建筑电气节能技术哈工大所课件六

建筑电气节能技术第三章.中央空调系统及节能技术第二节中央空调变流量控制节能技术一.问题的提出二.变流量水系统的基本概念及原理三.中央空调水系统的负荷特性四.变流量水系统的类型五.变流量水系统的控制方案第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术问题的提出一.问题的提出据新华社成都2009年12月12日电(记者齐中熙)中国房地产研究会副会长顾云昌表示,中国现在每年新建的房屋面积占到世界总量的50%,而建筑能耗占到中国全社会能耗总量的40%。

建筑能耗所占的比例第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术问题的提出中央空调存在的问题：1.建筑空调都是以最不利工况为设计标准；2.空调系统在大部分时间都是在部分负荷下运行。3.在国内，绝大多数大型建筑空调水系统均为定流量系统容量往往远远大于实际需要，浪费能源。解决方法：根据空调负荷变化对水系统进行变流量节能控制，一种有效的节能手段。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术问题的提出一个理想的空调水系统它应该具备如下的特点：1)负荷变化时保持冷却水和冷冻水的送回水温差不变；2)水系统运行能耗最小，当负荷减少时，冷水机组运行能耗随之减少，水泵运行能耗也随负荷的减小而相应减少；3)系统简单，一次投资少；4)具备储能功能。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术问题的提出二.变流量水系统的基本概念及原理目的：使冷水所载的冷量及冷却水所带走的热量与不断变化的末端负荷相匹配，从而节约运行费用。图为二级泵系统。冷源所在环路称为一次环路，水泵称为一次泵；空调末端所在环路称为二次环路，水泵称为二次泵。管段A-B称为旁通管，它为一次环路和二次环路共用。

第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理二次泵系统可用热力学第一定律表述为：

3-1热力学第一定律表明，在冷水系统中，可以根据系统的实际冷负荷大小调整冷水流量或冷水系统送回水温差。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理在负荷末端，进行冷水系统设计时，Q、W、Δt己经确定。

Q为系统设计工况下的冷负荷，Δt为按规范确定的温差，一般取5℃。但是当系统实际冷负荷Q变化时，为保证式3-1的平衡，由热力学第一定律，必须改变冷水流量W或温差Δt

的大小。例如当冷负荷在某一时刻为设计值的50%，并且冷水送水温度不变，那么对于冷水系统来说可能会产生三种情况：A.流量W减为设计流量的50%；----变流量系统B.Δt减小；----定流量系统

C.两者同时变化。理想的变水量系统：冷水流量与负荷成线性关系。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理水泵的流量、扬程、功率与转速的关系表示如下：

3-23-33-4以上3-1，3-2，3-3称水泵的相似定律。可用以下曲线描述：第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理

从相似定律可以看出，在理想状况下，当水泵转速变化时，水泵功率将与转速成三次方变化。即如果水泵转速为设计工况下转速的50%时，其功率将为设计工况下的12.5%。因此，变流量（变频调速）对水泵的节能有很大的潜力。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术基本概念及原理，三.中央空调水系统的负荷特性（将讨论节能的可行性）负荷主要来自围护结构传热(包括太阳辐射)和新风负荷。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术水系统负荷特性表3-1，3-2说明：冷水机在设计时一般留有20%裕量，即建筑物的最大冷量是冷水机容量的80%。因此可以推论：第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术水系统负荷特性一般流量的调节范围可控制在70%3-5(或60%)～100%之间。变流量与定流量两3-6种系统的水流量分别可表示为：3-7

第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术水系统负荷特性建筑负荷的实际能耗将遵守水泵相似定律，能耗只有设计工况时的21.6%～51.2%。所以变流量水系统对中央空调系统的节能效果将非常明显。同时使用系数和参差系数按照0.6-0.8进行计算，即：

3-8第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术水系统负荷特性四.变流量水系统的类型1.变流量一次泵系统①冷源侧定流量，负荷侧变流量的一次泵系统variableprimaryflow简称：VPF对制冷机与水泵来说：是先串后并方式。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术变流量水系统电动两通阀：只有开、关两个状态。工作特点：A.只有一组定速泵,靠电磁阀调节流量;B.旁通管上多一个控制阀，当系统水量小于单台冷冻机最小允许流量时，旁通阀打开，旁通一部分水量使冷冻机运行在最小允许流量之上。最小流量由流量计或压差传感器测得。

第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术变流量水系统②水泵与冷水机组独立并联的方式工作特点:A.靠电磁阀调节流量,B.接管较为方便，机房布置整洁、有序。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术变流量水系统2.冷源侧定流量，负荷侧变流量二次泵系统冷水机组多数要求通过蒸发器的水流量为恒定流量，负荷侧和冷源侧分别设置水泵工作特点：1)可得到用户需要的不同水温；2)系统冷源为定流量，而输送泵和负荷环路为变流量。第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术变流量水系统3.单环路变水流量系统构造前提：使用变负荷冷水机，允许蒸发器内的水流量变化。运行有严格的要求：A.负荷不小于规定值；B.供回水温差不大于预定值。工作特点：A.节省了初投资；B.冷冻水流量和冷水机容量都可以有效配合各种负荷；C.便于计算机控制第三章.第二节中央空调变流量控制节能技术变流量水系统第三章联.第二永节中瓣央空调吵变流量毛控制节框能技术控制方案五.变流役量水系统竭的控制方叔案溴化锂望直燃机壁原理：溴化锂吸需收式制冷辜机是以溴渔化锂溶液份为吸收剂珍，以水为制冷稻剂，利用妻水在高真划空下蒸发丸吸热达到更制冷的目的。为警使制冷胡过程能惩连续不剧断地进笋行下去阶，蒸发絮后的冷剂水蒸气贷被溴化锂伯溶液所吸帝收，溶液际变稀，这余一过程是在吸收驻器中发峰生的，晨然后以淋热能为锄动力，冷将溶液航加热使其水份分盛离出来，械而溶液变佛浓，这一败过程是在父发生器中进行的。押发生器中倍得到的蒸肠汽在冷凝吨器中凝结衡成水，经节流后再获送至蒸发庙器中蒸发个。如此循猛环达到连字续制冷的目的。沃可见溴疤化锂吸棉收式制菜冷机主差要是由尊：吸收水器、发生器、察冷凝器间和蒸发制器四部公分组成分的。举例：参某综合抚体1-替26楼锦为宾馆舰客房，住裙楼为极大堂及叔商场。犁采用3酿台直燃宁式溴化裕锂吸收注式制冷伍（热泵椒）机组糟。该系砖统冷冻耐水系统方类型属行于冷源贡侧定流酬量，负誓荷侧变唯流量的佛一次泵站水系统释。该水臂系统在算部分负扁荷运行显的时候勺，只能炮通过停恨用部分精冷冻水溉泵和冷辛却水泵衡来实现颂节能。跃以冷冻剑水循环块为例，愁当大厦构负荷不宏足50槽%时，评可以停抬用一台圣冷冻水自泵，另领一台满参负荷运虏行。当男负荷大总于50绞%时，诉两台水忆泵则要倒同时满懒负荷运项行。由吴此可见刷，水泵伞的负荷按只能是用50%武和10雷0%有坑级可调趣，除非略负荷刚峡好处于湾50%态和10宽0%，鞭否则都辩会有相挽当部分该能耗的驴浪费。第三章圈.第二架节中悦央空调肯变流量联控制节横能技术控制方案图3-风24大厦中央空调水系统图将冷冻水乏和冷却水匹均设计为壶变流量的咐控制系统1.冷冻屠水侧的变就流量控制盐方案已知原锯系统为泄冷源侧滴定流量投，负荷栽侧变流酬量的一锦次泵系获统。制孙冷机组徐本身也胸具有的盏变负荷孔运行能犁力，允雀许根据米负荷的智大小改创变制冷柱机蒸发掀器内的背流量，阵所以可豪以将系族统改造守成为一富个一次小泵变流孤量系统甩（VP塔F）。当末端子空调负知荷变化妈时，电兆动二通陆阀调节约开度，钞改变冷夕冻水量厌，此时献一采用涉定的控鸣制措施滋，变频洪水泵和锣冷冻机及组荷的宅改的水夸流量都洒随负变额而改变阵，通过走调整冷笋水流量耻和制冷饮机容量识，能有井效满足竿所有负谜荷工况错，另外哗在旁通雹管上增巧设了旁述通控制跪阀，以谦维持运姻行冷冻轰机的最晶小流量后。控制策略东：采取定印温差控制馒法或定压故差控制法。第三章哑.第二居节中鞠央空调毫变流量们控制节饥能技术控制方念案①冷冻水温差控制法根据公贫式：第三章.慌第二节幕中央空调旦变流量控笛制节能技巡寿术控制方案②压差控押制：因为水省力惯性描时间常帝数小，近压力变努化会比届温度变恭化迅速锣得多，腹故采用荷压差控衬制。水系统的脑功率、扬站程及流量桂满足下式格：扬程H与供、回渣水总管压胡差△P成线性教关系。目如果H不变，近则水泵匪功率N只与流量G的一次众方成正拐比，这居种系统文节能不珍显著。第三章.著第二节纹中央空调匠变流量控胶制节能技册术控制方赵案在定压量系统中纺，流量守从G0变化到G′时，水泵顽速度只是由n0到曲线n1，系统压差H0不变。实际上在光满足流量伐的情况下已，水泵膜速度是酷可以由n0调到n2,此时压差范降低(H0-H1)，整搜个系统偶处在变压状醉态，此分时水泵丑能耗将会大击幅度下偏降。如果真反正实现着节能，浩压差必养须改变。现讨痰论G-华H曲线午：第三章咱.第二窜节中飞央空调站变流量眯控制节担能技术控制方纸案通过调辫整一次笛泵的转终速来使最不利让环路的纠压差保持不变季的控制法，狡称为最不利环斜路压差控稠制法。根据最股不利环浙路特性农设定Δ巡寿Pc，须计算途机通过芝压差传突感器测到最街不利末驻端的压水差ΔP，对两值者的大但小进行吩比较，奸来调节水泵转颠速。根推据公式那：第三章.傍第二节谷中央空调突变流量控渐制节能技口术控制方案图3-1办6土壤仓热泵系统第三章.症第二节周中央空调蚕变流量控锋制节能技框术控制方察案2.冷却水系巩统变流量剖控制方法在满足负朗荷的前提嫁下（制冷区机COP就值不变浑），控制皆冷却水流量越些小越节能鹅。①冷却水变混流量定温蛛差控制方伟法保持冷凝匆器内冷却