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中央空調節能改造

中央空調節能改造


空調系統調節水泵轉速的節電原理


中央空調水泵流量控制節能示意圖

采用交流變頻技術控制水泵的運行,是目前中央空調系統節能改造的有效途經。上圖繪出了閥門調節和變頻調速控制兩種狀態比較的水泵功率消耗一流量關系;當水泵流量為60%時,變頻器控制功率消耗為不到30%,閥門控制功率消耗為90%,變頻器控制比閥門控制更節能60%以上;可見當所需流量減少,用變頻調速的方法來減少水泵流量比調節閥門控制的方式使產生的經濟效益更加顯著。
當中央空調所需的制冷量減少時,對應的水泵所需的流量也會減少,水泵轉速降低時,其電動機的所需功率按轉速的三次方下降。如水泵轉速下降到額定轉速的60%即頻率F=30Hz時,其電動機軸功率下降了78.4%,即節電率為78.4% 。

水泵轉速N%運行頻率F(Hz)水泵揚程H%軸功率P%節電率%10050100100090458172.927.180406451.248.870354934.365.760303621.678.4

根據2006-03-01實施的GB 50365-2005《空調通風系統運行管理規范》4.2.23規定“水泵作為長期運行的設備,其電耗不容忽視。目前普遍存在達流量小溫差現象,致使水泵的實際電流比額定電流大較多,如果采取重新調試水平衡、增設水泵變頻等措施,增加的投資可以通過水泵節電而回收,因此本規定應通過技術經濟比較采取節能措施”,如變頻節能措施。
中央空調冷凍和冷卻的水系統運行效率低,能耗較大且屬長期運行,進行節能技術改造是完全必要的。

節能改造后給設備帶來的好處

·? 自動調節水流量,把冷水機組進水和回水溫度控制在適當的范圍以內,保證主機熱交換效率,節約主機能耗。
·? 管路閥門開度最大(壓差旁通閥關閉),消除閥門上的節流損失。
·? 實現水泵電機軟啟、軟停、并有欠壓、過流、缺相等保護措施,改善水泵電機運行條件,提高了運行可靠性。
·? 水泵啟、停平穩,無沖擊負荷,消除了水錘現象,大幅降低了設備損耗,延長了設備使用壽命,減少了維修費用。
·? 管路壓力降低,減少了跑冒滴漏現象,設備運行更加安全。
·? 采用智能模糊控制,電機控制完全按照人的意志運行。
·? 對中央空調主機而言,使用了KC全數字多變量節能系統,使壓縮機效率處于最高的區域運行,保證了空調主機的運行效率得到大幅度的提高,主機的負載率有效下降,避免由于水系統不合理而造成的高能耗和壓縮機喘震現象,使空調主機的壽命得到延長。
·? 對冷凍和冷卻水泵而言,由于水泵大多數的時間都運行在額定轉速以下,使得水泵的機械部件的磨損如電機軸承的機械磨擦減少,機械部件的使用壽命大大延長,從而也使得中央空調機組設備的維護周期延長,設備的維護費用成倍減少,綜合經濟效益大幅提高。
·? 水泵由于變頻器采用軟啟動方式,啟動電流得到了有效的抑制,避免了原來降壓啟動帶來的對設備的沖擊,特別是對變壓器的沖擊,為系統設備和變壓器的安全運行提供了有利的技術保障,同時也延長了系統設備的使用壽命。
·? 采用變頻器運行后,提高了機組運行的工作效率,降低了電機的噪聲和溫升,也降低了電機的震動,提高了設備的自動化水平,電氣故障率大大降低,可靠性提高;全中文操作系統,人機界面友好,設備檔次大幅提高。
·? 采用智能模糊控制,在滿足冷氣量需求的同時,實現最大限度的節電率,最高可達60%以上;
·? 采用RS485通訊控制,能在觸摸屏上顯示電動機的實時電參數,如:輸入消耗功率、電流、電壓、運行頻率、節電率等等,使節能效果一目了然。


中央空調節能改造的必要性分析 對于中央空調來說,按照國家標準,系統的最大負載能力是按照氣溫最高,負荷最大的工作環境來設計的,就系統本身來說,存在著很大的儲備空間,而實際上系統又很少在這些極限條件下工作。根據有關資料統計,中央空調設備97%的時間在70%負荷以下波動運行,所以實際負荷總不能達到滿負荷(即通常所說的‘大馬拉小車’);特別是冷氣需求量較少的情況下,主機負荷量低。   為了保證有較好的運行狀態和較高的運行效率,主機能在一定范圍內根據負載的變化合理的加載和卸載,不讓與之相配套的冷卻水泵和冷凍水泵一直在高負荷狀態下運行,提高中央空調冷卻水、冷凍水系統運行效率低,降低能耗較大且運行時間較長的設備的工作時間,所以,進行中央空調節能技術改造是完全必要的。

 

 

中央空調水系統節能解決方案業主的電費帳單取決于整個冷水系統的能耗。在過去的30年里,冷水機組效率提高很快,使其占整個系統能耗的比例已降低了20%故冷卻塔和水泵能耗已受重視。  過去三十年內冷水系統能耗百分比的變化 節約系統運行費用的方案,深受空調專家的推崇,代表了空調水系統設計的主流發展方向。一次泵變流系統是使變頻水泵的流量隨空調負荷的減少而相應減少,從而節約水泵能耗。與其他空調水系統方案相比,水泵能耗節約最多,見下表:  

 

空調機組采用高能效節能產品

空調機組使用高效節能產品,可節約用戶電費,減緩夏季用電高峰負荷,緩解大中城市“夏季電荒”;保護環境,減少溫室氣體排放
空調機組節能產品可以為用戶提供經濟回報
空調機組的總費用包括初投資和日常運行費用。其中初投資僅占機組壽命期間內總投資的6 ~10%,而機組的運行費用則猶如冰山的水下部分一樣要占到90%以上。

節能政策與規定
《經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》十大重點節能工程實施意見指出針對不同建筑特點和能源消費類型,對既有中央空調等用電設備進行節能改造;開展中央空調系統節能改造工作。
深圳市貿易工業局、深圳市國土資源和房產管理局、深圳市建設局制定了《深圳市中央空調系統節能運行維護管理暫行規定》,深貿工源字〔2005〕36號文件的第五十四條規定:由兩臺或兩臺以上制冷冷水機組組成,且同時使用率低的制冷系統,其冷水泵、冷卻水泵宜采用變頻等改造措施,以減少單機運行時水泵無謂消耗的功率。

 

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