(4)减少水系统泵机的电耗。
空调系统中的水泵耗电量也非常大。空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%~16%,占空调系统耗电量的15%~30%,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手:
①减小阀门、过滤网阻力
阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中,要定期清洗过滤器,如果过滤器被沉淀物堵塞,空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。
阀门是调节管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡,以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗,所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。
②提高水泵效率
水泵效率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0~最大效率(一般80%左右)变化。在输送流体的要求相同,如果水泵的效率较低,那么就需要较大的输入功率,水泵的能耗就会较大。因此,空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵,使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时,也要注意让水泵工作在高效率状态点。
③设定合适的空调系统水流量
空调系统的水流量是由空调冷负荷和空调水供回水温差决定的,空调水供回水温差越大,空调水流量越小,从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少,流经制冷机的蒸发器时流速降低,引起换热系数降低,需要的换热面积增大,金属耗量增大。所以经过技术经济比较,空调冷冻水的供回水温差4~6℃较经济合理,大多数空调系统都按照5℃的冷冻冷却供回水温差工况设计。
空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比,实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2~3℃,如果将供回水温差提高到5℃,水流量将减少到原来的50%左右,所以如果水流量减少50%,水泵耗电量将减少87.5%,节能效果非常明显。
3、中央空调改造方案:
(1)中央空调节能改造还可采用智能变频调速控制系统,使其能根据室外天气的变化,自动完成冷水流量的跟踪控制,使循环水流量恰倒好处地与制冷量相匹配,并实现空调末端自动恒温控制,从而达到节能的目的。一般来说,采用该系统的中央空调可节电20%~45%。
系统特点
①具有可靠的安全保护
通过全面的运行参数采集,实现了系统工作状态的全面监控,并设置了冷冻水、冷却水的低限流量保护和低温保护,有效地保障了冷冻水和冷却水系统在变流量工况下空调主机蒸发器和冷凝器的安全稳定运行。
②实现动态负荷跟随,保障了末端的服务质量
突破传统中央空调冷媒系统的运行方式(定流量模式或冷源侧定流量而负荷侧变流量模式),实现最佳输出能量控制,即空调主机冷媒流量自动跟随末端负荷需求而同步变化(即变流量),因此,在空调系统的任何负荷状况(满负荷或部分负荷)下,都能既保障中央空调系统末端的服务质量(舒适性),又实现最大的节能。
③具有自寻优、自适应的智能模糊控制
对于中央空调这样多参量相互影响的复杂系统,要实现冷冻水和冷却水系统全部变流量运行,只有充分利用当代最新科技成果,采用具有智能控制功能、能进行类似人脑的知识处理和推理的先进的控制技术,才有可能成功。因此系统采用了模糊控制技术,使系统具有自学习、自寻优和自适应的优化控制功能,实现了中央空调系统各种负荷条件下的最大节能,使空调水系统节能达到16%~30%。
④优化了空调主机运行环境
系统全面采集中央空调的各种运行参量,再利用先进的模糊控制技术对这些相互关联、相互影响的运行参量进行动态优化控制,以满足中央空调系统非线性和时变性的要求,使空调主机始终运行在最佳工况,以保持最高的热转换效率,从而减少主机的能耗5%-10%。
水系统采用变流量模糊控制变频节能技术:
在中央空调系统中,冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的容量是按照建筑物最大设计热负荷选定的,且留有10%—15%的余量,在一年四季中,系统长期在固定的最大水流量下工作。由于季节、昼夜和用户负荷的变化,空调实际的热负荷在绝大部分时间内远比设计负载低。一年中负载率在50%以下的运行小时数约占全部运行时间的50%以上。当空调冷负荷发生变化时,所需空调循环水量也应随负荷相应变化。所以采用变频调速技术调节水泵的流量,可大幅度降低水系统能耗。由于中央空调系统是一种多参量非常复杂的一个系统,即当气温、末端负荷发生改变时,水系统温度、温差、压力、压差、流量等均会发生长改变。单纯的PID调节根本满足不了要求,只有采模糊控制技术才能实现最佳节能控制。
由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%以下,通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化,那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右,水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5%,节能效果是非常明显的。
(2)中央空调变风量技术:
空调系统中风机包括空调风机以及送风机、排风机,这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的,风机节能的潜力也就最大,风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手:定期清洗过滤网、定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。使用变频风机将定风量控制改为变风量控制,降低送风的风速,减小噪音。末端风机改为变风量控制系统,可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变,自动调节空调送风量(达到最小送风量时调节送风温度),最大限度的减少风机动力以节约能量。室内无过冷过热现象,由此可减少空调负荷15%~30%。
将中央空调末端风机改为VAV变风量控制系统。VAV空调系统可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变,自动调节空调送风量(达到最小送风量时调节送风温度),以满足室内人员舒适要求或其它工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速,最大限度的减少风机动力以节约能量。
由于末端系统采用了输出能量的动态控制,实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应,使空调系统在各种负荷情况下,都能既保证末端用户的舒适性,又最大限度地节省了风机的能量消耗。
一般地讲,VAV空调系统有以下特点:
①区域的灵活控制,可根据负荷的变化及人舒适要求自动调节
②调节各区域的送风量,在考虑同时使用系数的情况下空调总装机容量可少10%-30%
③室内无过冷过热现象,由此可减少空调负荷15%-30%。
④部分负荷运转时可大量减少送风动力,据模拟计算,全年空调负荷率为60%时,VAV空调系统可节约风机动力70%以上。
在空调改造时选用或改造冷冻泵、冷却泵时可考虑采用新型高效节能水泵。该水泵应用特殊设计的叶片、叶轮,新型的水泵材质,新的水泵结构,使其运行效率比原有的水泵运行效率提高20%~40%。节能水泵还装有优质机械密封,彻底根除了水泵轴向渗漏现象,有效地减少了水泵维修保养的工作时间,提高了设备使用寿命。用该高效节能水泵取代现役水泵,提高水泵的运行效率,减少水泵的无功损失,节省水泵用电量。
深圳市属于海洋性气候,夏季并不太热,最高气温也就在33℃左右,晚上气温较低,深圳市夏季夜晚大多数时间是可以利用自然通风解决热舒适的问题。如果自然通风解决的好,夏季可以节约一半的空调启时间,而且室内空气品质显著提高。
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