2022年中央空調(diào)變頻節(jié)能技術(shù)-工程

1、中心空調(diào)變頻節(jié)能技術(shù) - 工程一、中心空調(diào)劑能正確方法 由于中心空調(diào)主要設(shè)備是風(fēng)機(jī)水泵,所以節(jié)能正確方法就是采納 變頻器,該調(diào)劑方式缺點(diǎn)集中表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)： 設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間全開(kāi)或全閉,輪番運(yùn)行,鋪張電能驚人； 電機(jī)直接工頻啟動(dòng),沖擊電流大,嚴(yán)峻影響設(shè)備使用壽命； 溫控成效不佳；當(dāng)環(huán)境或冷熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),只能通過(guò)增減 冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風(fēng)板來(lái)調(diào)劑室內(nèi)溫度,溫度波動(dòng)大,舒服 感差；中心空調(diào)采納變頻器后有如下優(yōu)點(diǎn)： 變頻器可軟啟動(dòng)電機(jī),大大減小沖擊電流,降低電機(jī)軸承磨損,延長(zhǎng)軸承壽命； 調(diào)劑水泵風(fēng)機(jī)流量、壓力可直接通過(guò)更換變頻器的運(yùn)行頻率來(lái) 完 成,可削減或取消擋板、閥門(mén)； 系統(tǒng)耗電大大下降,噪聲

2、減小； 如采納溫度閉環(huán)掌握方式,系統(tǒng)可通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度,自動(dòng)調(diào) 節(jié)風(fēng)量,隨天氣、熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)劑,溫度變化小,調(diào)劑快速； 系統(tǒng)可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與中心掌握室聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控；二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造無(wú)論是溴化鋰機(jī)組或電制冷（氟利昂）機(jī)組的中心空調(diào)系統(tǒng),主 機(jī)自身的能量消耗有機(jī)組掌握,機(jī)外的電力消耗組不能掌握,而這 部分的成本是相當(dāng)高的,卻通常被人忽視了；特殊是溴化鋰機(jī)組,在額定狀態(tài)制冷運(yùn)用行時(shí),機(jī)外水泵、冷卻塔的電機(jī)耗電量約占總 體能源消耗成本的 30%（以每公斤油 2 元、每度電 1 元運(yùn)算）；無(wú) 論從環(huán)境愛(ài)護(hù)角度仍是用戶切身利益角度,都應(yīng)將中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)成最節(jié)能的系統(tǒng)；采納變頻器

3、來(lái)掌握機(jī)外水泵電機(jī)、冷卻塔電機(jī)是最簡(jiǎn)潔、最有效的節(jié)能措施；一般情形節(jié)電20%50%,每年可節(jié)省機(jī)組及系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用的 12%20%,非常驚人；1、冷卻水泵變頻掌握中心空調(diào)的冷卻水泵的功率是依據(jù)空調(diào)冷凍機(jī)組的壓縮機(jī)滿負(fù)荷 工作設(shè)計(jì)的,當(dāng)環(huán)境溫度及各種外界因素,冷凍機(jī)組不需要開(kāi)啟全 部壓縮機(jī)組,此時(shí)空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小,這時(shí)就可以通過(guò)變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)劑冷卻水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷卻水的 循環(huán)速度及流量,使冷卻水的冷負(fù)荷被冷凝系統(tǒng)充分利用,從而達(dá) 到節(jié)能目的；從我公司對(duì)中心空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù),其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運(yùn)行時(shí),可以大幅度節(jié)約電力,尤 其針對(duì)直燃機(jī)冷卻水流量

4、曲線的特點(diǎn),采納變頻掌握,意義更大,從遠(yuǎn)大 BZ型直燃機(jī)中心空調(diào)系統(tǒng)采納海利普變頻器掌握水泵測(cè)試數(shù) 據(jù)為例：當(dāng)制冷量 75%時(shí),機(jī)組所需冷卻水流量 當(dāng)制冷量 50%時(shí),機(jī)組所需冷卻水流量 2、冷溫水泵變頻掌握34%,水泵電耗約 20%；22%,水泵電耗約 15%；中心空調(diào)的冷媒水泵的功率是依據(jù)空調(diào)滿負(fù)荷工作設(shè)計(jì)的,當(dāng)賓 館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒(méi)有達(dá)到空調(diào)的滿負(fù)荷,這時(shí)就 可以通過(guò)變頻器調(diào)速器來(lái)調(diào)劑冷媒水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷媒水的循環(huán) 速度,使冷量和熱量得到充分利用,從而達(dá)到節(jié)能目的；假如制冷、采暖共用一臺(tái)水泵,就冬季水泵流量只需50%,自然可大大節(jié)約電力；即使是冬夏分泵運(yùn)行,也可在低負(fù)荷季

5、節(jié)適當(dāng)降低流量,如 90%流量時(shí),電耗約 75%；3、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻掌握風(fēng)機(jī)功率一般都較小,節(jié)電不如水泵明顯；但風(fēng)機(jī)實(shí)行變頻掌握 能極大地有助于冷卻水恒溫,這對(duì)于機(jī)組制冷恒溫極為關(guān)鍵；且能使機(jī)組溶液循環(huán)穩(wěn)固,獲得最大限度的節(jié)約燃料；冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn) 速運(yùn)行仍能大幅度削減漂水,節(jié)約水源、延緩水質(zhì)劣化、削減水霧 對(duì)四周的影響；4、采納變頻器的其他好處由于變頻器的啟動(dòng)、停止過(guò)程是漸強(qiáng)、漸弱式,能排除電機(jī)啟動(dòng) 對(duì)電網(wǎng)的沖擊；并可防止電機(jī)因過(guò)載而引起的故障；由于電機(jī)常常處于低負(fù)荷運(yùn)行,能大幅度延長(zhǎng)電機(jī)及水泵、風(fēng)機(jī) 的壽命,同時(shí)因沒(méi)有啟動(dòng)、停止的沖擊,加上流量的削減,管路承 壓及所受沖擊力減小,故對(duì)管道、閥

6、門(mén)、末端設(shè)備也起到了愛(ài)護(hù)作 用；另一方面,設(shè)備噪音、震驚均減小,愛(ài)護(hù)了環(huán)境；5、中心空調(diào)機(jī)組外變頻器的掌握方式 依據(jù)冷卻水出 / 入口的溫度轉(zhuǎn)變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量； 依據(jù)冷卻水入口溫度轉(zhuǎn)變冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)整水溫； 依據(jù)冷溫水出 / 入口的溫差轉(zhuǎn)變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量； 依據(jù)冷卻水出水的溫度轉(zhuǎn)變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量； 依據(jù)冷媒水的回水溫度轉(zhuǎn)變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)劑稅流量；三、中心空調(diào)末端設(shè)備變風(fēng)量機(jī)組變頻掌握變風(fēng)量機(jī)組也是中心空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分,其性能指標(biāo)（風(fēng)量、冷量、噪音、用電量）的優(yōu)劣,除了變風(fēng)量機(jī)組本身的性能外,更重要的仍取決于掌握的模式、掌握器的性能、品質(zhì)；隨著中心空調(diào)的不斷普及,變風(fēng)量機(jī)組調(diào)

7、劑掌握器已經(jīng)經(jīng)受了三 個(gè)進(jìn)展階段：第一階段：風(fēng)閥調(diào)劑；能起到調(diào)劑風(fēng)量的作用,但電能量消耗大、噪音大；其次階段：可控硅調(diào)壓調(diào)速；能起到調(diào)劑風(fēng)量、冷量、節(jié)能的作用,對(duì)變風(fēng)量機(jī)組的噪音有肯定的改良作用,其缺點(diǎn)是體積大、可 靠性穩(wěn)固性低、故障率高；第三階段：變頻調(diào)劑；能最大限度的滿意變風(fēng)量機(jī)組對(duì)風(fēng)量、冷 量、噪音的調(diào)劑要求,節(jié)能成效更明顯,體積小,牢靠性穩(wěn)固性高；目前,變頻掌握器以其特有的優(yōu)勢(shì),正被中心空調(diào)業(yè)內(nèi)人士所青 睞；中心空調(diào)調(diào)劑冷凍 / 冷卻泵轉(zhuǎn)速的節(jié)電原理：采納溝通變頻技術(shù)掌握冷凍 統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)之一；/ 冷卻泵的運(yùn)行,是目前中心空調(diào)系A(chǔ)當(dāng)水泵流量下降 10（跟蹤輸出頻率為 45Hz）

8、就電動(dòng)機(jī)軸功率 P=0.93P=0.729P 即節(jié)電率 27.1B. 當(dāng)水泵流量下降 30（跟蹤輸出頻率為 35Hz）就電動(dòng)機(jī)軸功率 P=0.73P=0.343 即節(jié)電率 65.7 當(dāng)冷水機(jī)負(fù)荷下降時(shí),所需的水流量削減,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置降低泵的轉(zhuǎn)速來(lái)削減水的流量,泵的軸功率相應(yīng)削減,電動(dòng)機(jī)的輸入功率也隨之削減；當(dāng)用冷量增加,冷機(jī)負(fù)荷量增大,冷凝器進(jìn)出水溫差增大,變頻器運(yùn)行頻率增加,水泵轉(zhuǎn)速加快,水流量增加,從而維護(hù)溫差恒定；反之亦然；從而達(dá)到抱負(fù)的節(jié)能成效；在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)展的大背景下,由于房地產(chǎn)的快速進(jìn)展需求,中心空調(diào)的市場(chǎng)需求出現(xiàn)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)；在市場(chǎng)容量不斷增大的吸引下,越來(lái)越多的廠

9、家加入到商用中心空調(diào)的領(lǐng)域；節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于中心空調(diào)系統(tǒng),對(duì)提升中心空調(diào)自動(dòng)化水平、降低能耗、削減對(duì)電網(wǎng)的沖擊、延長(zhǎng)機(jī)械及管網(wǎng)的使用壽命,都具有重要的意義；中心空調(diào)是現(xiàn)代大廈物業(yè)、賓館、商場(chǎng)不行缺少的設(shè)施,它能帶 給人們四季如春,溫馨舒服的每一天,由于中心空調(diào)功率大,耗能 大,加上設(shè)計(jì)上存在“ 大馬拉小車” 的現(xiàn)象,支付中心空調(diào)所用電 費(fèi)是用戶一項(xiàng)龐大的開(kāi)支；由于季節(jié)的變化、晝夜的變化、賓館酒 樓客人入住率的變化、消遣場(chǎng)所開(kāi)放時(shí)間的變化等等,從而導(dǎo)致中 央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)熱源吸取量的變化,再加之工藝設(shè)計(jì)上電機(jī)功率 設(shè)計(jì)有相當(dāng)?shù)母挥辛?因此,存在明顯的節(jié)電空間；將變頻技術(shù)引 入中心空調(diào)系統(tǒng),保持室內(nèi)

10、恒溫,對(duì)其進(jìn)行的節(jié)能改造是降本增效 的一條捷徑； 中心空調(diào)系統(tǒng)圖 1 所示為一典型中心空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)圖,主要由冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及主機(jī)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(jī)及冷凍水管道等組成, 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(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時(shí),必將帶走室內(nèi)大量的熱能；該 熱能通過(guò)主機(jī)內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水,使冷卻水溫度上升；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(jìn)行熱交換,降低溫度后再送回主機(jī)冷凝器（回水）； 主機(jī)主機(jī)部分由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成,其工作循環(huán)過(guò)程如下：第一低壓氣態(tài)

11、冷媒被壓縮機(jī)加壓進(jìn)入冷凝器并逐步冷凝成高壓液 體；在冷凝過(guò)程中冷媒會(huì)釋放出大量熱能,這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸取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(shí),由于 壓力的突變而氣化,形成氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器；冷媒在蒸發(fā)器中 不斷氣化,同時(shí)會(huì)吸取冷凍水中的熱量使其達(dá)到較低溫度；最終,蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體,重新進(jìn)入了壓縮機(jī),如 此循環(huán)往復(fù)； 節(jié)能理論 中心空調(diào)劑能改造前的工況在中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),冷凍泵、冷卻泵的電機(jī)容量是依據(jù)建筑 物的最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的,都留有肯定設(shè)計(jì)余量；由于四季氣候 及晝夜溫差變化,中心空調(diào)工作時(shí)的

12、熱負(fù)荷總是不斷變化；下圖 2 為一民用建筑物的平均熱負(fù)荷情形：在沒(méi)有使用節(jié)能系統(tǒng)前,工頻供電下的水泵始終全速運(yùn)行,管道 中的供水流量只能通過(guò)閥門(mén)或回流方式調(diào)劑,這必會(huì)產(chǎn)生大量的節(jié) 流及回流缺失,同時(shí)也增加了電機(jī)的負(fù)荷,白白消耗了很多電能；中心空調(diào)水泵電機(jī)的耗電量約占中心空調(diào)系統(tǒng)總耗電量的 30-40%,故對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造具有很明顯的節(jié)能成效； 節(jié)能理論依據(jù)由流體力學(xué)理論可知,離心式流體傳輸設(shè)備（如離心式水泵、風(fēng)機(jī)等）的輸出流量Q與其轉(zhuǎn)速 n 成正比；輸出壓力P（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速 n 的平方成正比；輸出功率 數(shù)學(xué)公式可表示為：QK1 nPK2 n2N與其轉(zhuǎn)速 n 的三次方成正比,用NQ PK3 n

13、3K1、 K2、K3為比例常數(shù) 由上述原理可知,降低水泵的轉(zhuǎn)速,水泵的輸出功率就可以下降更多；如將電機(jī)的供電頻率由50Hz降為 40Hz,就理論上,低頻40Hz與高頻 50Hz的輸出功率之比為 40/503=0.512 ； 節(jié)能方案分析中心空調(diào)各循環(huán)水系統(tǒng)的回水與出水溫度之差,反映了整個(gè)系統(tǒng) 需要進(jìn)行的熱交換量；因此,依據(jù)回水與出水的溫度差來(lái)掌握循環(huán) 水的流量,從而掌握熱交換的速度,是首選的節(jié)能掌握方法； 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)冷凍水的出水溫度是由主機(jī)的制冷成效打算的,通常比較穩(wěn)固,因此冷凍回水溫度可以精確的反映室內(nèi)的熱負(fù)荷情形；由此,對(duì)于 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造,可以取回水溫度作為掌握目標(biāo),通過(guò)

14、變頻器對(duì)冷凍泵流量的自動(dòng)調(diào)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的掌握； 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)同時(shí)受室外環(huán)境溫度及室內(nèi)熱負(fù)荷兩方面影響,循環(huán)水管道單側(cè)的水溫不能精確反映該系統(tǒng)的熱交換量,因此以出 水與回水之間的溫差作為掌握室內(nèi)溫度的依據(jù)是合理的節(jié)能方式；在外界環(huán)境溫度不變的情形下,溫差大,說(shuō)明室內(nèi)熱負(fù)荷較大,應(yīng) 提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速,增大冷卻水循環(huán)的速度；相應(yīng)的,溫差小就減 小冷卻泵轉(zhuǎn)速； 方案結(jié)構(gòu)示意圖依據(jù)上述分析,可得出整個(gè)節(jié)能工程結(jié)構(gòu)示意 圖如圖 3 所示：分別在主機(jī)蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水及回水處安裝溫度傳感器,實(shí)時(shí)檢測(cè)管網(wǎng)的溫度,以模擬信號(hào)（010V或者 420mA）反饋給變頻器,通過(guò)變頻器內(nèi)置的

15、PID 運(yùn)算輸出相應(yīng)的頻率指令后自動(dòng)調(diào)劑 水泵轉(zhuǎn)速,從而調(diào)劑各循環(huán)水的熱交換速度,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)恒溫 度的掌握；需要特殊說(shuō)明的是,變頻器內(nèi)部在設(shè)計(jì)上集成了溫差反 饋處理功能,系統(tǒng)無(wú)須另配專用掌握模塊； 電路掌握方案某公司 LG中心空調(diào)機(jī)組數(shù)據(jù)如下表：機(jī)組機(jī)型常用數(shù)量備用數(shù)量總計(jì)數(shù)量中心空調(diào)冷凍泵電機(jī)45KW（380V）2 臺(tái)1 臺(tái)3 臺(tái)冷卻泵電機(jī)75KW（380V）2 臺(tái)1 臺(tái)3 臺(tái)三臺(tái)水泵中,春秋季節(jié)只用一臺(tái),備用兩臺(tái)；夏季高峰常常用兩臺(tái),一臺(tái)備用；要求：一臺(tái)變頻運(yùn)行,且可以通過(guò)人工方式進(jìn)行切換,其他可通過(guò)人工方式直接啟動(dòng)到工頻運(yùn)行；設(shè)計(jì)： 3 臺(tái)水泵電機(jī)選配1 臺(tái)變頻器；工作時(shí)可挑選任意一臺(tái)水泵做主泵、由變頻器直接拖動(dòng)并且變頻運(yùn)行（由內(nèi)置 PID 進(jìn)行閉環(huán)掌握）；其余兩臺(tái)水泵做輔泵、由人工依據(jù)制冷特點(diǎn)相應(yīng)進(jìn)行啟停掌握,使電機(jī)工頻運(yùn)行；如下圖所示：該方案使用 SAJ8000系列通用變頻器,“ 市電” “ 節(jié)電” 旁路需 要另配電控柜及電氣配件； 變頻節(jié)能系統(tǒng)特點(diǎn)1、變頻器界面為 作便利；LED顯示,監(jiān)控參數(shù)豐富；鍵盤(pán)布局簡(jiǎn)