1. 概述
建筑物能耗描述:
大部份建筑物一年中,只有幾十天時間,中央空調(diào)處于最大負荷。中央空調(diào)冷負荷,始終處于動態(tài)變化之中,如每天早晚,每季交替,每年輪回,環(huán)境及人文,實時影響中央空調(diào)冷負荷。一般,冷負荷在5~60%范圍內(nèi)波動,大多數(shù)建筑物每年至少70%是處于這種情況。而
大多數(shù)中央空調(diào),因系統(tǒng)設計多數(shù)以最大冷負荷為最大功率驅(qū)動。這樣,造成實際需要冷
負荷與最大功率輸出之間的矛盾,實際造成巨大能源浪費,給公司造成巨額電費支出,增加
經(jīng)營者的成本,降低企業(yè)競爭力。
2. 中央空調(diào)變頻節(jié)能分析
中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成
中央空調(diào)系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成:
1. 冷水機組
這是中央空調(diào)的“制冷源”,“心藏”,通往各個房間循環(huán)水由冷水機組進行“內(nèi)部交換”,降溫為“冷卻水”。
2. 冷卻水塔
用于為冷水機組提供冷卻水。
3. 外部熱交換系統(tǒng)
由兩個循環(huán)水系統(tǒng)組成
(1)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)
由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷水機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道,在個房間內(nèi)進行熱交換,帶走房間內(nèi)熱量,是房間內(nèi)的溫度下降。
(2)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
由冷卻泵及冷卻水管道及冷卻塔組成。冷水機組進行熱交換,是水溫冷卻的同時,必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收,是冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫冷卻水
壓入冷卻塔,使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換,然后再降了溫的冷卻水,送回到冷水
機組。如此不斷循環(huán),帶走冷水機組釋放的熱量。
4. 冷卻風機
有兩種情況:
室內(nèi)風機。安裝于所需要降溫的房間內(nèi),用于將由冷凍水冷卻了的空氣吹入房間,加速房間內(nèi)的熱交換。
冷卻塔風機。用于降低冷卻塔的水溫, 加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。
中央空調(diào)系統(tǒng)的拖動
1. 冷水機組拖動系統(tǒng)
2. 冷凍泵拖動系統(tǒng)。由若干臺水泵組成。
3. 冷卻泵拖動系統(tǒng)。由若干臺水泵組成。
4. 風機(包括室內(nèi)風機和冷卻塔風機)拖動系統(tǒng)。
拖動系統(tǒng)不能調(diào)速,故能耗大。
中央空調(diào)系統(tǒng)拖動節(jié)能經(jīng)濟指標分析。
1.對冷凍泵拖動系統(tǒng),冷卻泵拖動系統(tǒng),風機(包括室內(nèi)風機和冷卻塔風機)拖動系統(tǒng)。
節(jié)能35%~55%。最小節(jié)能35%,最大達55%。
2.對冷水機組拖動系統(tǒng)
節(jié)能20%-30%。最小節(jié)能20%,最大達30%。
對風機水泵類
根據(jù)流體力學原理,風量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比,風壓H與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比。即
Q=K1*n
H=K2*n2
Ps=K3*n3
當所需風量減少,風機轉(zhuǎn)速降低時,其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。如所需風量的80%,則轉(zhuǎn)速也下降為額定轉(zhuǎn)速的80%,而軸功率降51。2%;當所需風量為而額定風量的50%時,而軸功率降12。5%。當然,轉(zhuǎn)速降低時,效率也會有所下降,同時還應考慮控制裝置的附加損耗等影響。即使如此,這種節(jié)電效果也非??捎^。
通過實際證明,風機水泵類,節(jié)能40%-50%。
對離心式水冷機組
節(jié)能25%-35%.最小節(jié)能25%,.最大節(jié)能35%。
離心式水冷機組拖動特點。
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機械特性具有恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì), 故電機的軸功率PL與轉(zhuǎn)速N成正比
大多數(shù)處于長時間連續(xù)運動狀態(tài),但負載大小常有變動,為連續(xù)變動負載。
飛輪力矩(GD2)大, 故要求有較大的啟動轉(zhuǎn)矩。
啟動次數(shù)少, 對升降時間無要求。
大多數(shù)有自動卸載于裝載裝置,在自動卸栽或裝載時,負載將突變。
離心式水冷機組調(diào)速的必要
1. 從節(jié)能的角度看。
(1) 由于壓縮機不(2) 排除在滿負載狀態(tài)下長時間運行的可能性,(3) 所以,(4) 只能按最大需求來決定電動機的容量,(5) 故設計裕量一般偏大。在實際運行中,(6) 輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速,(7) 可大大提高輕載運行時的工作效率。因此,(8) 節(jié)能潛力是很大的。
(9) 有些調(diào)節(jié)方式(如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片角度),(10) 即使再需求量較小的情況下,(11) 也不(12) 能減少電動機的運行效率。采用了變頻調(diào)速后,(13) 但需求量較小時,(14) 可降低電動機的轉(zhuǎn)速,(15) 減少電動機的運行功率,(16) 從而(17) 進一部實現(xiàn)節(jié)能。
2. 從運行質(zhì)量的角度看。
單電機拖動系統(tǒng)大多數(shù)不能根據(jù)負載的輕重連續(xù)進行調(diào)節(jié),不能保持壓力,流量,溫度等參數(shù)的穩(wěn)定,從而大大提高壓縮機的工作性能。
離心式水冷機組變頻自動節(jié)能原理。
根據(jù)冷水機組冷負荷,PID調(diào)節(jié)冷水機組的轉(zhuǎn)速達到節(jié)能的目的。
離心式水冷機組變頻自動節(jié)能分析
在5%~60%冷負荷范圍內(nèi),每年節(jié)約電費大于25%,、最大達35%。
大部分舒適性空調(diào)系統(tǒng),一年大部分時間均在小于或等于建筑物設計負荷60%下運行,且大部分介于50~60%之間。
結(jié)合空壓機特點,頻率調(diào)節(jié)范圍fmin=40hz,fmax=50hz.
控制點在最小40hz,.最大42hz,
ps正比頻率的平方。節(jié)能范圍30%~35%范圍內(nèi)。
某商業(yè)廣場變頻節(jié)能方案。
某商業(yè)廣場中央空調(diào)系統(tǒng)主要設備
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| 序號 | 名 稱 | 功率 | 數(shù)量 | 運行情況 |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW | 3 | 一臺用,另二臺切換 |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW | 3 | 一臺用,另二臺切換 |
| 3 | 冷卻塔 | 7.5KW | 2 | 同時用 |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 400LT | 2 | 一臺用,另一臺切換 |
| 序號 | 名 稱 | 功率 | 數(shù)量 | 每年滿負荷最小能耗耗(度) |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW | 3 | 324,120 |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW | 3 | 262,800 |
| 3 | 冷卻塔 | 7.5KW | 2 | 131,400 |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 400LT(275KW) | 2 | 2,409,000 |
總計:3127,320 度
某商業(yè)廣場中央空調(diào)系統(tǒng)主要設備變頻節(jié)能情況
| 序號 | 名 稱 | 功率 | 數(shù)量 | 每年滿負荷最小能耗(度) |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW(60%) | 3 | 194,472 |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW(60%) | 3 | 157,680 |
| 3 | 冷卻塔 | 7.5KW(60%) | 2 | 78,840 |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 400LT(275KW)(70%) | 2 | 1686,300 |
預計最少節(jié)電:3127320度-2117292度=1010,028 度/年
| 序號 | 名 稱 | 功率 | 數(shù)量 | 每年滿負荷最小能耗(度) |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW | 3 | 95,000.00 |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW | 3 | 75,000.00 |
| 3 | 冷卻塔 | 7.5KW | 2 | 27,440.00 |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 400LT(275KW) | 2 | 825,000.00 |
總計(人民幣):1049,880
某商業(yè)廣場中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能主要設備詳情
| 序號 | 名 稱 | 功率 | 主要設備 | 品牌 |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW | 變頻器柜,智能儀表,PLC,安裝布線 | 德國 SIEMENS |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW | 變頻器柜,智能儀表,PLC,安裝布線 | 德國 SIEMENS |
| 3 | 冷卻塔水泵 | 7.5KW | 變頻器柜,智能儀表,PLC,安裝布線 | 德國 SIEMENS |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 275kw | 變頻器柜,智能儀表,PLC,安裝布線 | 冷負荷傳感器,變送器 |
某商業(yè)廣場中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能主要設備直接投資回報率-回收周期詳情
(按每度電費壹園)
| 序號 | 名 稱 | 功率 | 投資周期 | 投資回報率 |
| 1 | 冷卻水泵 | 37KW | 0.73 年 | 136.5% |
| 2 | 冷凍水泵 | 30KW | 0.71 年 | 140.2% |
| 3 | 冷卻塔水泵 | 7.5KW | 0.99 年 | 99.4% |
| 4 | 冷水機組-開利19XL | 275kw | 0.87年 | 87.5% |










