中央空调系统(system)不仅要满足人们对工作、生产的环境要求，同时也要满足对环境保护和节能的要求。随着国家节能政策的实施，中央空调的能耗问题成为许多学者的研究方向。中央空调机组系统包括冷冻水系统、冷却水系统及主机，其中冷却水系统能耗占中央空调总能耗的15%～20%。同时由于冷却水量多于冷冻水量，因此对冷却水系统的节能优化显得尤为重要。由于室外（shì wài）环境的变化和室内人员的流动性大，中央空调系统在大部分情况下只提供部分负荷，因此冷却水系统也在很长时间内处于部分负荷运行下，而设计时是参考满负荷运转进行设备选型，必然会出现设备选型庞大和能源的浪费。

　　一、冷却水泵节能分析

　　对于冷却水系统而言部分负荷运转的情况是由外部环境(environmental)参数的改变引起的。外部环境参数主要包含4个：冷水进口温度、冷水出口温度、制冷量和室外湿球温度。通过改变水泵（water pump）的运行工况适应负荷的变化。通常冷却水泵运行工况的改变方法有3种。

　　1、改变阀门(功能：截止、导流、稳压、分流等)开启度

　　调节水泵出口处阀门的开启度，是改变水泵工况点最简便易行的方法。中央空调由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，该系统不同于传统冷剂式空调， 集中处理空气以达到舒适要求。采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境热负荷。阀门在正常(normal)运行情况下，一般都全部开启，当关小阀门时，局部阻力加大，性能曲线变抖，流量变小，扬程增大。水泵的工作点由A2点移动到A1点，如图1。这种方法虽然简便，但是阀门的调节范围有限，当扬程过大时，会导致水泵过载，降低其使用寿命。由于增大了局部阻力导致水泵的输出功率（指物体在单位时间内所做的功的多少）增大，造成电能的浪费。关小阀门也会加大管路的噪音。

　　2、改变水泵叶轮直径

　　由相似定律可知，叶轮直径改变，会引起水泵的流量，扬程，轴功率发生相应的变化，因此可以通过改变直径达到改变运行工况的目的（Purpose）。中央空调制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。但是车削技术的精度（精确度）要严格控制，否则可能会影响水泵的性能。由于水泵直径的改变量有限，不能满足各个负荷率的使用情况，因此适应性比较差。

　　3、改变水泵转速

　　改变水泵转速会得到不同的性能曲线，从而会产生不同的工况点，此方法不会产生额外的摩擦损失，调节方便，是现在广泛(extensive)应用的一种形式。转速和流量，扬程，功率（指物体在单位时间内所做的功的多少）之间的关系如下：

　　Q，1Q=n，1n

　　H，1H=n，1n2

　　N，1N=n，1n3

　　式中：

　　Q、

　　N、H分别表示水泵转速为n时的流量、扬程、轴功率。Q，N，H，分别表示水泵转速为n，时的流量、扬程、轴功率。

　　冷却水变流量系统原理图如图2所示。变频泵节能原理如下：冷水机组冷凝器进行热交换时，换热量一定，流量减少，进口温度不变，则出口温度会升高，从而导致冷机的能耗增加。对于冷却水系统而言，冷却水流量减少，使冷却水泵的能耗降低。这两者的差值即是冷却水变频泵的节能量。国内许多学者对冷却水变流量的研究都比较谨慎，认为虽然冷却水变流量可以降低自身的能耗，但会降低机组的使用性能，达不到综合节能的目的。随着学者对冷却水节能的深入研究，通过对比冷却水变流量的节能量和制冷机组的能耗增加量，提出由于冷却水量要多于冷冻水量，因此只要设计合理，控制（control)得当，冷却水系统还是有很大节能空间的。最后通过分析数据得出，冷却水泵的功率和制冷机组功率相差越小，冷却水泵台数越少，综合节能效果越显着。

　　采用变频泵不仅可以节能还具有其他优势，如成本(Cost)回收时间较短。采用变频泵会增大初投资，因此需要一定的时间回收设备投资，如果时间太长则经济性不合理。中通过对一工程实例的数据分析(Analyse)得出，采用变频水泵每月可节约用电12377kWh，折合人民币12129.5元，投资费回报时间为7.9个月，回报时间较短。通过分析可以得出，采用变频泵，只要设计合理，控制得当，在一定情况下是有很大节能空间的，同时回收投资时间短，具有市场推广价值。

　　4、冷却(cooling)塔的节能分析

　　建设节约型社会的政策下，节约用水量得到重视(zhòng shì)，其中使用循环水是最直接高效的节约方法，国外发达国家水的重复使用率高达75%～85%，我国还有很大差距，除制定节水政策外还要加强对循环水技术进行研究。据调查显示，循环水的冷却与输送的能耗约为0.2～0.3kW?h/，每年全国循环水耗电300～450亿kW?h，对循环水技术的研究是节约电能的有效措施。通过分析知冷却塔的节能方式不仅包括节约电能，同时还包括提高循环水技术。

　　控制冷却(cooling)塔出口温度。降低（reduce)冷却水出口温度可以提高制冷机组性能，然而由于冷凝压力的限制（limit）使得冷凝温度有最低温度限制。对于冷却水系统而言，降低冷却水温度必然会导致冷却塔(The cooling tower)风机和水泵的功率增大，引起电能不必要的浪费。通过对比最冷工况，设计(Design)工况和空气湿球温度加上2.8℃三种出口温度，得出最佳温度控制方式较其他方式节约费用约5%左右，可以看出控制出口温度在节约能源方面的重要性。

　　控制冷却塔水量和风量（定义：单位时间内空气的流通量）。由相似性准则知功率和流量(单位:立方米每秒)之间有三次方的关系，因此降低流量和风量会降低功率，从而节约电能。通过研究得出水泵功耗比重越大，节能效果越明显。目前不少人对冷却塔变水流量做了研究，从节能方面讲，也要注重两者的耦合关系，文献14研究得出，当冷却塔负荷从170kW降低到12kW时，冷却塔的风量仅为原来的54.6%，水流量变为原来的70.6%，从而节约能耗。

　　提高循环水技术。循环水技术可以通过多种方式进行改进如控制进水口温度，选用合理的冷却塔(The cooling tower)形式，选用合适的风机等等。其中不同的冷却塔形式产生的能耗有很大区别。通过对比逆流式冷却塔和横式冷却塔得出，横流式冷却塔的供水水压比逆流式冷却塔的供水水压高4m，因此逆流式冷却塔每1m3/h可以节约水泵功率（指物体在单位时间内所做的功的多少）0014kW，全年可节省近119kW/h，循环水量越大，节能（jieneng）效果(effect)越显着。

　　对于中央空调系统而言，耗能主要由制冷机组、水泵（Pump）、冷却塔等各部分能耗组成，因此只有控制（control)各部分的耗电量，才能达到整体的节能。中央空调制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。目前制冷机组的性能指标已达到很高的水平，系统其他部分同样具有很大的节能潜力（指个人能力发展的可能性)，空调用户可以采取不同的控制方式达到节能效果。