中央空调系统整体节能技术探讨.doc

中央空调系统整体节能技术探讨技术讨论 2007-11-22 04:21 阅读224评论4 字号： 大大 中中 小小 本人的技术原创目前大多数中央空调系统整体能源利用率只有70%80%。众所周知，一般，中央空调系统在设计选型时，通常是按照当地历史上气温最高的天气来设计，且预留有1520的余量，在正常使用时，即使是在天气最热的季节，中央空调系统也没有完全运行在满负荷状态；在中央空调水系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量，也是按照建筑物最大设计负荷选定的，实际的运行情况是一年四季都长期处于固定的最大水流量下工作，但整栋大楼的热负载会随季节、昼夜和用户需求负荷的变化随时动态变化，因此，中央空调的实际热负载在绝大部分时间内远比设计负载低。很多场合，有用平均年负载率都不到设计值的50，低负荷运行占全年运行时间的50%以上。一般冷冻水设计温差为57，冷却水的设计温差为45，水系统流量固定的情况下，全年绝大部分时间，水系统温差仅为1.03.0，即整个系统处于大流量、小温差的工作状态下，不但降低了系统的热转换效率，也增加了管路系统的能耗。根据统计分析，一般中央空调水系统的耗电量约占整个中央空调系统耗电量的2030%，传统的中央空调水、风系统均采用调节阀门或风门开度的方式来调节水量和风量,而水泵和风机的转速不变，这种调节方式的缺点不仅是消耗大量能量，而且调节品质难以达到理想状态而导致空调的舒适度不佳。而且加大了机械损耗，导致能源费用和维修费用居高不下，给使用管理者带来沉重的负担。故根据热负载的变化，自动调整水系统的流量，更具有现实和重要的意义。在目前大多数的自动化公司中，当他们做中央空调节能改造时，只选冷冻水泵来做，不对主机和冷却水泵做改造，这是正确的。但是，我们还可以进一步发掘中央空调系统的节能点。接下来我们来观察中央空调一天的负荷变化：这个曲线有点错误，应该是7-8点是高负荷的运行（在夜间停机状态下）在9-11点是个中负荷区，14-15点是又出现中高性负荷。酒店的又有所不同。酒店在晚上8：30-11：00是中高负荷。我要提出的是我们不能一概而论的采用冷冻水温差来做节能。PID固然有很好的追踪性和快速反映性。但是我个人认为不适合广泛使用在中央空调节能改造中。多段速被认为没PID的追踪性个反映性好，我也承认，但是要看是什么样的负荷。我们在设计中央空调变频改造的时候一般都会对现场设备进行勘察，大多数的工程师认为只要观察冷冻水的进出水温差就可以判断出是否有空间以及空间有多少了。没错，这是正确的，但是不全面。我们更需要详细的数据。比如主机的一天负荷变化。一般的中央空调的管理，都有详细的纪录，每两个小时抄一次数据，主机的详细参数负荷比例冷冻、冷却的水温，还有水泵的电流。设计思路决定着你是否能将最大化的为中央空调节能，你是否追踪到了主机变化。在此我提出将冷冻和冷却水泵都做变频节能控制，从而真正的达到泵和主机的最佳匹配。（说到这里很多自动化工程师可能会反驳我，但是技术的更新来自实践，本人是经过了实践的。）根据我们从客户那里拿到的一年空调系统数据（其实只要每个月抽几天出来就可以了），这个是用来编写程序的。冷冻水仍然采用PID温差控制，在我的项目中反复试验过，没有比这更好的控制了。冷却水采用多短速控制，将冷冻水的温差大小和冷却水的温度来控制。冷冻水温差我就不解释了，冷却泵变频（在夏季时节电率较小，在其它季节尤其是冬季就能获得不错的效益），冷却水的水温直接与主机有很大的关系了。下面进行说明：假如在冷冻水温差相差不超出3度时，我们就可以判断出主机负荷不大，那么冷却水泵就有空间了，适当调节冷却水的转速来匹配主机。使主机卸载就可以获得主机和冷却水泵的节电率。（冷却水的变频势必会影响冷却水的温度，我们可以多开1-2台冷却塔来辅助降温，冷却塔风机比较小。但是对冷却水温度影响教大）我们根据冷冻水温差追踪到了主机负荷，增加冷却塔的台数，迫使冷却水温降下来，再将冷却泵变频运行，获得教底