中央空调的节能可行性报告..docVIP

中央空调的节能可行性报告摘 要：中央空调系统设计首先是气象参数和室内空调设计参数计算冷负荷，按分区结构特点，根据产品样本选择相应的设备，组合成一个系统。但空调系统绝大部分时间是在部分负荷的情况下工作。在部分负荷工作的控制方式不合理，系统能效比会大大降低……关键字：中央空调系统 节能 冷却水系统 一、调水泵节能介绍 1、中央空调运行控制方法分析　　中央空调系统设计首先是气象参数和室内空调设计参数计算冷负荷，按分区结构特点，根据产品样本选择相应的设备，组合成一个系统。但空调系统绝大部分时间是在部分负荷的情况下工作。在部分负荷工作的控制方式不合理，系统能效比会大大降低。　　从美国制冷协会标准880-56数据可见，平均年负荷在60%左右。 冷负荷率 75-100 50-75 25-50 25 占总运行时间的百分数 10 50 30 10 表1 空调负荷的全年分布（%） 　　现在空调系统在运行调节方式上，风水系统主要是阀门（手动、自动阀门调节），主机利用卸荷方式，而这些方式是牺牲了阻力能耗来适应末端负荷要求，造成运行成本居高不下。　　若采用变频控制，能量的传递和运输环节控制为变水量（VWV）和变风量（VAV），使传递和运输耦合并达到最佳温差置换，其动力仅为其它控制系统的30~60%，而且节能是双效的，因为对制冷主机的需求能耗同时下降。　　主机采用变频节能控制，保持设计工况下的制冷剂运动的物理量（如温差、压力等）变化，节能较其它调荷方式明显，如约克（YORK）的YT型离心式冷水机组，配置变频机组在部分负荷下能效比可降至0.2kw/冷吨，可见变频控制方式在空调系统中应用前景十分广阔。　 　过去在中央空调系统中应用变频技术为什么推广难呢？可能是价格太高的原因吧？在变频技术、计算机自动化控制技术非常成熟的今天，用此技术与暖通空调专业 技术相结合，它并不是一门高价的技术，在小功率空调中其经济性都可承受，在中央空调系统中更不应该成问题：（1）中央空调运行时间更长，节能问题更突出； （2）变频控制在整个系统中所占的造价比例不高；（3）变频控制器的容量越大，每千瓦功率单价越低。　　中央空调系统采用变频器是可行的，其投资回收一般在3～12个月，以变频控制器使用寿命10年计，其净收益在10倍投资额以上。2、中央空调调速节能原理　　中央空调系统中大部分设备是风机和水泵，是将机械能转变成流体的压力能或动能的设备，若流体为液体工质称其为泵；若流体为气体工质称其为风机。空调系统中的风机、水泵一般在结构上为透平式类。 参数 水泵 风机 透平式 离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵 离心风机、斜流风机、轴流风机 参数 水泵 风机 容积式 略 略 其它式 略 略 表2 泵和风机的分类表（按工作原理分） 风机和水泵的理论压力方程式表示为：　　　　Hth=1/g(u2cu2－u1cu1)　　对于轴流式　　　　Hth=1/g(cu2－cu1) (∵u1=u2=u)　　式中，Hth--理论扬程，m；　　　　cu1、cu2--分别为叶轮进出口处绝对速度的周向分量，m/s。　　但由于空气和水密度相差800多倍，所以升压也相差800多倍。　　在现场，常根据用户需要改变风机和水泵的流量和压力，即改变工况点位置，这种以变应变的人工干预称为调节，因用户需求的变化是绝对的、经常的，而不变化却是相对的、暂时的，因此调节是一个至关重要的技术。　　根据相似定律可知： 参数 仅n≠no 流量Q Q=Qvo(n/no) 扬程H H=Ho(n/no)2 全压P P=Po(n/no)2 功率P P=Po(n/no)3 效率n n=no 注：o为变化前参数，H对于风机称有头，第四项又称比例律。 表3 风机、水泵相似工况下参数变化 　　从管网特性曲线可以看出，一般情况下，风机转速变化相似工况点连线过原点，由于水泵有静扬程存在，当转速变化时，相似共况点连线不通过坐标原点，转速变化前后工况点亦不再保持相似，所以效率也随之不再保持不变，也就是说，此时不满足比例律，如图2 a、b所示： ?　　在图2（a）中，no为原转速，A为原工况点，转速降低到n1或提升到n2时的工况点分别为B和C。A、B、C均为相似工况点，其连线过坐标原点O，恰好与管网特性线R重合，Hst=0。　　在图2（b）中，Hst0，转速变化前后的特性线与管网特性线交于B和C点。　　A、B、C是工况点，但不是相似工况点，因此效率也不是相似工况点，实际流量（减少时）的转速要比按一次方计算转速高，实际功率比按转速比二次方计算功率大。　　从实际水系统的装置特性来看，不管是冷却水系统还是冷冻水（热水）系统，其进水势能与出水势能相差不大。　　装置扬程H=Hz+[(p-p′)/r]+KQ2,m