试论中央空调变频技术在建筑工程中节能降耗的应用
论文作者:草根论文网 论文来源:www.lw360.net 发布时间:2017年11月22日


1. 中央空调系统的组成

冷水机组一中央空调的“制冷源”,通往各个房问循环水由冷水机组进行“内部交换”,降温为“冷冻水”。2.冷却水塔一用于为冷水机组提供冷却水。其中冷却风机用于降低冷却塔的水温,加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。

外部热交换系统一由两个循环水系统组成(1)冷冻水循环系统一从冷水机组流出的冷冻水由若干台冷冻水泵加压送入冷冻水管道,在个房问内进行热交换,带走房问内热量,是房问内的温度降。<2)冷却水循环系统一冷水机组进行热交换,是水温冷却的同时,必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收,使冷却水温度升高。由若干台冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔,使之在冷却塔中与大气进行热交换,然后再把降了温的冷却水,送回到冷水机组。如此小断循环,带走冷水机组释放的热量。

2.目前我厂在建成品库空调系统的能量配置成品库制冷站是成品库改造工程的重要配套项目,它小但为成品库及其将建裙房提供冷源,还考虑了以后将建的主厂房接长;高架库;现在使用的主厂房内的辅料库、卷接包车问、储丝房等部门提供冷源,以便把原制冷站的冷源切换来提供给机修综合楼,并留有一定的富裕量、及备机(一般制冷站设计小考虑备用设备)。

3.空调系统的自控控制方法空调自控方法:分为变流量系统和定流量系统,变流量系统内可分为冷冻水系统未端热交换设备部份(空调箱、风机盘管等)和制冷站部份的冷冻水和冷却水系统。定流量系统同样可分为冷冻水系统未端热交换设备部份和制冷站部份,目前我厂制冷站空调系统参用定流量控制,而未端参用变流量控制。制冷站冷冻水系统根据未端热交换设备的冷负荷大小提供冷源,由于未端热交换设备用变流量系统,而制冷站用定流量进行控制,未端热交换设备未能消耗的多余冷冻水需通过压差旁通阀进行短路回流。造成冷冻水泵作了许多无用功。如果用变流量系统,根据空调负荷的变化,我们可以检测冷冻水总管通往未端热交换设备的流量、供回水管的压差,和供回水管的温差来控制冷冻水泵的运行台数和变频冷冻水泵的转速,随着冷负荷的变化调节变频冷冻水泵流量的大小,当空调负荷变小时总管水量减少,变频调速装置调频率,降低变频泵转速,减小冷冻水流量,当空调负荷变大时总管水量增加,变频调速装置上调频率,提高变频泵转速,增加冷冻水流量,当达到单台水流量上限值时,启动一台该系统非变频泵,保证未端热交换设备所需冷冻水量,使冷冻水的流量控制在最经济合理的范围内运行。制冷站冷却水系统根据制冷机的负荷大小来确定冷却水的流量,保证制冷机在小同冷负荷情况随时带走制冷机所释放的热量,同时冷却水系统还涉及到冷却水通过冷却塔同大气的热交换程度。为此制冷机冷却水流量需满足夏天冷却塔同大气的热交换环境和最大制冷负荷情况达到热交换平衡。冷却水定流量控制中,通过检测冷却水进、出制冷机水管的温度来控制冷却塔风机的启停。当冷却水进制冷机水温度上升时开启冷却塔风机,反之冷却水进水温度降时关闭冷却塔风机,直到冷却塔所有风机都停比运转尚未能达到热平衡时(制冷机冷负荷量过小,而冷却水经过冷却塔散发的热量过大)就得开启冷却水进出水管的旁通阀进行短路循环,减少冷却水的散热量,保证制冷机运行中所需的热力平衡。而冷却水变流量系统控制中,同样通过检测冷却水进、出制冷机水管的温度来控制冷却塔风机的启停和冷却变频水泵的转速,当冷却水进水温度高于30. 5度时,通过变频冷却水泵上调频率,提高变频泵转速,增加冷却水流量,达到水流量上限值时,如冷却水进水温度仍高于31. 5度时,开启冷却塔风机,增加冷却塔的散热量;在冷却水进水温度低于31度时,关闭冷却塔运转风机,减少冷却塔的散热量。直到全部冷却塔风机都已停比运转,而冷却水进水温度仍低于30度时,变频调速装置调频率,降低变频泵转速,减小冷却水流量直到额定流量的20%

4.投资效益分析成品库制冷站建成投入使用首先需提供给成品库空调和打叶工段空调的冷源,而其它所需的冷源要待后续工程完成后才需提供冷源。因此,在空调季节6-10份我们必须开启一台250万大卡的嗅化铿机组,保证成品库内的空调温湿度设计要求。而设计提供给成品库的最大冷量为163万大卡、打叶线的最大冷量为45万大卡、这两部份冷负荷为208万大卡,在设计最大负荷情况尚小能消耗一台制冷机所提供的冷源。根据一公斤水提升1℃将需一大卡原理,空调冷冻水每公斤能提供4-5大卡,一般为5大卡。即使在最大负荷J清况也能减少冷冻水84吨/小时,冷冻水泵电机频率可16. 8%,节电23度/小时;按制冷机热力平衡方式相应冷却水水泵电机频率也可16. 8%左右,其能耗也将随着42. 4% o按成品库制冷站一年运行150天,每天24小时,平均负荷在百分之六}一来进行计算。其一台250万大卡的嗅化铿机组的冷冻水额定流量为500钝(轴功率为56. O1KW),平均流量在300吨左右,冷冻水泵频率可平均40%以上,节电量大于15. 5万度;冷却水的额定流量为900吨(轴功率为83. 43KW),平均流量在540吨左右。冷却水泵频率也可平均40%以上,节电量大于23万度。每年只少可节省电费30. 8万元(电费按0. 8/度计算),而两套变频器成本约在11万元左右。

5.结论制冷站冷量是按最大负荷进行配置,它必须保证夏天最热时问段(午1:  00-3:  00)内的空调效果。而实际上该段时问在空调制冷运行总时问中小到10%,多数运行在50--60%负荷状态,为此空调水泵参用变频控制达到节能效果相当明显。如:水泵频率降10%情况的节电率:1- (1-10%) 3=27. 1% ;水泵频率降15%情况的节电率:1- < 1-15%) 3=38. 6% ;水泵频率降20%情况的节电率:1- < 1-2 0%) 3=48. 8% ;水泵频率降25%情况的节电率:1- <1-25%) 3=57.8%;水泵频率降30%情况的节电率:1- <1-30%) 3=65.7%;因此,安装空调变频水泵具有极高的投资回报,而且空调系统容量越大,投资回收越快,同时又可以实现电机的软启动,减少对电网的冲击,降低水泵噪声及震动,延长设备使用寿命等变频控制特点。


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