苏州中央空调节能技术大全

 小常     |      2019-07-13 15:33

  空调节能措施有分体空调,热泵技术,蓄冰空调,水温提升,冷凝器自动清洗等等。空调节能可以极大的节约资源,积极响应国家节能减排号召。那么今天中央空调维修网小编就跟大家来聊聊关于中央空调的节能技术。
 

苏州中央空调节能技术大全-图1
 

  一、空气源热泵、水源热泵、地源热泵

  1、空气源热泵用于产热水,能效比COP=3.5,即耗电1kW可产热3.5kW,效率是较高的。但注意室外温度近冰点时效率明显下降,室外机要有除霜措施。应定期清洗室外机上的油污、灰尘,保持高效换热。近年来空气源技术发展迅速,冬天低温环境下的也可以使用。

  2、水源热泵机(专业称水环热泵机),即共一组冷却塔冷却,各末端机组可单独制冷、制热。用水冷却比空气冷却能效高 COP>4.5,同样输入功率,水冷机制冷量比风冷机大30~40%。各用户可根据自身情况决定开关机时间和温度设定,可以得到更好的节能效益。因为各机组是小机组,冷凝器多是板换或套管换热器,容易堵塞,污垢去除难度大,时有高压故障。所以,冷却水的杀菌藻、过滤排污、软水除垢尤为重要!

  3、地源热泵空调:利用了地下水约18~20℃恒温的特点,取地下热作冷却或蒸发热源,因为地下水温比冷却塔回水温度低10~12℃,降低冷却水温10~12℃,空调主机可节能30~36%。但必须解决几个问题:

  1)抽出来的地下水经换热后要全部回灌!否则会引起地质水纹变化,地表沉降下陷的事故;

  2)地下黄泥水应经过严格的过滤或沉淀,再供冷凝器或蒸发器水侧换热,否则大量泥污粘在铜壁内壁并积淤,主机换热不良,温度、压力上升,一个星期到半个月必须通炮;

  3)要加装冷凝器自动清洗,才能保证连续有效的节能运行;

  4)要周期更换供水回灌井,否则毛细管堵塞,水量减小。

  湖水、河水、海水冷却,也可节能。但要严格过滤,并加海绵球自动清洗。否则不能连续有效节能运行。

  二、冷冻水温提升2-3℃,主机节能6-10℃

  有经验的师傅会把冷冻水温设在9~14℃,主机可节能6%,同样能满足舒适性中央空调对冷冻水温的需要。有人认为末端空调不够冷,就把冷冻水温降到4~9℃,这样主机多耗能10%。实际个别末端空调不够冷的真正原因,是水侧、风侧有污堵,换热面积或效率下降所至,应定期清洗水侧污垢、定期清洗风侧翅片污垢就可以解决了。这也是空调运行管理节能的常用方法和有效措施。

  三、水泵、风机变频

  空调冷冻、冷却泵流量设计会有10~20%余量,空调运行中负荷会有变化波动,主机随之加载减载,冷冻、冷却水流量也可以相应的增减。节能技术规定主机出回水温差为5℃时是冷冻、冷却水经济流量,当温差<5℃为流量偏大,主机是节能的,水泵则多耗能,当温差>5℃水泵节能,主机则多耗能甚至不安全!用温度传感器、压差传感器、PLC和变频器控制冷冻、冷却泵的转速,达到温差=5℃,冷冻、冷却泵可节能30~50%。

  四、空调系统和空调主机设计选型

  1、大型空调系统用离心机、螺杆机组能效比更高。满液式螺杆机COP已>5,而离心机COP>6。

  2、水冷冷水机比风冷机能效比高。风冷机COP=3~3.5,而水冷机COP≥5~6。

  3、有些进口大品牌,使用了多项节能创新技术,新型号的满液式螺杆机COP≥5,离心机COP≥6,选对了这样的品牌型号,就意味着项目已经节能10%,甚至更高。

  4、磁悬浮制冷机已进入空调系统,其摩擦阻力更小,不用冷冻机油润滑,油垢造成的热阻也不存在,转速达数万转/分钟,所以能量调节范围更大,能效比更高。目前该主机比机油润滑的机组造价会高一倍。

  五、分体空调节能

  酒店、写字楼的分体空调,经常有冬天穿衬衣,夏季盖棉被现象,造成冷热能量的浪费!控制限制夏季26℃±1℃,冬季20±1℃,可节能5~10%。例夏季原设定温度22±1℃,每升1℃可节能3%,冬季相反。

  近年有一种碳氢(CH)制冷剂,用于更换R22制冷剂,更换后节能率在15~25%,节能率与原机的能效级别、使用年限有关。更换碳氢制冷剂节能立竿见影,目前多用于1~10HP的小型分体机。该材料及技术经几年使用验证,已经很成熟。常见有些空调室外机通风散热条件恶劣,或有热风短路。应先改善通风不良和热短路;有东晒、西晒、顶晒的应做百叶遮阳隔晒处理。这样处理可节能10~30%,对设备寿命安全也有好处。
 

苏州中央空调节能技术大全-图2
 

  六、冷热源耗能节能措施

  1、温湿度控制

  从中央空调系统空气处理过程可以看出,夏季室内温度越低、相对湿度愈低,系统设备耗能愈大;冬季室内温度越高、相对湿度愈高,系统设备耗能愈大,相应地初投资和运行费用也随之增大。

  由于每个人对舒适感的要求标准差别很大,故对民用中央空调可有一个范围较宽的舒适区。在该舒适区范围内,夏季降温时,取较高的温湿度值;冬季采暖时,取较低的温湿度值,可获得一定的节能效果。建筑内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性,根据经验统计资料表明,如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将建筑内温湿度控制在设定值精度范围内是大楼中央空调节能的有效措施。

  为降低能耗,空调房间室内温湿度基数,在满足生产需要和人体健康的情况下,夏季尽可能提高,冬季应尽可能降低。现在有些业主盲目追求“够冷”境界,大幅度提高室内温湿度设计标准,这样做,不仅无谓地浪费大量能源,而且还会产生舒适感的负面效应。

  空调系统温湿度控制精度越高,舒适性越好,同时节能效果也越明显。而空调系统前端所测信号准确性直接影响到中央空调系统的精确控制程度。所以,所测信号,尤其是温湿度这样的模拟信号,必须尽可能准确。

  还有,一定要选用高控制精度的BAS对中央空调进行控制。因为,BAS采用DDC(直接数字控制器)直接控制电动水阀阀门的开度,而无须中间调节器;另外,DDC内含有丰富的计算控制软件,如比例积分微分(PID)算法、模糊控制算法、遗传算法等,来保证控制的精确度。

  2、冷源效率控制

  评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数(COP,Coefficient Of Performance )。制冷系数指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物的温度T0和冷却剂温度Tk,T0越高,Tk越低,制冷系数越高。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下措施:

  1)降低冷却水温度

  由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度每上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。首先,对于停止运行的冷却塔,其进出水管的阀门应该关闭。否则,因为来自停开的冷却塔的水温度较高,混合后的冷却水水温就会提高,冷机的制冷系数就减低了。其次,冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为冷却水降温。

  2)提高冷冻水温度

  由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。首先,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次,一定要关闭停止运行的冷机的水阀,防止部分冷冻水走旁通管路,否则,经过运行中的冷机的水量就会减少,导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。

  七、动力耗能节能措施

  1、输送耗能控制

  动力耗能主要是指系统运行中风机和水泵所消耗的电能。从风机和水泵的输入功率计算公式可知,要减少功耗可以从以下三个方面来考虑:减少流量、降低系统阻力和提高风机、水泵的效率。在工程实践中可采用以下措施:

  1)采用大温差

  如果系统中输送冷热能用的水(或空气)的供回水(或送回风)温差采用较大值,那么当它与原有温差的比值为m,从流量计算公式知道,采用大温差时的流量降为原来流量的1/m3。这时,水泵或风机要求的功率将减小到原来的1/m3。可见,加大温差的节能效果是明显的。

  在满足中央空调精度、人员舒适和工艺要求的前提下,应尽可能加大送风温差。要注意的是:供、回水的温度差不宜大于8℃。

  2)选用低流速

  因为水泵和风机要求的功耗大致与管路系统中的流速成正比关系,因此,要取得节能的运行效果,在设计和运行时不要采用高流速。此外,干管中采用低流速还有利于系统的水力工况稳定性。例如:改变风机的转速可以改变风机的性能参数,风机的功率与转速成三次方的关系,而流量与转速成一次方的关系,降低转速以降低流量的同时可以大幅度降低能耗。当流量减少1/3时,能耗可减少约70.4%,当流量减少1/2时,能耗可减少约87.5%,且风机的效率基本不变,仍可稳定高效地工作。

  3)采用输送效率高的载能介质

  一般情况下,用水输送冷热能的耗能量比用空气输送的要小,并且输送相同冷热能所用水管的管径要比风管小得多,所占用的建筑物空间也相应小很多。这也是近年来中央空调方式发展迅速的主要原因之一。

  因此,对于集中冷冻方式,原则上应该把机房设备制备的冷冻水尽量输送到各中央空调分区的附近或使用点上,通过末端非独立式中央空调机组(如柜式空调机组、风机盘管)处理空气,就地或供附近房间使用。

  2、变风量系统控制

  变风量系统就是针对送风系统耗电缺点的节能对策。变风量系统可分为两种:一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统(AHU—VAV系统);一种为FCU系统中的室内风机变风量系统(FCU-VAV系统)。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定,而以调节送风机送风量的方式来应付室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冷水供应量固定,而在室内FCU加装无段变功率控制器改变送风量,亦即改变FCU的热交换率来调节室内负荷变动。这两种方式通过风量的调整来减少送风机的耗电量,同时也可增加热源机器的运转效率而节约热源耗电,因此可在送风及热源两方面同时获得节能效果。

  如果把送风温度设为常数,改变送风量L,也可得到不同的Q值,以维持室温不变。变风量控制可采用根据室内负荷的变化,自动调节送风量的送风装置。当室内负荷减少时,它可保持送风参数不变(不需再热),通过自动减少风量来保持室内温度的稳定。这样,不仅可节约定风量系统为提高送风温度所需的再热量,而且还由于处理的风量减少,可降低风机功率电耗及制冷机的冷量。据多种资料介绍,变风量较之定风量方式一般情况下节能可达30%~50%。

  变频控制

  大部分建筑物一年中只有几十天时间中央空调处于最大负荷。中央空调冷负荷始终处于动态变化之中,如每天早晚、气候情况、客流量、活动内容等各种因素的变化,实时影响中央空调冷负荷。一般,冷负荷在5~60%范围内波动,大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。而大多数中央空调,因系统设计多数以最大冷负荷为最大功率驱动。这样,造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾,造成了巨大的能源浪费。采用变频控制的方式,可解决此矛盾。

  1)风机水泵类变频控制

  因为过去交流电机本身不调速,中央空调系统对空气和水流量的控制不得不依赖挡板和阀门来调节,许多电能被白白浪费在挡板和阀门上。如果对风机水泵进行变频调速,把浪费在挡板和阀门上的能量节省下来,每台水泵平均节能效果就很可观。

  对于风机水泵来说,根据流体力学原理,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,消耗的功率与转速的三次方成正比。对于变频调速来说,转速n基本上与电源频率f成正比,当电源频率f降低时,电动机转速也降低,所需的功率就随转速的三次方迅速降低,可见,节能效果十分显著。以风机为例,如所需风量为额定风量的80%,则转速也下降为额定转速的80%,而轴功率降51.2%;当所需风量为额定风量的50%时,而轴功率降12.5%。这种节电效果也非常可观。实际证明,风机水泵类变频控制节能40%~50%。

  2)冷水机组变频控制

  由于压缩机不排除在满负载状态下长时间运行的可能性,所以,只能按最大需求来决定电动机的容量,故设计裕量一般偏大。在实际运行中,轻载运行的时间所占的比例是非常高的。采用变频控制对压缩机转速进行调节,实现对制冷量的控制,让冷冻机组始终处于最佳(最合理)的运行状态。变频控制提高了空调器的效率,改善了冷冻机组的运行效果,从而实现了节能。

  变频压缩机的原理是通过调节压缩机的转速而调节压缩机的单位时间内的排气量,从而达到调节制冷量的目的。制冷量和压缩机频率的数学关系可知,制冷量与频率成正比关系,所以采用变频调节可实现对制冷量的控制,从而可达到节能效果。

  有些调节方式(如调节阀门开度和改变叶片角度),即使在需求量较小的情况下,也不能减少电动机的运行效率。采用了变频调速后,在需求量较小时,可降低电动机的转速,减少电动机的运行功率,从而进一步实现节能。实际证明,冷水机组变频控制可节能20%~30%。

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