來說，變得越來越重要。這也是該HVAC專家應(yīng)該關(guān)注的地方。他能提供節(jié)能方案，使系統(tǒng)在節(jié)約成本的情況下運行。速度控制型高效水泵和優(yōu)化系統(tǒng)液壓裝置的使用可以極大地節(jié)約成本。

然而，人們在規(guī)劃新的構(gòu)造或準備翻新時，可能已經(jīng)考慮了運行成本。一些客戶或系統(tǒng)操作員對這個話題非常敏感。然而，其他人卻希望投資成本或維護和維修成本盡可能降低。水泵技術(shù)表明，這并不總是正確的方法。運行期間，人們會突然明白：之前宣稱的低成本系統(tǒng)根本不如所說的那樣，因為系統(tǒng)整個使用壽命期間的電力成本成了最大的成本。

此處，需要HVAC專家的規(guī)劃和咨詢知識。要獲得較低的能源成本和可靠的系統(tǒng)運行，首先需要根據(jù)客戶需求仔細地確定冷水液壓裝置及其所有部件的尺寸。運用節(jié)能泵技術(shù)非常重要，除此之外，系統(tǒng)液壓裝置的優(yōu)化以及冷水分配管網(wǎng)的液壓平衡也很重要。

高達20 %的制冷成本歸因于不可控循環(huán)泵的電力消耗。如果沒有以需求（例如系統(tǒng)制冷需求）為導向的啟動和關(guān)閉水泵命令，該數(shù)值會翻倍至40 %。當工作人員離開辦公室但未關(guān)閉制冷系統(tǒng)時，上述情況也會發(fā)生。除了要在規(guī)劃期間根據(jù)需求確定泵的尺寸之外，還需要注意泵的運行時間。泵的運行時間不能超過冷卻建筑物需要的時間。利用速度控制型泵可極大地降低空調(diào)系統(tǒng)的能源需求。

高效水泵可降低泵運行功率

利用“Wilo-Stratos”型高效水泵，可將泵運行功率降低至壓縮機性能的5%至10%。此類高效水泵屬于電控無壓蓋泵，配有不需要維修的變頻器和永磁轉(zhuǎn)子。它們以所謂的電子整流電動機（ECM）為基礎(chǔ)，與利用傳統(tǒng)傳動裝置的電控泵相比，它可以使運行效率翻倍。除此之外，空調(diào)系統(tǒng)運行狀態(tài)的自動調(diào)節(jié)功能還可以節(jié)約電量。

“Wilo-Stratos”型高效水泵可在空調(diào)和制冷模式下運行。這類泵適用于多溫度（從-10°C到+110°C）下的液體，標準電泳涂層還可防止泵被腐蝕。除此之外，電機外殼配有疏水導槽，通過該導槽積累的冷凝物可被排出。所有這一切使電機得到了有效的保護。因此，泵的使用壽命得到延長，同時維修費用也被減少。

除此之外，冷水隔熱罩“Wilo-ClimaForm”也適用于“Wilo-Stratos”。它由靈活的彈性體材料AF/Armaflex構(gòu)成，該材料具有較大的水蒸氣擴散阻力和較小的導熱系數(shù)。隔熱罩系統(tǒng)精確預制而成，可以準確的包裹泵殼，而不影響冷凝排水系統(tǒng)的功能。耗費時間的停機活動已不再需要，安裝操作只需要幾分鐘便可完成，即使是在最困難的安裝條件下也是這樣。

盡管采購費用高，但總成本較低。

與高效水泵或電控水封泵相比較，不可控水泵通常不是最佳選擇，即使是在購買價格較低的情況下，也是這樣。由于安裝在液壓系統(tǒng)中的一些部件，尤其是與可控制泵相連的部件，通常不是必須的，因此可以通過徹底的系統(tǒng)規(guī)劃節(jié)約成本。

一個樣品發(fā)票可以說明這種關(guān)系：假設(shè)冷卻系統(tǒng)的主要回路由三個平行的通過液壓桿相連的蒸發(fā)器組成。每個蒸發(fā)器服務(wù)于每個單獨的泵，這些泵在揚程為10 m時的流量必須達到29 m³/h。四種水泵可供選擇：不可控的壓蓋泵或無壓蓋泵以及可控的壓蓋泵或高效泵。在標準規(guī)劃階段，每個蒸發(fā)器回路最初只有一個控制閥和一個止回閥。為了將這四種不同類型的泵進行對比，我們計算了為期10年的收益情況。計算結(jié)果由購買費用和泵的耗電費用構(gòu)成（表1）。

（表一）

首先我們看到的（表的上半部分）的是不可控的“Wilo-TOP-S”無壓蓋泵，在系統(tǒng)配置相似時，這類泵是首選。由于較高的電費已通過低廉的泵價所抵消，因此這類泵的運行成本最低，大約為18,200歐元。利用“成本最低的”泵——“Wilo-VeroLine-IPL”不可控壓蓋泵卻不能達到這一點，這種泵的單價約為800歐元。這種泵每年的電費為1,370歐元，是所有比較的泵中成本最高的泵。除此之外，還需考慮定期更換機械密封而產(chǎn)生的額外費用，此項費用是所有壓蓋泵都具有的。

優(yōu)化后的系統(tǒng)配置會節(jié)約能源

通過表格的下半部分，我們可以了解電控泵具有總成本優(yōu)勢的原因：可以通過一個閥門和一個致動器更換冷水分配系統(tǒng)中的控制閥和止回閥。這樣做可以減小泵的揚程，另一方面，還可以克服超過50 kPa的壓差，以控制滿載狀態(tài)下的止回閥。這樣做的結(jié)果是，泵的功耗和耗電量都減小。除此之外，還可以通過各自冷水生成器的控制器調(diào)節(jié)設(shè)置點，以將控制泵調(diào)節(jié)至最佳流量并使其達到運行狀態(tài)。

中間結(jié)論：如果按照上述說明對系統(tǒng)進行了最佳規(guī)劃，則“Wilo-Stratos”高效水泵將優(yōu)于所有其他類型的泵。與聲稱成本較低的不可控制無壓蓋泵相比，“Wilo-Stratos”高效水泵的耗電量比其低56%。十年內(nèi)節(jié)約成本約7400歐元，總成本優(yōu)勢為2650歐元。

冷卻管網(wǎng)的液壓平衡

如果實現(xiàn)液壓平衡，則系統(tǒng)的舒適性和運行可靠性將進一步提高，也更節(jié)能。更多信息，請參考VDMA[德國工程聯(lián)盟]標準24199。液壓平衡的目標是向所有系統(tǒng)組件提供相同水量。

在上述對比中，可控制泵的液壓平衡有兩個新的變量。兩者在旁路部分都沒有平衡閥。安裝工作和材料的減少降低了成本。一方面，可以減小旁路部分管的橫截面，使管的阻力與平衡閥的阻力對應(yīng)。另一方面，系統(tǒng)中的電動閥提供了另一種選擇。可以限制閥沖程，以防閥門關(guān)死，始終確保旁路的流量能夠通過。這個事例說明，我們可以通過簡單的措施降低閥門成本及其投資成本。

以需求為導向的水泵控制

在建筑設(shè)備中，獨特的每日和年度制冷負荷分布很常見。由于建筑設(shè)備系統(tǒng)在超過95%的時間內(nèi)都以部分負荷運行，因此需要的制冷功率也不斷變化。世界一流的高效水泵，比如“Wilo-Stratos”，可根據(jù)系統(tǒng)或冷卻回路的實際需求在不同控制模式下運行。

在液壓平衡系統(tǒng)中，可以通過最不利環(huán)路分析對電控泵進行控制。在這種情形下，信號發(fā)送機被安置在系統(tǒng)中電力最弱的位置（圖1）。信號發(fā)送機發(fā)出的信號被發(fā)送至水泵的開關(guān)設(shè)備，用于控制連接泵的電氣系統(tǒng)。

（圖1）

控制模式Δp-c（壓差恒定）

在控制模式∆p-c（=恒定壓差，圖2）中，電氣系統(tǒng)將維持泵的壓差恒定，使其高于HS壓差設(shè)定點時的流量范圍，達到最大泵特性曲線。這種控制模式適用于流量不斷變化的回路，尤其是平緩的系統(tǒng)性能曲線。因此，他適用于壓力損失較小的主要回路，或總流量流經(jīng)的壓力損失較小的系統(tǒng)部件。

（圖2）

控制模式Δp-v（壓差可變）

控制模式∆p-v（=壓差可變，圖3）適用于流量不斷變化且系統(tǒng)性能曲線較陡的系統(tǒng)。在這種情況下，安裝在泵內(nèi)的控制電子元件將在流量Q的作用下改變揚程設(shè)置點，使其維持在Hset和½ Hset之間。因此，節(jié)流損失在流量可變的配電回路中被最小化，泵運行產(chǎn)生的能源費用也大大降低。這種控制模式適用于壓力損失較大的主要回路或單個裝置壓力損失對其影響較大的系統(tǒng)部件。

（圖3）

手動控制模式功能

手動控制模式功能用于將泵性能曲線調(diào)節(jié)至系統(tǒng)負荷點。在這種情況下，可手動將泵的速度設(shè)定為電子模塊中nmin和nmax之間的恒定速度。此時，模塊中的壓差控制功能將失效。

以上事實證明，系統(tǒng)負荷點下，泵的最佳尺寸不足。根據(jù)采購費用和電費以及液壓基本條件進行的綜合利益分析，使我們得到了一個更好的結(jié)論，對操作員而言，這個結(jié)論也特別經(jīng)濟。這要求對配有許多水泵的大型系統(tǒng)進行全面的規(guī)劃。液壓平衡為此功能錦上添花，支持了制冷或空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行。

編輯：姚森婧