干货！暖通中央空调节能设计

1、图4 中心空调是大厦里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占60左右，因此中心空调的节能改造显得尤为重要。由于设计时，中心空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留10-20设计余量。但实际上尽大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下的，存在较大的富余。中心空调系统冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化做出相应调节，存在很大的浪费。所以节能的潜力就较大。节能方案中心空调系统通常分为冷冻(媒)水和冷却水两个系统(左半部分为冷冻(媒)水系统，右半部分为冷却水系统)。根据国内外最新资料介绍，并多处通过对在中心空调水泵系统进行闭环控制改造的成功范例进行考察，现在水泵系

2、统节能改造的方案大都采用变频器来实现。水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中心空调最末端达不到公道效果的情况。为了解决这些题目需使水泵随着负载的变化调节水流量并封闭旁通。再因水泵采用的是Y起动方式，电机的起动电流均为其额定心流的34倍，一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲及和停泵时水垂现象，轻易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，增加维修工作量和备品、备件用度。综上，为了节约能源和用度，需对水泵系统进行改造

3、，采用风机、泵类专用变频器，以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。这是由于变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速，在满足中心空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵做出相应调节，以达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。减少的功耗P=PO(1(N1N0)3)(1)式减少的流量QQ0(1(N1N0)(2)式其中N1为改变后的转速，N0为电机原来的转速，P0为原电机转速下的电机消耗功率，Q0为原电机转速下所产生的水泵流量。由上式可以看出流量的减少与转速减少的一次方成正比，但功耗的减少却与转速减少的三次方成正比。如：

4、假设原流量为100个单位，耗能也为100个单位，假如转速降低10个单位，由(2)式QQ01-（N1/N0）100*1（90100）10可得出流量改变了10个单位，但功耗由(1)式PP01（N1N0）3100(1(90100)3)27.1可以得出，功率将减少27.1个单位，即比原来减少27.1%。再因变频器是软启动方式，采用变频器控制电机后，电机在起动时及运转过程中均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命最主要、最直接的因素，同时采用变频器控制电机后还可避免水垂现象，因此可大大延长电机、接触器及机械散件，轴承、阀门、管道的使用寿命。空调系统的变频节电原理:风机、冷却水泵、冷冻泵电机消耗

5、的电功率与频率的三次方成正例在能保证负荷驱动的情况下,降低电机的工作频率,可有效节能节能效果约为1-fr3/503(fr为电机实际工作频率),在45Hz时,节能效果可达到27.1%.压缩机的变频节能改造有一定的技术难度,通常不对其进行变频调速改造在保证机房设备运行温度范围内,可降低或进步空调的设定温度(如冬季设定温度为19度,夏季设定为24度),节能1015%/2度温度差,最好自动控制,以达最佳节能效果室外温度与室内温度平衡时,停止压缩机,降低空调系统的功率消耗,均匀节能可达到20%左右.空调系统变频控温系统原理:空调系统变频控温系统原理冷冷却泵、冷冷冻泵及及塔顶风风机系统统原理特特点:节能效

6、效果取决决于环境境温度与与设定温温度之差差,电机机工作在在最佳节节能状态态输进输输出具有有滤波装装置,可有效效抑制对对电网的的传导干干扰整套控控制装置置放置在在屏蔽机机柜或机机箱中,电磁磁辐射干干扰小安装施施工简单单,改造造周期短短,维护护方便具有故故障状态态自动切切换回原原控制系系统功能能,不影影响正常常使用零力矩矩启动,减少少能耗,降低低对电网网的冲击击和干扰扰不需频频繁启动动,有利利于延长长设备寿寿命可根据据室外、室室内温度度,自动动调节压压缩机组组的温度度设定,使之之处于最最大节能能状态能远程程监控一拖N变频方方案图2若干台冷冷冻泵由由一台变变频器控控制,若干台台冷却泵泵由另外外一台变

7、变频器控控制.各台泵泵间的切切换方法法如下:(1)先激活活1号泵,进行恒恒温度(差)控制;(2)当1号泵的的工作频频率上升升至500Hz时时,将它切切换至工工频电源源;同时将将变频器器的给定定频率迅迅速降到到0Hzz,使2号泵与与变频器器相接,并开始始激活,进行恒恒温度(差)控制;(33)以下下类似.当N号泵的的工作频频率下降降至设定定的下限限切换频频率时,则将1号泵停停机;当N号泵的的工作频频率再次次下降至至设定的的下限切切换频率率时,则再次次将2号泵停停机;以此类类推.这是只只有N号泵处处于变频频调速状状态.这种方方案的主主要优点点是只用用一台变变频器,设备投投资较少少;缺点是是节能效效果

8、稍差差.一一拖一全全变频方方案图3所有的冷冻冻泵和冷冷却泵都都采用变变频调速速.其切换换方法如如下:(1)先激活活1号泵,进行恒恒温度(差)控制;(22)当工工作频率率上升至至设定的的切换频频率上限限值(通常可可以小于于50HHz)时时,激活2号泵,11号泵和和2号泵同同时进行行变频调调速.实现恒恒温度(差)控制;(33)当工工作频率率又上升升至切换换频率时时,激活3号泵,三台泵泵同时进进行变频频调速,实现恒恒温度(差)控制;(4)当三台台泵同时时运行,而工作作频率下下降至设设定的下下限切换换频率时时,可封闭闭1号泵,系统进进进同时时控制两两台的状状态;(55)当两两台泵同同时运行行,而工作作

9、频率再再次下降降至设定定的下限限切换频频率时,再封闭闭2号泵,系统进进进单台台运行的的状态;全变变频调速速系统由由于每台台都要配配置变频频器,故设备备投资较较高,但节能能效果却却要好得得多.两两种方案案的比较较假假设某单单位有两两台水泵泵供水,每台泵泵的电动动机容量量是Pnn=1000Kww,每台台泵全速速时的供供水流量量为Qnn,所需需供水压压力为PPa,天天的的均匀流流量为QQa=1150%Qn.每台台泵的空空载损耗耗约为PPo=115%PPn=00.155*1000Kww=155Kw.在低频频低速时时,空载损损耗因铁铁损和机机械损耗耗有所减减少而减减少,由于所所占的比比例较小小,可粗略略

10、的以为为Po=connst.所以全全速时实实际的用用于水泵泵的功率率为Ppp=Pnn-Poo=855Kw.(1)一拖拖N变频方方案:1号泵由由变频启启动,接近500Hz时时,转由由工频电电源供电电,处于于全速运运行状态态,提供流流量为QQn;2号泵泵由变频频器供电电,只需提提供500%Qnn的流量量;P=(85+15)Kw+(855*0.53+15)Kw=1266Kw(2)全变频频方案1号泵泵和2号泵都都由变频频器供电电,各提提供755%Qnn的流量量,两台台电动机机的转速速都按00.755Nn(Fx=37.5Hzz)计.P=(85*0.775*00.755*0.75+15)Kw*2=1102KKw空调调系统的的节电投投资回收收