一、 前言
中央空調(diào)是寫字樓、酒店、商場里的耗電大戶,大約占總耗電量的60%左右,因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。由于在進行方案設(shè)計時,中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱、負荷最大時的工況進行設(shè)計,并且留有10-20%的設(shè)計余量,然而實際上絕大部分時間內(nèi)空調(diào)是不會運行在滿負荷狀態(tài)下的,存在很大的富余,其中,主機可以根據(jù)負載變化隨之加載或減載,而冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化做出相應(yīng)調(diào)節(jié),存在很大的浪費。由于水的放熱系數(shù)與水流速的0.8次方呈正比、而水流的壓力損失與水流速的平方呈正比,因此水流速增高時,放熱系數(shù)的增加并不明顯,并且流速增加到一定程度時,幾乎就不再變化,而壓力損失卻非常大,因此當(dāng)機組處在非額定負荷時,就可以通過循環(huán)水量的降低,從而減少動力消耗。中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來完成,因此,不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象,不僅大量浪費電能,而且還造成中央空調(diào)末端達不到合理效果的情況。為了解決這些問題需使水泵隨著負載的變化調(diào)節(jié)流量并關(guān)閉閥門、旁通等。由于水泵多采用的是Y-△起動方式,電機的起動電流為其額定電流的3~4倍,一臺55KW的電動機其起動電流將達到300A以上,在如此大的電流沖擊下,空氣開關(guān)、接觸器、電機的使用壽命都將大大下降,同時,起動時的機械沖擊和停泵時的水錘現(xiàn)象,容易對軸承、閥門、管道等造成破壞,從而增加維修工作量和備品、備件費用。
典型的中央空調(diào)機組系統(tǒng)主要由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及主機三部分組成:
● 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道(出水),進入室內(nèi)進行熱交換,帶走房間內(nèi)的熱量,最后回到主機蒸發(fā)器(回水)。室內(nèi)風(fēng)機用于將空氣吹過冷凍水管道,降低空氣溫度,加速室內(nèi)熱交換。
● 冷卻水循環(huán)部分
該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進行室內(nèi)熱交換的同時,必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過主機內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水,使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔(出水),使之與大氣進行熱交換,降低溫度后再送回主機冷凝器(回水)。
● 主機
主機部分由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒(制冷劑)等組成,其工作循環(huán)過程如下:
首先低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機加壓進入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能,這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上,最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時,因為壓力的突變而氣化,形成氣液混合物進入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化,同時會吸收冷凍水中的熱量使其達到較低溫度。最后,蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體,重新進入了壓縮機,如此循環(huán)往復(fù)。
二、工況能耗分析
在當(dāng)今國家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的情勢下,各大型中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造勢在必行,2005年初中電博達節(jié)能科技有限公司對北京一家廈門商務(wù)會館的中央空調(diào)系統(tǒng)用易能EDS2000系列進行了變頻節(jié)能改造。2005年冬季正式投入使用,至今運行將近3年時間,根據(jù)客戶的反應(yīng),此變頻改造后的節(jié)能效果非常明顯,每年節(jié)電率約在38%,設(shè)備維護費每年減少約4萬元!下面就易能變頻器在廈門商務(wù)會館中央空調(diào)上的具體應(yīng)用作一下總結(jié)以便大家探討之用
北京廈門商務(wù)會館大廈概況:主樓8層,約50米高,地下兩層,總面積30000平方米。冷凍站設(shè)在大廈地下二層內(nèi),冷凍機采用直燃式溴化鋰制冷熱水機組,燃料為天然氣,冷量2326KW/臺,熱量1860KW/臺,共二臺(一備一用),總冷量4652KW(300萬KCAL/H),總熱量3720KW(240萬KCAL/H),單臺機冷水流量400米3/小時,給、回水溫度為7℃/12℃,溫差為5℃;熱水流量200米3/H,給、回水溫度為75℃/67℃,(該機最高溫度為95℃,為安全起見,選75℃)溫差為8℃。選用冷卻水泵、冷凍水泵各為