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(duì)以客戶(hù)需求為導(dǎo)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(lái)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(mén)，空調(diào)或制冷系統(tǒng)通常用于廠房或倉(cāng)庫(kù)，也用于工藝?yán)鋮s。

由于能源價(jià)格不斷升高，制冷和冷氣分配所消耗的能源對(duì)于許多操作員，尤其是大型冷水管網(wǎng)操作員來(lái)說(shuō)，變得越來(lái)越重要。這也是該HVAC專(zhuān)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(yùn)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?cè)谝?guī)劃新的構(gòu)造或準(zhǔn)備翻新時(shí)，可能已經(jīng)考慮了運(yùn)行成本。一些客戶(hù)或系統(tǒng)操作員對(duì)這個(gè)話(huà)題非常敏感。然而，其他人卻希望投資成本或維護(hù)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(yùn)行期間，人們會(huì)突然明白：之前宣稱(chēng)的低成本系統(tǒng)根本不如所說(shuō)的那樣，因?yàn)橄到y(tǒng)整個(gè)使用壽命期間的電力成本成了最大的成本。

此處，需要HVAC專(zhuān)家的規(guī)劃和咨詢(xún)知識(shí)。要獲得較低的能源成本和可靠的系統(tǒng)運(yùn)行，首先需要根據(jù)客戶(hù)需求仔細(xì)地確定冷水液壓裝置及其所有部件的尺寸。運(yùn)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(dá)20 %的制冷成本歸因于不可控循環(huán)泵的電力消耗。如果沒(méi)有以需求（例如系統(tǒng)制冷需求）為導(dǎo)向的啟動(dòng)和關(guān)閉水泵命令，該數(shù)值會(huì)翻倍至40 %。當(dāng)工作人員離開(kāi)辦公室但未關(guān)閉制冷系統(tǒng)時(shí)，上述情況也會(huì)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(yùn)行時(shí)間。泵的運(yùn)行時(shí)間不能超過(guò)冷卻建筑物需要的時(shí)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(yùn)行功率

利用“Wilo-Stratos”型高效水泵，可將泵運(yùn)行功率降低至壓縮機(jī)性能的5%至10%。此類(lèi)高效水泵屬于電控?zé)o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(dòng)機(jī)（ECM）為基礎(chǔ)，與利用傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置的電控泵相比，它可以使運(yùn)行效率翻倍。除此之外，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)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(yùn)行。這類(lèi)泵適用于多溫度（從-10°C到+110°C）下的液體，標(biāo)準(zhǔn)電泳涂層還可防止泵被腐蝕。除此之外，電機(jī)外殼配有疏水導(dǎo)槽，通過(guò)該導(dǎo)槽積累的冷凝物可被排出。所有這一切使電機(jī)得到了有效的保護(hù)。因此，泵的使用壽命得到延長(zhǎng)，同時(shí)維修費(fèi)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(kuò)散阻力和較小的導(dǎo)熱系數(shù)。隔熱罩系統(tǒng)精確預(yù)制而成，可以準(zhǔn)確的包裹泵殼，而不影響冷凝排水系統(tǒng)的功能。耗費(fèi)時(shí)間的停機(jī)活動(dòng)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(gòu)費(fèi)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(gòu)買(mǎi)價(jià)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(guò)徹底的系統(tǒng)規(guī)劃節(jié)約成本。

一個(gè)樣品發(fā)票可以說(shuō)明這種關(guān)系：假設(shè)冷卻系統(tǒng)的主要回路由三個(gè)平行的通過(guò)液壓桿相連的蒸發(fā)器組成。每個(gè)蒸發(fā)器服務(wù)于每個(gè)單獨(dú)的泵，這些泵在揚(yáng)程為10 m時(shí)的流量必須達(dá)到29 m³/h。四種水泵可供選擇：不可控的壓蓋泵或無(wú)壓蓋泵以及可控的壓蓋泵或高效泵。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃階段，每個(gè)蒸發(fā)器回路最初只有一個(gè)控制閥和一個(gè)止回閥。為了將這四種不同類(lèi)型的泵進(jìn)行對(duì)比，我們計(jì)算了為期10年的收益情況。計(jì)算結(jié)果由購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用和泵的耗電費(fèi)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(wú)壓蓋泵，在系統(tǒng)配置相似時(shí)，這類(lèi)泵是首選。由于較高的電費(fèi)已通過(guò)低廉的泵價(jià)所抵消，因此這類(lèi)泵的運(yùn)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(dá)到這一點(diǎn)，這種泵的單價(jià)約為800歐元。這種泵每年的電費(fèi)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(jī)械密封而產(chǎn)生的額外費(fèi)用，此項(xiàng)費(fèi)用是所有壓蓋泵都具有的。

優(yōu)化后的系統(tǒng)配置會(huì)節(jié)約能源

通過(guò)表格的下半部分，我們可以了解電控泵具有總成本優(yōu)勢(shì)的原因：可以通過(guò)一個(gè)閥門(mén)和一個(gè)致動(dòng)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(yáng)程，另一方面，還可以克服超過(guò)50 kPa的壓差，以控制滿(mǎn)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(guò)各自冷水生成器的控制器調(diào)節(jié)設(shè)置點(diǎn)，以將控制泵調(diào)節(jié)至最佳流量并使其達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)。

中間結(jié)論：如果按照上述說(shuō)明對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了最佳規(guī)劃，則“Wilo-Stratos”高效水泵將優(yōu)于所有其他類(lèi)型的泵。與聲稱(chēng)成本較低的不可控制無(wú)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(shì)為2650歐元。

冷卻管網(wǎng)的液壓平衡

如果實(shí)現(xiàn)液壓平衡，則系統(tǒng)的舒適性和運(yùn)行可靠性將進(jìn)一步提高，也更節(jié)能。更多信息，請(qǐng)參考VDMA[德國(guó)工程聯(lián)盟]標(biāo)準(zhǔn)24199。液壓平衡的目標(biāo)是向所有系統(tǒng)組件提供相同水量。

在上述對(duì)比中，可控制泵的液壓平衡有兩個(gè)新的變量。兩者在旁路部分都沒(méi)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(duì)應(yīng)。另一方面，系統(tǒng)中的電動(dòng)閥提供了另一種選擇。可以限制閥沖程，以防閥門(mén)關(guān)死，始終確保旁路的流量能夠通過(guò)。這個(gè)事例說(shuō)明，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的措施降低閥門(mén)成本及其投資成本。

以需求為導(dǎo)向的水泵控制

在建筑設(shè)備中，獨(dú)特的每日和年度制冷負(fù)荷分布很常見(jiàn)。由于建筑設(shè)備系統(tǒng)在超過(guò)95%的時(shí)間內(nèi)都以部分負(fù)荷運(yùn)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(shí)際需求在不同控制模式下運(yùn)行。

在液壓平衡系統(tǒng)中，可以通過(guò)最不利環(huán)路分析對(duì)電控泵進(jìn)行控制。在這種情形下，信號(hào)發(fā)送機(jī)被安置在系統(tǒng)中電力最弱的位置（圖1）。信號(hào)發(fā)送機(jī)發(fā)出的信號(hào)被發(fā)送至水泵的開(kāi)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(diǎn)時(shí)的流量范圍，達(dá)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(yáng)程設(shè)置點(diǎn)，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(yùn)行產(chǎn)生的能源費(fèi)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(gè)裝置壓力損失對(duì)其影響較大的系統(tǒng)部件。

（圖3）

手動(dòng)控制模式功能

手動(dòng)控制模式功能用于將泵性能曲線調(diào)節(jié)至系統(tǒng)負(fù)荷點(diǎn)。在這種情況下，可手動(dòng)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(shí)，模塊中的壓差控制功能將失效。

以上事實(shí)證明，系統(tǒng)負(fù)荷點(diǎn)下，泵的最佳尺寸不足。根據(jù)采購(gòu)費(fèi)用和電費(fèi)以及液壓基本條件進(jìn)行的綜合利益分析，使我們得到了一個(gè)更好的結(jié)論，對(duì)操作員而言，這個(gè)結(jié)論也特別經(jīng)濟(jì)。這要求對(duì)配有許多水泵的大型系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行。

編輯：姚森婧