在眾多空調(diào)企業(yè)的推動下,空調(diào)行業(yè)的技術(shù)升級一日千里,中央空調(diào)技術(shù)的成熟讓人們對未來空調(diào)產(chǎn)業(yè)有了新的展望, 中央空調(diào)是大型商場、賓館、超市、寫字樓、工廠等許多用電場所里耗電最大的單元,在總電費支出中,僅中央空調(diào)就占去了60%左右,而其中近三成被電能浪費。在暖通空調(diào)企業(yè)不斷對中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)升級的同時,中央空調(diào)空調(diào)節(jié)能改造設(shè)計卻受到忽視。如此龐大的能量浪費,也是為什么中央空調(diào)已經(jīng)發(fā)展了幾十年仍無法取代普通空調(diào)類型,除了中央空調(diào)不菲的價格外,中央空調(diào)能耗也是目前面臨的一大問題。因此中央空調(diào)節(jié)電就顯得尤其重要。但節(jié)電不是再生能源,而是提高用電效率,節(jié)電一定要有一個節(jié)電的空間存在。中央空調(diào)在設(shè)計和設(shè)備選型時通常是按照當?shù)貧v史上氣溫最高的天氣來設(shè)計,且留有15~20%的余量,也就是說即使是在天氣最熱的季節(jié),空調(diào)也是有余量的(個別特殊情況例外),這部分余量為設(shè)計余量。除此之外,一年當中需要開空調(diào)的幾個月當中,溫差也很大,如5月份開空調(diào)與8月份開空調(diào)相比,5月份就有更大的余量。中央空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)該提上日程,全面降低中央空調(diào)能耗才能讓中央空調(diào)走近普通百姓家庭。在能源危機日益加劇的當下,不得不讓人們想方設(shè)法降低空調(diào)的運行成本,中央空調(diào)節(jié)能改造勢在必行。危機日益加劇的當下,節(jié)能改造成為降低能耗、緩解危機的最佳途徑。
中央空調(diào)系統(tǒng)工作原理
中央空調(diào)系統(tǒng)有主機和末段系統(tǒng)。按負擔室內(nèi)熱濕負荷所用的介質(zhì)可分為全空氣系統(tǒng) 、全水系統(tǒng) 、空氣-水系統(tǒng) 、冷劑系統(tǒng) 。按空氣處理設(shè)備的集中程度可分為集中式和半集中式。按被處理空氣的來源可分為封閉式、直流式 、混合式(一次回風 二次回風)。主要組成設(shè)備有空調(diào)主機(冷熱源) 風柜 風機盤管等等。中央空調(diào)系統(tǒng)在實際運行時,隨著時間不同、使用空間以及氣溫變化,絕大多數(shù)時間內(nèi),實際需要的冷負荷低于設(shè)計值,但冷卻水泵由工頻控制,處于100%的滿負荷運行狀態(tài),浪費大量電能。
中央空調(diào)實現(xiàn)節(jié)能改造的兩個基本的前提條件:
1、必須確保
中央空調(diào)系統(tǒng)主機和外圍設(shè)備的安全運行。因為節(jié)能固然重要,但安全應(yīng)是第一位。
2、 確保空調(diào)末端用戶環(huán)境的舒適性,效益固然重要,但服務(wù)才是目的。
這兩個條件是保護用戶的根本利益所在,如果不能滿足這兩個前提條件,所實現(xiàn)的“
中央空調(diào)節(jié)能改造”,則是以犧牲用戶的利益(即系統(tǒng)的安全性及空調(diào)服務(wù)效果)為代價的。
中央空調(diào)節(jié)能改造解決方案
由于中央空調(diào)主要設(shè)備是風機水泵,所以節(jié)能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數(shù)中間空調(diào)還采用以往舊的控制方式,即:通過改變壓縮機機組、水泵、風機啟停臺數(shù),以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。
該調(diào)節(jié)方式缺點集中表現(xiàn)為如下幾點:
設(shè)備長時間全開或全閉,輪流運行,浪費電能驚人。
電機直接工頻啟動,沖擊電流大,嚴重影響設(shè)備使用壽命。
溫控效果不佳。當環(huán)境或冷熱負荷發(fā)生變化時,只能通過增減冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風板來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,溫度波動大,舒適感差。
中央空調(diào)采用變頻器后有如下優(yōu)點:
變頻器可軟啟動電機,大大減小沖擊電流,降低電機軸承磨損,延長軸承壽命。
調(diào)節(jié)水泵風機流量、壓力可直接通過更改變頻器的運行頻率來完成,可減少或取消擋板、閥門。
系統(tǒng)耗電大大下降,噪聲減小。
若采用溫度閉環(huán)控制方式,系統(tǒng)可通過檢測環(huán)境溫度,自動調(diào)節(jié)風量,隨天氣、熱負荷的變化自動調(diào)節(jié),溫度變化小,調(diào)節(jié)迅速。
系統(tǒng)可通過現(xiàn)場總線與中央控制室聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)集中遠程監(jiān)控。
1、 冷卻水泵變頻控制
中央空調(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機組的壓縮機滿負荷工作設(shè)計的,當環(huán)境溫度及各種外界因素,冷凍機組不需要開啟全部壓縮機組,此時空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小,這時就可以通過變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷卻水的循環(huán)速度及流量,使冷卻水的冷負荷被冷凝系統(tǒng)充分利用,從而達到節(jié)能目的。從我公司對中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù),其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運行時,可以大幅度節(jié)省電力,尤其針對直燃機冷卻水流量曲線的特點,采用變頻控制,意義更大,從遠大BZ型直燃機中央空調(diào)系統(tǒng)采用海利普變頻器控制水泵測試數(shù)據(jù)為例:
當制冷量75%時,機組所需冷卻水流量34%,水泵電耗約20%;
當制冷量50%時,機組所需冷卻水流量22%,水泵電耗約15%。
2、 冷溫水泵變頻控制
中央空調(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿負荷工作設(shè)計的,當賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達到空調(diào)的滿負荷,這時就可以通過變頻器調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷媒水的循環(huán)速度,使冷量和熱量得到充分利用,從而達到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺水泵,則冬季水泵流量只需50%,自然可大大節(jié)省電力;即使是冬夏分泵運行,也可在低負荷季節(jié)適當降低流量,如90%流量時,電耗約75%。
3、 冷卻塔風機變頻控制
風機功率一般都較小,節(jié)電不如水泵明顯。但風機采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫,這對于機組制冷恒溫極為關(guān)鍵;且能使機組溶液循環(huán)穩(wěn)定,獲得最大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風扇低轉(zhuǎn)速運行還能大幅度減少漂水,節(jié)省水源、延緩水質(zhì)劣化、減少水霧對周圍的影響
4、 采用變頻器的其他益處
由于變頻器的啟動、停止過程是漸強、漸弱式,能消除電機啟動對電網(wǎng)的沖擊。并可避免電機因過載而引起的故障。
由于電機經(jīng)常處于低負荷運行,能大幅度延長電機及水泵、風機的壽命,同時因沒有啟動、停止的沖擊,加上流量的減少,管路承壓及所受沖擊力減小,故對管道、閥門、末端設(shè)備也起到了保護作用。另一方面,設(shè)備噪音、震動均減小,保護了環(huán)境。
中央空調(diào)節(jié)能改造的優(yōu)點
1)實現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動,軟停車,使運行更加平衡;
2)啟動及加速過程沖擊電流小,加速過程中最大啟動電流不超過1.5倍額定電流,大大減小了對電網(wǎng)的沖擊;
3)節(jié)能效果顯著,據(jù)實測,在低速段節(jié)能明顯,一般可達30%左右,降低運行成本;
4)延長水泵的使用壽命;
5)由于變頻器屬于高科技產(chǎn)品,因此保護功能強大,而且靈敏,對出現(xiàn)各種故障及時的保護,受更大的損失。
中央空調(diào)末端設(shè)備—變風量機組變頻控制
變風量機組也是中央空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分,其性能指標(風量、冷量、噪音、用電量)的優(yōu)劣,除了變風量機組本身的性能外,更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質(zhì)。
隨著中央空調(diào)的不斷普及,變風量機組調(diào)節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段:
第一階段:風閥調(diào)節(jié)。能起到調(diào)節(jié)風量的作用,但電能量消耗大、噪音大。
第二階段:可控硅調(diào)壓調(diào)速。能起到調(diào)節(jié)風量、冷量、節(jié)能的作用,對變風量機組的噪音有一定的改良作用,其缺點是體積大、可靠性穩(wěn)定性低、故障率高。
第三階段:變頻調(diào)節(jié)。能最大限度的滿足變風量機組對風量、冷量、噪音的調(diào)節(jié)要求,節(jié)能效果更明顯,體積小,可靠性穩(wěn)定性高。
中央空調(diào)節(jié)能方案投資回報分析
冷凍泵及冷卻泵功率均為4.5kw,由于開機運行1臺不等,即冷卻泵運行總功率為4.5KW×3=13.5KW,以節(jié)電率40%計算:
改造前每小時耗電:13.5kw×1h×0.9=12.15(度)(功率負荷系數(shù):0.9)
改造后每小時耗電:13.5kw×1h×(1-35%)=8.78(度)
每小時省電:149度-97度=3.38(度)
每月節(jié)省費用(電價:0.9元/度): 3.38度×12小時×30天×0.9元/度=1095(元)
全年節(jié)省費用按開機12個月計:1095元×12=13141(元)
同時我們可以結(jié)合其他先進的技術(shù)和能源加強中央空調(diào)節(jié)能改造,如空氣源熱泵、水源熱泵、
地源熱泵、太陽能熱水系統(tǒng)等等,通過能源互補,可以大大降低中央空調(diào)能耗,但是這幾種技術(shù)都是以水作為載體,因此中央空調(diào)水系統(tǒng)比氟系統(tǒng)前景更加廣闊,節(jié)能性也會更強,目前
大金中央空調(diào)水系統(tǒng)就在大力發(fā)展地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng),依托自身的空調(diào)技術(shù),加強中央空調(diào)節(jié)能改造,以適應(yīng)市場需求。
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