中央空调节能问题探讨

2022-12-21

1 冷源效率控制

(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摄氏度, 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。

2 动力节能

(1) 采用大温差:如果系统中输送冷热能用的水的供回水温差采用较大值, 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 中央制冷机组的运行节能

(1) 制冷冻水进水温度, 目前冷冻机组的水温一般采用试探式调节, 温探精确度为±1℃。据报导, 冷冻水温度每低1℃, 冷冻机能耗会增加3%, 导致每年会浪费数万度计的电能。如欲控制冷冻水进水温度, 可采用降低冷却塔水温的方法。要充分降低冷却塔水温, 可采取增大冷却风扇风量 (即可采用二速马达或采用多级冷却塔) , 目的就是提高单位时间内的冷却效果, 减少机组的工作时间。应该指出, 增加冷却塔风量或采用多级冷却塔, 确实也需要增加能耗的, 但是我们可以这样测算, 一台450HP (马力) 的冷冻机组配置一台25-30HP冷却塔风扇, 两者的HP值比相差相当大。我们即使采用上面所述的二速马达或多级冷却塔ECWT值, 其增加的能耗要小于机组所节约的能耗, 故可以忽略不计。 (2) 降低ECWT取得的节能量是机组在较低的ECWT情况下运行的时间的函数, 除了上面所谈到的降低ECWT值的办法以外, 我们不能忽视另一点, 即室外环境温度。工程人员必须根据不同季节温度及时地调整设定好冷冻水的温度和冷却水系统, 充分利用环境温度降低冷却水水温, 有效地控制机组的负荷使机组在最合理的状态下运行。

4 某办公楼中央空调改造前后的节能对比

4.1 耗电高的原因

中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统, 虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水, 但是, 经过10层楼的循环水返回地下室水箱后, 压力将从0.5MPa下降为0, 造成静压损失, 下次循环需重新泵送, 增加了输出功率。另外, 30m3的冷冻水箱换热面积大, 保温措施不当, 造成冷冻水冷量损失大, 增加了冷水机组压缩机的数量。

4.2 节能改造方案

(1) 冷冻水循环系统的节能改造。 (1) 取消原30m3的玻璃钢冷冻水箱, 系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统, 以避免静压损失, 将冷冻水循环系统改为闭式循环。 (2) 为容纳系统的水因膨胀而增加的体积, 同时也是为了稳定系统压力, 增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L, 并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管, 水箱的自动补水高度为250mm。 (3) 为消除系统内空气, 在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个ZP-Ⅱ型DN15自动空气排放阀。冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。新增管路及膨胀水箱按设计规范进行保温处理。 (2) 冷却水循环系统的节能改造。 (1) 取消原30m3, 的冷却水箱, 使系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统, 减少静压损失。 (2) 在冷却塔接水盘上安装一条由浮球阀控制的自动补水管和一条由闸阀控制的急速补水管, 以补偿系统的水损耗。冷却水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。 (3) 冷却水泵的改型选择。冷水机组冷却水额定流量为150m3/h, 设计进水压力0.5MPa~0.7MPa, 冷却循环水最高点为45m。水泵扬程只考虑管道阻力压降。通过计算, 闭式循环系统冷冻水泵和冷却水泵的流量、扬程相近, 为方便设备检修和备品备件, 冷却水泵选择与冷冻水泵同型号, 其性能完全符合设计要求。考虑到维修需要, 在系统中设置一台同型号的备用泵。

4.3 改造前后的能耗分析

水循环方式从开式循环改为闭式循环后, 循环水泵的功率减少56%。另外, 冷冻水箱取消后, 系统冷量损失减少, 冷水机组压缩机平均启用台数从原来的四台减至二台, 功率消耗减少了2 5%。每月可节电42720k W·h, 节约电费3.4万元。经过近两年的运行实践, 节能改造效果十分明显。总之, 合理的设计方案、精心的施工和科学的运行管理对空调节能都是至关重要的。业主宜在建设初期就进行管理人员的选择和培训, 必要时可以聘请专家加强建设过程各个环节甚至全过程 (从设计方案的确定到系统的运行) 的监督管理, 确保建成的中央空调系统起码能够正常运行, 进而追求实现一定程度的节能, 在此基础上再实现运行的全面优化, 以便达到最大限度的节能效果。

摘要：随着科技的进步和发展, 中央空调系统在现代建筑中是极其重要的, 尤其在现代智能建筑中, 中央空调系统是不可少的组成部分。因此, 研究中央空调系统节能的意义就尤其重要。本文将对中央空调的节能形式进行分析, 并结合某中央空调改造工程的实际进行探讨。

关键词：中央空调,节能