变频空调节能技术应用.docVIP

变频空调节能技术应用 　　变频空调节能技术的应用 　　汤靖宇 林晓英 　　1 概况 　　重庆市作为全国最热的城市之一，夏天最高气温达到40摄氏度以上，空调器成为重庆人夏天必备的设备，因此，重庆市公共建筑空调的覆盖率达95％以上。而目前，许多建筑物的设计缺乏节能观点，忽视设备的运行费用和能耗量，据资料显示，我国建筑物的耗电量为国外同纬度同等规范建筑物耗电量的两倍以上，这样给电能供应带来紧张局面，也造成了很大的浪费。因此，空调系统能源的有效利用和节能成为迫切需要解决的问题，而重庆市作为空调器大量使用的城市，节能潜力巨大。 　　2 节能原理 　　空调水泵的设计均是按最大负荷来设计的，并且还会再乘以一安全系数，所有水泵都是按最不利工况来选型的，有相当的余量。而水泵的能耗与流量近似成3次方的关系，如下式： 　　 　　其中：Ｎ：水泵能耗；Q:水泵流???。 　　由上式可见：如果能够减少冷冻（却）水泵的流量，那么水泵的节能将非常可观。 　　举例说明： 　　当冷冻水泵的流量降为原流量的90％时，水泵的能耗将降为原来的72.9％； 　　当冷冻水泵流量降为原流量的80％时，水泵的能耗将降为原来的51.2％。 　　可见改变流量，水泵的节能十分显著。 　　3 实现节能的方法 　　在保证空调系统能正常运行的前提下，为了降低冷冻（却）水泵的流量，我们有必要先分析一下冷冻（却）水泵的运行情况。以重庆陈家坪汽车站富丽大酒店空调系统为例： 　　空调水系统具体配置为： 　　主机：一台“约克”螺杆机，制冷量：130万Kcal/h。 　　冷冻水泵：2台“开利”离心泵，流量280m3/h,扬程：110m，功率：45KW，一用一备。 　　冷却水泵：2台“开利”离心泵，流量400m3/h,扬程：32m，功率：55KW，一用一备。 　　酒店空调运行情况：每年4月至11月供冷，每天运行20小时。制冷面积11580?。 　　根据重庆夏天的气温变化情况，每年7月至9月是气温最高的时间段，在这个时间段内空调基本是全负荷运行，而其余时间段则为过渡期，在过渡期间，空调的冷负荷并未达最大，但只要空调系统一启动空调冷冻（却）水泵就会按额定功率运转，这就会出现非常不经济的运行状况：即冷冻供回水的温差只有1-2℃，而设计温差为5-7℃，空调系统处于大流量低温差的状况下。 　　为了改变这种不经济的运行状况，可以用两种方法来实现。 　　方法一：在末端设置电动二通阀或电动三通阀来调节。此方法虽然降低了系统的流量，但却大大增加了系统的阻力。 　　因为：P＝γ#8226;Q#8226;H 　　P：水泵功率；γ：水的容重；Q：水泵流量；H：水泵压头（扬程）。 　　功率为工作点下曲线围成的面积。调节阀门虽然使Q减少，但H增加，并且效率降低（如下图的A’）。因而其节能效果相当有限。 　　方法二：通过变频调节改变水泵的转速而达到节能目的,改变转速即改变泵的运行特性曲线，但没有改变管路的阻力。因为当冷量减少时，水量作等比减少。当流量减少时，功率P以立方关系递减。由此节能效果明显。如下图中的A’’。 　　 　　节能原理图 　　由上图可知，通过变频技术来降低空调冷冻（却）水泵的流量，从而达到节能降耗的方法是完全可行的。 　　4 变频节能系统的实例 　　同样以重庆陈家坪汽车站富丽大酒店为例。 　　4.1 变频节能系统的控制原理 　　(1)控制系统采用温差控制、压力保护的原理； 　　(2)在每台主机蒸发器及冷凝器的进出口、集水器、分水器等对空调系统运行有特殊要求的末端分别安装温度传感器，用以检测系统的实际负荷； 　　(3)根据需要设定系统的正常工作温度，并给出最高和最低的运行水温差，在此范围内，可以随时在触摸屏上调节运行所需温差。当系统实际负荷增加时，温差增大则提高频率，加大水泵转速；反之，温差变小则降低频率，减慢水泵转速； 　　(4)在系统最不利环路末端安装压力传感器以保证系统末端用户的正常使用； 　　(5)在每台主机的进出口安装压力传感器，保证主机的正常工作压力，确定系统的最小流量，同时保障各台主机之间不会出现流量失调的现象。 　　4.2 变频节能系统配置表 　　其空调水泵变频系统设备明细如表1： 　　表1 　　序号 设备名称 型号 单位 数量 备注 　　1. 温度传感器 TS6001-1K 台 8 M#8226;K#8226;Juchheim CmbbCo 　　(德国) 　　2. 压力传感器 QS-YF-390 台 4 M#8226;K#8226;Juchheim CmbbCo 　　(德国) 　　3. 检测主机 PCD1-M130 台 2 　　4. 模拟输入板 PCD2-W340-2 台 4 　　5. 模拟输出板 P