中央空调的节能可行性报告1

1、中央空调的节能可行性报告(1)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 关键词：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左右

2、。冷负荷率数据可见，平均年负荷在60%75-10050-7525-502 、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 泵和风机的分类表风机和水泵的理论压力方程式表示为：Hth=1/g对于轴流式Hth=1/g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

3、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 QQ=Qvo扬程 HH=Ho2全压 PP=Po2功率 PP=Po3效率 nn=no注：潜为变化前参数， 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

4、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 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 中， Hst>0 ，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系统

5、，其进水势能与出水势能相差不大。装置扬程 H=Hz /r KQ2,m式中， Hz-压出池液面与吸入液面高度差；屰、 p -分别为密闭吸入池和压出池液面处压力，若是开口池，均为大气压力；K-与吸入管路、压出管路等有关的阻力系数；Q-体积流量。在图 3 中，分析偏离O点的差值¤ H2 高度差在冷冻水密闭管路中接近零， 在冷却水中差距很小；¤ P、 P在系统中差值小，所以，在空调水系统中作水泵节能分析时，可按相似律作粗略分析，即H2 /r趋近零。所以，在以下分析中， 分机水泵的节能均按相似定律计算。根据相似定律，可作出恒速调节和变速调节的能耗关系。当风机或水泵稳定工作在工况点A1

6、 上，当需要减少流量到 Q2时，关小阀门开度，使管网曲线R2。值得注意的是：Q2的实现是靠人为节流引起的损失P 的代价换来的。采用变速调节，将速度降到n2 时，既可满足流量的要求，其功率降低显著。因此，变转速调节是风机、泵经济运行的首选方式。采用变频调速方式，对普通系列三相异步电动机拖动进行控制，是当前无级调速的主流。它的基本原理如下，当电动机极对数P 选定后， 运行时改变供电电源F1，就可改变其步转速 n1。当同步转速n1 改变了，电动机转轴转速n 则随之而变。采用变频调速有以下特点：从基频往下调速，为恒转矩调速方式；调速范围大；电动机转速稳定性能好；运行时，电动机转速接近其同步转速，运行效

7、率高；频率 F1 可以连续调节，因此为无级调速方式；基本上做到负载需要多少功率，就从电源输入多少功率。摘 要：热泵技术是一种很好的节能型空调制冷供热技术，把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵系统性能，同时解决全天候供热问题。因此，研究开发太阳能热泵正日益受到重视。本文论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在提供热水方面的应用和研究现状等。0 引言随着经济发展和科技的进步，能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，而愈来愈重视太阳能利用和节能热泵技术。目前我国太阳能的热利用主要集中在被动式太阳房采暖和热水器提供家用热水上，而主动式太阳

8、能供热系统的开发的利用相对落后。采用节能装置热泵与太阳能集热设备、蓄热机构相联接的系统方式，不仅能够有效地克服太阳能本身所具有的稀薄性和间歇性，而且可以达到节约高位能和减少环境污染的目的，具有很大的开发、应用潜力。热泵技术是一种很好的节能型空调制冷供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源高效吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到泵热的目的，从而转能质系数低的能源为能质系数高的能源，即提高能量品位的技术。随着人们对获取生活用热水的要求日趋提高，具有间断性特点的太阳能难以满足全天候供热。要解决这一问题，热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一种好的选择方法。1 热泵的基本原理及其类

9、型热泵是一反向使用的制冷机，与制冷机所不同的只是工作的温度范围。热泵系统的工作原理如图1 所示 12。蒸发器吸热后，其工质的高温低压过热气体在压缩机中经过绝热压缩变为高温高压的气体后，经冷凝器定压冷凝为低温高压的液体，液态工质再经降压阀绝热节流后变为低温低压液体，进入蒸发器定压吸收热源热量，并蒸发变为过热蒸气完成一个循环过程。如此循环往复，不断地将热源的热能传递给冷凝水。根据热力学第一定律，有：Qg= Qd A ，根据热力学第二定律，压缩机所消耗的电功A 起到补偿作用，使得制冷剂能够不断地从低温环境吸热，并向高温环境放热，周而复始地进行循环。因此，压缩机的能耗是一个重要的技术经济指标，一般用性

10、能系数来衡量装置的能量效率，其定义为：COP=Qg/A =/A=1 Qd/A显然，热泵 COP永远大于 1。因此，热泵是一种高效节能装置，也是制冷空调领域内实施建筑节能的重要途径，对于节约常规能源、缓解大气污染和温室效应起到积极的作用。所有型式的热泵都有蒸发和冷凝两个温度水平，采用膨胀阀或毛细管实现制冷剂的降压节流，只是压力增加的不同形式，主要有机械压缩式、热能压缩式和蒸气喷射压缩式。其中，机械压缩式热泵又称作电动热泵，目前已经广泛应用建筑采暖和空调，在热泵市场上占据了主导地位；热能压缩式热泵包括吸收式和吸附式两种型式，其中水溴化锂吸收式和氨水吸收式热水机组已经逐步走上商业化发展的道路，而吸附

11、式热泵目前尚处于研究和开发阶段，还必须克服运转间歇性以及系统性能和冷重比偏低等问题，才能真正应用于实际。根据热源形式的不同， 热泵可分为空气源热泵、 水源热泵、土壤源热泵和太阳能热泵等。国外的文献通常将地下水热泵、地表水热泵与土壤源热泵统称为地源热泵。2 太阳能热泵技术原理及其特点太阳能热泵一般是指利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统，区别于以太阳能光电或热能发电驱动的热泵机组。它把热泵技术和太阳能热利用技术有机的结合起来，可同时提高太阳能集热器效率和热泵系统性能。集热器吸收的热量作为热泵的低温热源，在阴雨天，直膨式太阳能热泵转变为空气源热泵，非直膨式太阳能热泵作为加热系统的辅助热源。因此，它可

12、全天候工作，提供热水或热量。太阳能热泵的分类根据太阳集热器与热泵蒸发器的组合形式，可分为直膨式和非直膨式。在直膨式系统中，太阳集热器与热泵蒸发器合二为一，即制冷工质直接在太阳集热器中吸收太阳辐射能而得到蒸发。在非直膨式系统中，太阳集热器与热泵蒸发器分立，通过集热介质在集热器中吸收太阳能，并在蒸发器中将热量传递给制冷剂，或者直接通过换热器将热量传递给需要预热的空气或水。根据太阳能集热环路与热泵循环的连接形式，非直膨式系统又可进一步分为串联式、并联式和双热源式。串联式是指集热环路与热泵循环通过蒸发器加以串联、蒸发器的热源全部来自于太阳能集热环路吸收的热量；并联式是指太阳能集热环路与热泵循环彼此独立

13、，前者一般用于预热后者的加热对象，或者后者作为前者的辅助热源；双热源式与串联式基本相同，只是蒸发器可同时利用包括太阳能在内的两种低温热源3 。太阳能热泵的技术特点太阳能热泵将太阳能利用技术与热泵技术有机结合起来，具有以下几个方面的技术特点4 ：1 ）同传统的太阳能直接供热系统相比，太阳能热泵的最大优点是可以采用结构简易的集热器，集热成本非常低。在直膨式系统中，太阳集热器的工作温度与热泵蒸发温度保持一致，且与室外温度接近，而非直膨式系统中，太阳能集热环路往往作为蒸发器的低温热源，集热介质温度通常为20 30，因此集热器的散热损失非常小，集热器效率也相应提高。有研究表明，在非寒冷地区即使采用结构简

14、单、廉价的普通平板集热器，集热器效率也高达60% 80%，甚至采用无盖板、无保温的裸板集热器也是可以的。2 ）由于太阳能具有低密度、间歇性和不稳定性等缺点，常规的太阳能供热系统往往需要采用较大的集热和蓄热装置，并且配备相应的辅助热源， 这不仅造成系统初投资较高，而且较大面积的集热器也难于布置。太阳能热泵基于热泵的节能性和集热器的高效性，在相同热负荷条件下，太阳能热泵所需的集热器面积和蓄热器容积等都要比常规系统小得多，使得系统结构更紧凑，布置更灵活。3 ）在太阳辐射条件良好的情况下，太阳能热泵往往可以获得比空气源热泵更高的蒸发温度，因而具有更高的供热性能系数，而且供热性能受室外气温下降的影响较小。4 ）由于太阳能无处不在、取之不尽，因此太阳能热泵的应用范围非常广泛，不受当地水源条件和地质条件的限制，而且对自然生存环境几乎不造成影响。5 ）太阳能热泵同其它类型的热泵一样也具有 “一机多用”的优点，即冬季可供暖， 夏季可制冷， 全年可提供生活热水。由于太阳能热泵系统中设有蓄热装置，因此夏季可利用夜间谷时电力进行蓄冷运