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中央空調控製係統
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中央空調控製係統

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中央空調係統在華南、東部沿海、華北地區使用很普遍,安裝節電係統後,節電效果一般在30%~50%,節電率很高,投資回收期短,可以為企業帶來可觀的經濟效益。

 

 中央空調節電係統

一、應用背景:

目前,大多數賓館、飯店、寫字樓、商場等單位夏季都采用中央空調係統調節室內溫度。建築節電已經成為環保節電的重大課題!按照國家標準,中央空調係統的最大負載能力是按照氣溫最高,負荷最大的工作環境來設計的,就中央空調係統本身來說,存在著很大的節能空間,而實際上係統又很少在滿負荷狀態下工作。

據統計,在夏季中央空調係統的耗電量約占用戶總耗電量的60%,中央空調係統隻要減少耗能10%,就能減少用戶6%的能源成本。根據現場實際測試,中央空調設備90%的時間在70%負荷以下波動運行,所以實際平均負荷小於設備滿負荷,特別是冷氣需求量較少的情況下,主機實際負荷量就更低。這樣就使得空調機組的兩個水循環係統長期處於大流量小溫差"的現象,使大量的電能白白浪費。造成實際需要負荷與最大功率輸出之間的矛盾,給中央空調使用單位造成巨額電費支出,增加了運營成本。所以,針對中央空調係統的節電改造能為運營單位創造出顯著的效益。

二、工作原理

(1) 中央空調啟動後,冷凍單元工作,蒸發器吸收冷凍水中的熱量,使之溫度降低;同時,冷凝器釋放熱量使冷卻水溫度升高。

(2) 降了溫的冷凍水通過冷凍泵加壓送入冷凍水管道,在各個房間由室內風機加速進行熱交換,帶走房間內的熱量使房間內的溫度降低後,又流回冷凍水端。

(3) 而升了溫的冷卻水通過冷卻泵壓入冷卻塔,由冷卻塔風機加速將冷卻水中的熱量散發到大氣中,使水溫降低後,流回中央空調主機冷卻水端。

(4) 冷凍機組工作一段時間後達到設定溫度,由溫度傳感器檢測出來,並通過中間繼電器及接觸器控製冷凍機組停止工作,溫度回升到一定值後又控製其運行。

三、存在的問題

1、冷凍水,冷卻水循環泵不能根據實際需求來調整循環量,電機工作效率低下,造成大量電力浪費。

2、循環泵啟動電流大,會造成泵軸損傷,降低電機使用壽命。

3、循環泵係統運行噪音大,停泵時產生的水錘現象會對管路和水泵造成傷害,增加了係統維護成本。

4、冷卻塔風機總在全速運行,流回中央空調主機的冷卻水溫度大部分時間大大低於主機要求的水溫,這樣不僅造成用電浪費,而且由於風機全速運行風速較大而造成冷卻水蒸發過量,這樣每天要補充大量軟化水,造成水資源的浪費。

5、空調箱風機總在全速運行,造成大量的電能浪費。

四、改造方案

1、節電方案分析

根據現場中央空調係統的配置情況可分別對以下設備進行變頻改造:

(1) 冷卻水泵,

(2) 冷凍水泵,

(3) 冷卻塔風機,

(4) 空調箱風機。

節電改造簡圖如圖1:

 

1 中央空調節能改造簡圖

變頻器和可編程控製器為係統控製單元,溫度傳感器為現場溫度信號采集單元,用兩組傳感器分別采集冷卻水泵,冷凍水泵管道實際溫度,然後把信號傳送到控製器,控製器對溫度信號進行處理,進而調節變頻器對循環泵實現閉環控製。因為循環泵會根據管道實際溫度相應進行轉速調節,所以循環泵達到了節電的目的。

冷卻塔風機變頻驅動:可編程控製器采集冷卻塔出水溫度信號與設定溫度信號比較,進行PID運算後輸出信號控製變頻器使之驅動風機,直到風機轉速滿足回水溫度要求,從而實現自動控製達到節電目的。

空調箱風機變頻驅動:可編程控製器采集公共場所溫度信號與設定溫度相比較,進行PID運算後輸出信號控製變頻器使之驅動風機對公共場所冷氣量進行調控,直到滿足場所溫度要求從而實現節電的功能。

注:可對其中一部分進行變頻節電改造,也可對全部進行變頻節電改造,改造部分越多,節電效果越佳。

五、中央空調節電改造後的性能

1、高效節電:對於風機、水泵等變轉矩負載而言,根據積累的經驗,空調係統風機、水泵應用節電控製係統後的平均節電率為30%~50%。

2、操作簡潔:可根據傳感器反饋的測點溫度、水溫差、管道壓力、流量等參數,實現閉環自動控製;配有觸摸屏顯示空調相關參數,操作簡潔明快,減輕運行監控人員的勞動強度。

3、性能全麵:具備報警指示功能,對過壓、過流、缺相、傳感器故障進行報警控製。

4、延長壽命:應用中央空調節電控製係統後,電機的啟停實現了軟啟動和軟停機,無驟啟和驟停現象,大大降低機械和電網衝擊;可延長水泵、風機管件及空調設備的使用壽命,降低維護費用。

5、安全可靠:係統核心部件采用知名品牌產品,並設有旁路、節電運行切換係統,提高了運行安全可靠性,與係統原有調節裝置構成冗餘備用係統,確保中央空調係統的正常使用。

6、安裝簡便:特別適用於老係統節電改造。對現有的空調機組、管道無需進行改動,對風機水泵無特殊要求;不必增加和改動原水、風管道係統。

7、冷卻塔風機,根據冷卻水回水溫度調節風速,不僅節約大量電能而且可大量減少冷卻水循環的補水量。

六、小結

中央空調係統在華南、東部沿海、華北地區使用很普遍,安裝節電係統後,節電效果一般在30%50%,節電率很高,投資回收期短,可以為企業帶來可觀的經濟效益。