1、中央空調(diào)水泵節(jié)能方案中央空調(diào)水泵節(jié)能方案一、中央空調(diào)運(yùn)行控制方法分析:中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先是根據(jù)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算冷負(fù)荷,按分區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),根據(jù)產(chǎn)品樣本選擇相應(yīng)的設(shè)備,組合成一個(gè)系統(tǒng)。但空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時(shí)間是在不滿負(fù)荷的情況下工作。在不滿負(fù)荷工作的控制方式不合理,系統(tǒng)能效比會(huì)大大降低。現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)節(jié)方式上,風(fēng)水系統(tǒng)主要是閥門(手動(dòng)、自動(dòng)閥門調(diào)節(jié),主機(jī)利用卸荷方式,而這些方式是犧牲了阻力能耗來(lái)適應(yīng)末端負(fù)荷要求,造成運(yùn)行成本居高不下。采用變頻控制,能量的傳遞和運(yùn)輸環(huán)節(jié)控制為變水量(VWV和變風(fēng)量(VAV,使傳遞和運(yùn)輸耦合并達(dá)到最佳溫差置換,其動(dòng)力僅為其它控制系統(tǒng)的3060,而

2、且節(jié)能是雙效的,因?yàn)閷?duì)制冷主機(jī)的需求能耗同時(shí)下降。主機(jī)采用變頻節(jié)能控制,保持設(shè)計(jì)工況下的制冷劑運(yùn)動(dòng)的物理量(如溫差、壓力等變化,節(jié)能較其它調(diào)荷方式明顯,如約克(YORK的YT型離心式冷水機(jī)組,配置變頻機(jī)組在部分負(fù)荷下能效比可降至0.2kw/冷噸,可見變頻控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用前景十分廣闊。過(guò)去由于價(jià)格的原因,在中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)推廣較難。在變頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)非常成熟的今天,用此技術(shù)與暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合,它并不是一門高價(jià)的技術(shù),在小功率空調(diào)中其經(jīng)濟(jì)性都可承受,在中央空調(diào)系統(tǒng)中更不應(yīng)該成問(wèn)題:(1中央空調(diào)運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng),節(jié)能問(wèn)題更突出(2變頻控制在整個(gè)系統(tǒng)中所占的造價(jià)比例不

3、高(3變頻控制器的容量越大,每千瓦功率單價(jià)越低。中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器是可行的,其投資回收一般在612個(gè)月,以變頻控制器使用壽命10年計(jì),其凈收益在10倍投資額以上。二、中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理制冷機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中,由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量,與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換,由冷卻水泵將帶來(lái)熱量的冷卻水帶到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行噴淋冷卻,與大氣之間進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)到大氣中去。舊操作系統(tǒng)為“星-三角轉(zhuǎn)換起動(dòng)”全壓運(yùn)行,此時(shí)空調(diào)機(jī)組在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作,系統(tǒng)在

4、起動(dòng)電機(jī)時(shí)不能平滑起動(dòng),起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊大,長(zhǎng)時(shí)間頻繁起動(dòng)將造成電機(jī)的絕緣性下降,電機(jī)溫升過(guò)高,在運(yùn)行過(guò)程中不能有效的根據(jù)病房與辦公樓的需求,對(duì)溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),只能工頻最大量進(jìn)給,這將勢(shì)必造成能量的浪費(fèi)。而通過(guò)變頻頻改造后,能根據(jù)房間的制冷及制熱的需求自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍泵及冷卻泵的流量而達(dá)到節(jié)能降耗的目地。(1由于目前冷卻水循環(huán)泵為工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),在制冷周期的前期和后期,環(huán)境溫度較低,冷卻水回水溫度較低,會(huì)造成溴化鋰結(jié)晶,導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組效率降低,甚至保護(hù)。采用變頻恒溫差控制后,回水溫度得到有效控制,將大大提高空調(diào)機(jī)組的效率,達(dá)到節(jié)能目地。(2由于冷凍水循環(huán)泵也在工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),而不能根據(jù)室內(nèi)溫度的

5、要求自動(dòng)調(diào)節(jié)流量,而通過(guò)變頻改造后冷凍泵能根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求能自動(dòng)調(diào)節(jié)流量,提高效率,達(dá)到節(jié)能目地。(3減小空調(diào)開機(jī)、停機(jī)時(shí)對(duì)供電和系統(tǒng)的沖擊減小空調(diào)開/停機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,由于循環(huán)水泵的功率較大,工頻起/停泵時(shí),對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大,影響其他設(shè)備的運(yùn)行。采用變頻控制后,水泵實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停止,其電流均小于額定電流,對(duì)電網(wǎng)不再產(chǎn)生沖擊。減小停泵時(shí)循環(huán)水的水垂效應(yīng),由于是變頻軟停止,且停泵過(guò)程可控制,可以完全消除停泵時(shí)的水垂效應(yīng),消除水垂對(duì)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的沖擊。(4降低設(shè)備的故障率采用變頻控制后,循環(huán)水泵大部分時(shí)間工作在額定功率以下,這將有力的降低設(shè)備的故障率,減少設(shè)備維修和維護(hù)。(5提高設(shè)備的

6、自動(dòng)化程度實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)泵的過(guò)載、過(guò)流保護(hù)對(duì)冷水機(jī)組的冷卻水、冷凍水的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制,保證機(jī)組的安全高效運(yùn)行。綜上,中央空調(diào)的循環(huán)水泵采用變頻控制具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造非常必要。三、中央空調(diào)變頻改造方案設(shè)計(jì)3.1冷卻水循環(huán)泵的變頻改造方案的溫度差恒定。水泵消耗的功率與轉(zhuǎn)速是立方關(guān)系,即P n3 n冷卻泵的轉(zhuǎn)速由此可見,水泵消耗的功率在理想狀態(tài)下,與冷水機(jī)組的制冷量成正比,即P Q Q,冷水機(jī)組的制冷量1.冷卻出水、回水溫度檢測(cè)、顯示。2.恒溫差自動(dòng)控制3.節(jié)能率:可達(dá)20%以上4.運(yùn)轉(zhuǎn)泵與備用泵切換5.冷卻水過(guò)溫差、欠壓力報(bào)警6.冷卻水泵過(guò)載報(bào)警3.2冷凍水循環(huán)泵的變頻改造方案1

7、、冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制1、制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制該方案在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下,確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率,將其設(shè)定為下限頻率并鎖定,變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過(guò)安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測(cè)冷凍水回水溫度,再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來(lái)控制變頻器的頻率增減,控制方式是:冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時(shí)頻率無(wú)極上調(diào)。2、制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制。該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運(yùn)行(即制熱時(shí)冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣,在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下,確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率,將其設(shè)定為下限頻率并鎖定,變頻冷凍

8、水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過(guò)安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測(cè)冷凍水回水溫度,再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來(lái)控制變頻器的頻率增減。不同的是:冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時(shí)頻率無(wú)極上調(diào),當(dāng)溫度傳感檢測(cè)到的冷凍水回水溫越高,變頻器的輸出頻率越低。1.冷凍水/熱水的出水、回水溫度檢測(cè)、顯示2.恒溫差控制/恒溫控制可選3.運(yùn)轉(zhuǎn)泵與備用泵切換4.冷凍泵與熱水泵切換控制5.水溫過(guò)溫差、欠壓力報(bào)警根據(jù)以上方案分析,結(jié)合實(shí)際水泵運(yùn)行情況,現(xiàn)運(yùn)行中央空調(diào)系統(tǒng)具的很大的節(jié)能空間,節(jié)電率可達(dá)到20左右,進(jìn)行節(jié)能改造是非常有價(jià)值的。1. 變頻器:采用POWTRAN TECHNOLOGY 公司生產(chǎn)的節(jié)能型F變頻器,其軟件可以最大限度地提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率。2. 溫度、壓力變送器:系統(tǒng)采用高精度的溫度變送器對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行在