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中央空調運行管理節(jié)能問題的研究

更新時間:2016-04-06  |  點擊率:4049

1、制冷主機的節(jié)能運行
在空調系統(tǒng)中,主機能耗占總能耗60%以上,因此主機的節(jié)能運行是整個系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。在空調系統(tǒng)設計中,主機都要按zui大負荷進行設計,而空調系統(tǒng)對每個具體工況而言,都有一條*的特性曲線,滿足這條曲線工作,主機效率zui高,能耗zui小,控制主機盡量滿足其特性曲線,則可以達到節(jié)能的目的。
常見的節(jié)能控制方法有:
(1)啟停*控制
空調裝置消耗的電能等于裝置運行的時間和裝置的容量的乘積,如果運行時間減少,消耗的電能就會按比例下降。對大樓不同場所的空調負荷進行詳細的調查分析,尋找*啟停控制方式,將既能滿足人們對空調環(huán)境的要求,又能符合節(jié)能的要求。管理人員可以針對辦公室環(huán)境因素,制定多套節(jié)能運行方案。
(2)合理選擇主機功率
針對負荷分別選擇主機功率,即根據(jù)空調實際負荷調節(jié)主機臺數(shù)或選擇主機功率。例如:廣東某大廈采用了空調大主機和小主機組合的辦法,即正常白天負荷高峰時使用大主機,18:00以后小負荷就改用空調小主機,其節(jié)電情況非常顯著。
(3)參數(shù)選擇
在中央空調設計時合理設定室內設計計算溫度和濕度,避免夏季采用過低溫度和冬季采用過高溫度。設計中避免送風溫度過低,因為當送風溫度由18℃降到14℃時,在同樣的房間溫度下(26℃,相對濕度50%),處理新風的能耗會增加25%。因此,從健康、舒適、節(jié)能考慮,舒適性空調夏季室內設計溫度確定取比室外環(huán)境溫度低5~8℃為好,同時室內外相對濕度差也不宜太大。
2、水泵的節(jié)能運行
由于水泵在設備選型時大都留有余量,因此水泵的出水側閥門都不會全開,有的僅能開到1/2,這就造成了閥門的節(jié)流損失。同時由于閥門限制水量,使主機的制冷效果不理想,往往造成單機供冷不夠,雙機或多機時卻在部分負荷下工作,造成大量的電能浪費。設計負荷運行時間約占總運行時間的6%~8%,水泵的能耗很大,約占空調系統(tǒng)總能耗量的15%~20%[4]。為此,采用變頻變流量系統(tǒng),使輸送能耗隨流量的增減而增減,具有顯著的節(jié)能效益。但須注意的是,設計變流量水系統(tǒng)時,必須注意到各末端裝置的流量變化與負荷的改變并不是線性關系,所以應考慮系統(tǒng)的動態(tài)平衡和穩(wěn)定的問題,才能達到節(jié)能的*效果。
3、冷卻塔的節(jié)能運行
冷卻塔的能耗在空調系統(tǒng)中所占的比例雖然并不大,但由于其使用頻率高,累計能耗還是十分可觀的。冷卻塔的設計是按全年zui不利工況進行設計的,如何改善其工作狀況,實現(xiàn)節(jié)能的目的,同樣具有重要意義。
冷卻塔冷卻能力的影響因素有循環(huán)水量,水溫,誘導風量,當?shù)乜諝飧蓾袂驕囟群涂諝庵谢覊m濃度等,在這些因素中,除空氣中灰塵濃度無法控制要靠管理人員勤于清洗外,其它因素可以通過一些控制手段來改變冷卻塔的工作狀態(tài),找出適合這些因素變化的*工作狀況,從而達到節(jié)能目的。
(1)溫度控制:利用熱敏電阻聯(lián)接溫度調節(jié)器,控制冷卻塔風機電源的通斷。熱負荷變化時,通過熱敏電阻的檢測,發(fā)信號給調溫計,控制風機的開停。熱負荷低于某種程度,命令風機停止運轉,熱負荷升高,則再讓風機啟動,從而達到節(jié)能目的。此方法目前應用zui普遍。
(2)風機臺數(shù)的控制:對并聯(lián)配置的冷卻塔而言,風量的調節(jié)可以通過風機臺數(shù)控制來實現(xiàn),根據(jù)實際需要來確定風機開啟的臺數(shù)。
4、降低水系統(tǒng)的隱性能耗
在空調系統(tǒng)中,冷卻水,冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能,即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗,往往被人們所忽視。實際上,這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當大的,水的大量耗失,一則增大水資源的壓力,二則也增加冷水機組、水泵和冷卻塔的電能消耗,即隱性能耗。
(1)冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能
冷凍水在空調系統(tǒng)中主要起著中間載冷作用,在隱性能耗方面主要表現(xiàn)在管路保溫的冷量損失及冷凍水流失方面,其中后者往往被忽視。冷凍水流失絕大部分是因為排污閥、旁通閥失效或關不死所致。
(2)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能
冷卻水系統(tǒng)中水的流失主要在如下三個方面:
(1)蒸發(fā)耗水。冷卻塔內熱水通過蒸發(fā)釋放潛熱而達到自身的冷卻。在設計工況下,冷卻塔內空氣呈等溫加濕變化,而空氣吸收了冷卻水的蒸發(fā)水分,從而冷卻水水溫降低。然而當冷卻負荷減少而風量不變時,水分蒸發(fā)吸收的熱量一部分來自空氣,使空氣的干球溫度較之進口溫度值下降。從系統(tǒng)的角度來講,通過風機大量送風能降低冷卻塔出水溫度,有利于提高機組的性能,但卻增加了冷卻塔的風機和水泵的電能消耗,機組冷凝溫度的降低并不總是導致機組性能的提高,實際上機組的耗電指標隨著冷凝壓力的進一步降低有升高的趨勢[5],因而大風量導致的出水溫度降低,并不能達到節(jié)能的目的。
(2)控制飛水,節(jié)約水耗。空氣將水(滴)帶出冷卻塔,造成水耗稱為冷卻水飛水。這是冷卻水系統(tǒng)的另一種隱性能耗,其產生的原因主要在于循環(huán)水量過大。因此,在滿足冷卻水機組負荷的情況下,應適當調整循環(huán)水流量,調整播水器角度,清掃散水槽,適當調整風機葉片的角度是可以將飛水降至zui低程度的。
(3)排污換水消耗。盡管排污換水消耗是不可避免的,但是保持水系統(tǒng)清潔卻可以減小換水的頻率。
5、減少水質污垢、腐蝕及青苔影響
水質的水垢、腐蝕及青苔對制冷系統(tǒng)影響極大,這也是空調系統(tǒng)能耗高的重要原因。[6]為了減少水垢、腐蝕及青苔對水系統(tǒng)的影響,除設備生產廠家應采取措施外,應增設水處理裝置。國內外的實踐證明,高頻多段磁場能很好的對水質進行處理,因此空調設計應增設、提倡選用高頻電磁多功能水處理裝置。
6、新的節(jié)能技術的應用
為了使得空調系統(tǒng)更加節(jié)能,近年來國內外也有采用分散式機組中央空調系統(tǒng)和冰蓄冷中央空調系統(tǒng)的趨勢,例如戶式中央空調VRV系統(tǒng)等,在這些新系統(tǒng)中,采用了大量的新的節(jié)能技術,數(shù)碼變容渦旋壓縮機技術,雙壓縮機技術,制冷劑直接輸送技術,制冷劑的智能分配技術,風機調速技術,高智能化控制技術等。但由于使用這些新技術的中央空調系統(tǒng)的初期投資大和各個城市分時電價實施情況不同等原因,故至今仍在全面推廣之中。
7、結論
以上是中央空調節(jié)能的部分措施,隨著技術的發(fā)展,越來越多的技術將應用到空調節(jié)能中來。但是,對節(jié)能的認識應該有一個正確的觀點即不能因節(jié)能而降低使用水平和抑制合理需求,而應該從提高能源利用效率來采取對策解決問題。每個從事中央空調管理的人員更應該在空調節(jié)能領域積極地爭取挽回所有可能挽回的能量。

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