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中央空调体系隶属装备节能掌握剖析

中央空调体系隶属装备节能掌握剖析

北京新型材料建筑设计研究院  于雷

择要:重要引见了中央空调体系隶属装备即冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机在节能运转掌握上的重要意义和掌握要领。

关键词:中央空调;节能

0 弁言

中央空调体系齐负荷运转时,其隶属装备热水泵、冷却水泵及冷却塔风机耗电约占中央空调总耗电量12%~15%。凭据美国空调制冷学会(ARI)统计;一样平常空调设备有90%的工夫运转在70%的负荷一下,因而在局部空调负荷时,热水泵、冷却水泵及冷却塔风机耗电量所占比例将会更高。

现在中央空调体系节能掌握多数针对冷水主机,很少针对隶属装备中热水泵、冷却水泵及冷却塔风机做研讨,固然中央空调体系水泵及冷却塔风机已渐接纳变频节能掌握,但变频实行后节能结果纷歧,很多空调散热体系中冷却塔取冷水主机之间节能运转存在着左支右绌,舍本逐末的题目,影响了体系的运转和节能的结果。空调体系的节能传统的做法是以低落装备中最大的驱动机电(冷水主机的机电)耗电为偏向,不外那跟最好化节能目的有相称的偏向,空调体系运转效力系依冷却水泵、冷却水塔的选择、冷水主机型式、空调负荷,和情况干球温度而定。满负荷时,若削减冷却水量将得失相当,而在局部负荷时,恰当调治冷却水流量却能够到达某种水平的节能。

海内现有的大楼或工、贸易等肯定范围的中央空调体系中,广泛接纳有较远运转效力的水冷式中央空调体系,但其冷却散热体系的冷却水泵和冷却塔皆最大空调负荷婚配设置,当空调体系在局部负荷时,因为制冷量小,冷凝热负荷也小。因而,冷却散热体系的冷却水泵、冷却塔风机就不需全量投入运转以勤俭耗能。为了进一步提拔中央空调整体效力,还要针对中央空调散热体系的运转参数(冷却水温度)停止最好化调治使得整体耗能(包孕冷水主机、冷却塔风机、冷却水泵的耗能)到达最小。使空调体系的变频节能事情尽量做到十全十美、得到最大的节能结果。

1 冷却水温度最好化掌握

针对冷却水温度关于冷水主机的冷却塔的综合耗能的影响剖析冷却水温度掌握、和冷却塔风机的变频调速掌握。

对大中型空调体系而言,水冷式冷水机组是接纳得最为广泛的热源。目前国内的设想尺度皆把冷却水供、回水温度界说为32℃、37℃的运转局限。那是由于我们对冷水机组机能测定是在冷却水温度32℃进入冷凝器,37℃流出冷凝器的条件下界说的。但冷水机组在现实运用时,有90%以上的工夫运转在非设想前提(局部负荷)下。此时,不只冷水机组的事情负荷取设想负荷有偏向,并且因为室外天气前提的转变,冷水机组的事情点也取设想事情点有很大的差别。在种种差别的空调条件下需求停止冷却水温度的最好化掌握才气使得整体冷水机组的耗能最低。

关于传统机械式的冷却塔,其风机转速越下,冷却水的温度就会越低,此时冷却塔的耗电越大;然则关于冷水主机来讲,冷却水温度越低,冷水主机的耗电越少。反之,若冷却塔速越低,冷却水的温度就越低下,如许冷却塔的耗电越少。但关于主机来讲,因为进入冷凝器的水温降低,响应的主机耗电会增添。这里明显存在一个最好化掌握的题目。

实际上,冷水主机和冷却塔的整体最低耗能并不是肯定在某一个流动的冷却水温度上,它会跟着室外干球温度、冷水主机的负荷的转变而转变。因而,若能在冷却水体系的运转历程中,实时计算出该时候的冷却水最好化温度,提供给冷水主机的冷凝器,则将削减冷水主机取冷却塔的整体耗能。

冷却水温的调治有很多要领,有冷却水体系的旁通泵变频掌握,也有冷却塔风机的两段风速掌握,另有冷却塔风机的无段变频掌握。接纳多部冷却塔并联,对风机采变频调速掌握,多部冷却塔并联且以较低转速运转时冷却塔节能的一个较好要领。

空调体系局部负荷运转时,冷却水体系的节能调治广泛被无视。若是凭据实地测试和计算机剖析,提出空调体系局部负荷时,冷却水体系的节能调治原则,可指点既有空调体系的节能调治和新设空调装配的最好化设想。

影响空调体系冷水主机机能的一个主要因素是冷凝温度。关于接纳水冷式冷凝器的空调体系冷水主机,冷却水体系的调治间接影响到冷凝温度。当蒸发温度稳定,冷凝温度降低时,冷媒轮回的压缩比增大,效力低落,压缩机的耗功增添。

在局部负荷时,因为制冷量小,冷凝热负荷也小。因而,局部负荷时水泵和冷却塔就不需全量投入运转。另一方面,若是投入量缺乏,冷凝前提恶化,冷凝温度(压力)上升。在紧缩式冷媒轮回中,蒸发温度稳定而冷凝温度上升时,压缩机的耗功增大,冷水主机的机能下落。

冷却塔固然是中央空调体系中的隶属装备,但它却担当着披发全部体系所吸取的总热量的主要义务。因而,对冷却塔的操纵准确与否,间接关系到全部空调体系的制冷结果和节能。冷却塔出水温度tct=ts+4℃,ts为干球温度,由冷却塔出水温度15℃为前提能够推出,室外干球温度ts必需小于11~12在自控体系中,现行的温湿度传感器丈量到的参数为室外干球湿度和室外氛围相对湿度,而判定冷却塔投入运转量的多寡则是应用室外干球温度的巨细去权衡的,因而必需从丈量到的室外干球温度ts和室外氛围相对湿度去求出室外干球温度,这个求解过程可由空调道理去盘算。

2 冷水温度最好化掌握

中央空调冷水机组在尺度条件下系按所划定的冷水回水温度为12℃,供水温度7℃温差为5℃的条件下运转的,关于统一台冷水机组来讲,若运转前提稳定,外界负荷流动的状况下,冷水机组的制冷量是肯定的。此时,经由过程蒸发器的冷水流量取供、回水温差成反比干系,即冷水流量越大,温差越小;反之,流量越小,温差越大。以是。冷水机组划定冷水供回水温差5℃那实际上是划定了机组的冷水流量。这类冷水流量的掌握实际上为掌握冷水经由过程蒸发器的压力降。

当冷水出水温度的设定温度增添时,冷水主机的耗电量(kW)便可下落,机能系数(COP)则将随之增大,示意冷水主机于设定较下的冷水出水温度时,将可活得较佳的节能结果。但因为现实应用时,某些运用场所空调的要求前提较为严厉,不允许随便提拔冷水出水温度,因而若能在空调体系早期计划设计时,将下冷水温度体系取低冷水温度需求的体系离别自力设想,以差别的冷水主机供应差别冷水水温必能大幅度天削减运转本钱及能源。

3 中央空调体系局部负荷运转的节能掌握

我国的工商业、大楼等肯定范围的中央空调体系中,普遍接纳水冷式空调体系,水冷式空调体系装备水冷式冷凝器,冷却水体系一般按满负荷装备装备。然则,在现实运转中,局部负荷运转的工夫占很大比例。在空调体系的设想中,明显,按满负荷设置的冷却水体系,在局部负荷时存在着最好调治题目。在局部负荷时,因为制冷量小,冷凝热负荷也小。因而,冷却水体系的水泵、冷却塔就不需全量投入运转。然则,若是投入量缺乏,无疑将使冷凝前提恶化,形成冷凝温度上升,响应的冷凝压力上升。在紧缩式冷媒轮回中,蒸发温度稳定而冷凝压力(温度)上升时,压缩机的功耗增大,轮回机能下落。但水系统的能耗削减。因而,在肯定条件下,削减冷却水流量能够使总能耗削减,得到节能结果。

4 结论

如前所述,空调体系大部分工夫运转在局部负荷状况下,定频运转的水泵、风机处于超扬程、超流量的运转状况,若是接纳变频要领掌握水泵、风机运转,能够处理超扬程、超流量的晦气运转前提,同时经由过程恰当的水泵、风机频次掌握战略,能够使水泵、风机运转在高效率地区,并能很好顺应体系流量及扬程需求,到达幻想的节能结果。

 

参考文献

[1]M.A.Bernier B.Bourret,Pumping Energy and.variable Frequence Drives[J]. ASHRAE Journal,1999

[2]J.R.Brodrick,Are Fans Blowing Your Energy Budget ?[J].HPAV Engineering,2000.

[3]H.Crowther and J.Furlong,Optimizing Chillers&Tower[J].ASHRAE Journal,Vol.46,2004

 

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