空调系统运行调节与管理节能技术.ppt

第七章空调系统的运行调节与管理节能技术，主要内容：室内负荷变化下空调水系统的运行调节节能变风量空调系统的控制空调系统的运行管理，室内负荷变化下的运行调节，1。再热调节，(a)当废热量和残余湿度恒定时；当余热和湿度变化时，2。调整一次和二次回风的比例，3。调整侧通风和处理空气的混合比例，4。在过渡季节调整供气量，节约空调水系统的能源。1.变流量水系统中冷冻水泵的容量根据建筑物的最大设计负荷进行选择。绝大多数时间是在部分负荷下运行，负荷率低于50%的运行时间占一半以上。传统的部分负荷运行调节方法是采用质量调节(恒定流量和温度调节)。在恒定流量水系统中，系统中水量的变化基本上由运行中的泵的数量决定。双通阀：改变管道的性能曲线来改变系统的工作点，导致水泵的流量减少、压力增加和功率减少有限。速度控制：改变水泵的性能。随着速度的降低，流速和压力都将降低，而水泵的功率将以速度与三次功率的比率降低。因此，该方法具有很好的节能性。目前控制的数量正在使用更多的控制方法。操作简单易行，节能经济效果显著，但不能实现无级控制。此外，还可以使用控制方法的组合，例如单元数量和速度控制。三通阀：空气处理设备可以实现变水量，但整个水系统仍然是恒定水量模式。因此，水泵的功率不能被节省。图7-10不同换水方式下水泵功耗比较CWV-恒定水量；VC1-1泵的数量控制；VC2-2水泵的数量控制；VC3-3水泵的数量控制；变速泵，工程设计中常用的变流量水系统包括：单级泵变流量水系统和二级泵变流量水系统。当空调系统处于设计状态时，所有设备均满负荷运行，压差旁通阀开度为零，没有旁通水流。差压控制器两端接口处的压差，即用户侧提供的水压差P，是控制器的设定压差。当末端负荷变小时，末端的双通阀关闭，供水压差P将增大到超过设定值。在压差控制器的作用下，旁通阀将自动打开。由于旁通阀与用户侧的水系统并联，其开度的增加将减少总回水压差P，并在达到设定值时停止。部分水流过旁通室，直接进入回水管。与用户侧的回水混合后，进入水泵和冷水机组。在此过程中，冷冻水泵和冷却器的流量基本保持不变。(1)单级泵变流量水系统。单级泵系统是一种应用较为广泛和成熟的变流量水系统。该系统相对简单，控制元件少，操作管理方便。然而，单级泵变流量水系统的设计必须基于一点：即整个水系统是一个线性系统。(2)二次泵变流量水系统，一次泵通过冷水机组联锁启停，二次泵根据负荷变化控制启停次数或改变转速，调节负荷侧二次回路的循环水量。当二级泵组的总供水量与一级泵组的总供水量不同时，差值部分流经AB平衡管(可从A流回B或从B流回A)。这样，可以解决冷水机组和用户端之间的异步水量控制问题真正的变流量系统不应该改变管道的特性，而是沿着管道特性曲线移动泵的工作点，以保持泵在最高效率点运行，达到最大的节能效果。如图所示，水泵的工作点从a移动到b，这只能通过改变水泵的转速n来实现。目前，变频器的价格相对较高，但通过节省运行费用，增加的投资可以在短时间内全部收回。由于功率n与流量q的关系是，当流量减小时，功耗将按第三功率的比例相应减小，当当前空调水系统的设计水量与实际运行水量相差较大时，这对节能有明显的意义。空调水系统中使用的变频装置具有以下优点：1)能最大限度地节约水泵运行的能耗。2)选择合理时，一套循环水泵可在冬夏季使用。3)对电网影响小，变频器无级调速，电机启动平稳，无冲击噪声，提高了使用寿命。4)可以减少水泵的数量，同时实现冰箱的自动控制。水泵的启停由程序控制，管理方便。为了使水泵的供水流量和扬程与管道所需的流量和扬程相一致，一般采用调节水泵出口阀的方法，通过改变管道的水头损失来改变管道的品质特性曲线，使管道的品质特性曲线与水泵供水的品质特性曲线相一致。虽然这种方法简单易行，但它只起到调节流量和扬程的作用，而没有节约电能的效果。该图显示了三个相同类型的泵的并联运行。图中齐-喜为管道特性曲线，Q1-H1、Q2-H2、Q3-H3分别为一台水泵、两台水泵、三台水泵的特性曲线。并联水泵的工作点从点A转移到点B。并联水泵的供水流量为QB，扬程为HB。由于单个泵和并联泵的Q-H相对平坦，所以高可用性和高可用性之间的压头变化非常小。当泵并联时，流量、扬程和效率如何变化？1)多个水泵并联运行，2)水泵叶轮更换、转动和收缩后，水泵的工作性能会发生变化。不同叶轮直径的水泵具有不同的供水流量、扬程和所需功率。从图中可以看出，当管道所需的流量和扬程为QA和ha时，水泵叶轮直径为D1时的供水流量、扬程和轴功率分别为QA、HA和NA。管道所需的流量减少到QB，且扬程仍为高可用性。为了适应管道流量的变化，泵应更换直径为D2的小叶轮。此时，水泵的工作点从a点移到b点，水泵的供水流量、扬程和轴功率分别为QB、ha和NB，即当流量稍有降低时，水泵所需的轴功率随着叶轮直径的减小而大幅度降低，节电效果十分显著。3)水泵叶轮调速后，其性能也会发生一系列变化。从图中可以看出，当系统管道所需的流量和扬程为QA和HA时，水泵的叶轮转速为n1。当管道所需的流量仍为质量保证且扬程降低到HB时，为了适应管道扬程的变化，水泵的叶轮转速应降低到n2。此时，水泵的工作点从a点移到b点，水泵的供水流量、扬程和轴功率分别为QA、HB和NB。从图中可以看出，调节水泵叶轮转速的方法可以达到较好的节电效果，水泵叶轮转速的变化可以通过变频调速器来实现。可变风量空调系统控制，空调变风量空调系统的组成变风量空调系统根据不同的建筑结构和设计要求有多种设计方案可供选择。例如，单风道或双风道、节流式或旁通式终端装置、终端是否再热(温度控制精度高时采用)、供气管道的静压控制方式(恒压或变压)等。简而言之，只要供气量随负荷变化，该系统统称为变风量空调系统。该图是单风道变风量空调系统的简图。系统管道由新风、回风和排气阀、变风量末端装置和管网组成。控制回路包括室温控制、供气量控制、新鲜空气、回风和排气阀联动控制以及供气温度控制。(1)室内温度控制：变风量末端装置根据室内温度的变化调节室内的送风量，保持室内温度稳定。(2)供气量控制：根据供气管道静压的变化来控制变频风机的转速。(3)新风、回风、排气阀联动控制：根据新风量和季节变化的要求，调整新风与回风的比例，根据新风量的大小控制排风量，实现系统风量的平衡。(4)送风温度控制：根据送风温度调节冷却(热)量。30m3/h，占总风量的10%;确保房间内的正压为5-10Pa。2.变风量末端装置。1.节流式节流式变风量空调箱是最基本的变风量空调箱。其他类型如风机动力型、双风道型和旁路型都是在节流型的基础上发展起来的。所有变风量空调箱的“心脏”是一个节流阀，与该阀的控制和调节元件以及必要的面板框架一起，形成一个节流型变风量空调箱。节流型的缺点：(1)增加了系统的能耗。变风量系统的主要目的之一是节能，而节能末端装置的作用正好相反，由于节流而增加了系统的能耗；(2)增加系统噪声。由于节流，系统噪音增加。(3)增加系统的复杂性。当采用可变静压控制时，应给出实际阀门位置信号。就目前的技术发展水平而言，很难以低廉的价格和简单的方式实现。旁通这是一个使用旁通通风阀来改变室内空气供应量的系统。由于它不具备变风量系统的所有优点，所以在一些论文中被称为“准”变风量系统。该系统具有投资少、节能少的特点，因为大量的空气被直接旁路并返回到空调设备中，这并没有降低风机的能耗，所以目前使用不多。3.风扇动力型风扇动力型是节流式变风量箱内置增压风扇的产品。根据增压风机和变风量阀的布置，可分为两种产品：串联式和并联式。所谓的串联空气模型意味着风扇和变风量阀是串联的。一次空气由VAV阀和风扇加压。所谓的平行空气模型意味着风扇和变风量阀是平行建造的。一次空气仅通过变风量阀，不需要风扇加压。变风量空调系统的适用范围(1)负荷变化大的建筑(2)多区域控制的建筑(3)有公共回风通道的建筑(4)不适用于医院的隔离病房、实验室和厨房。(1)室内温度控制(包括变风量末端装置控制和风机控制)；(2)室内正压控制；(3)供气参数控制；(4)新风量控制。这四个部分是相对独立和相互关联的。(1)室内温度控制是通过终端设备对送风量的控制来实现的。终端设备的控制可分为三种类型：随压力变化的控制(也称为压力相关型)、限制空气量的控制和不随压力变化的控制(也称为压力无关型)。l)通过压力变化的终端设备控制空气量这种终端设备的控制部分实际上是一个空气量控制阀2)通过末端装置控制空气量限制空气量这种类型的末端装置配有最大空气量限制器或最小空气量限制器。虽然可以避免供气量在大部分时间内超过限制器的设定值，但实际上，最大负载条件将仅在一年中的短时间内出现，因此作为这种控制的结果，供气量将“过度调节”或“调节不足”。控制风量极限有两种方法，一种是采用机械式(即带弹簧)恒风量调节器，另一种是采用带孔板或速度探头的压差控制器。(3)不随压力变化的末端装置对空气量的控制在任何情况下，这种末端装置仅根据房间负荷的需要输送相应的空气量，而不管空气管道系统中的静态压力变化。他们可以将空气量从最大值控制到最小值，并且只接受室内温度调节器的指令。(2)室内压力控制如前所述，控制变风量系统时，应同时考虑室内压力，不应出现压力过低的情况。目前，室内压力控制方法有：(1)通过送风静压信号来控制回风风机的风量；(2)通过室内压力控制回风风机的风量；(3)测量送风管道和回风管道中的流量，并通过两者的差值控制回风量；(4)排气扇的风量由室内压力控制；(5)通过新风阀的开度控制排风扇的风量；(6)通过室内压力控制排气门的排气量；没有回流风扇，只有一个新风扇和一个排气风扇，排气风扇的风量是根据新鲜空气和排气之间的固定压力比来控制的。这些方法是由ASHRAE研究项目590提出的，该项目还提供了一个计算机程序用于这些控制方面的比较。(3)送风温度控制变风量系统的特点是送风量可变，送风湿度恒定，变风量末端装置的送风量由室内温度设定点控制，与送风温度无关。早期的变风量系统对如何合理设定送风温度重视不够。不合理的送风温度设置可能会导致终端设备的噪音和能耗过高。因此，进入20世纪90年代以后，在变风量系统的研究中，送风温度控制的研究得到了加强。(1)检查电机、风扇、电加热器、水泵、表面冷却器或喷淋室、加热设备和自动控制系统，确认它们处于良好的技术状态。(2)检查所有管道系统接头的紧密度和紧密度。不允许松动和泄漏。(3)应检查空调系统中相关操作设备(如风机、喷淋泵、回流泵等)的各轴承供油情况。)。如果发现缺油，应及时加油。(4)根据室外空气状态参数和室内空气状态参数的要求，调整温湿度等自动空气参数控制装置的