建筑电气节能技术哈工大所课件七

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桐章.侍第二苹节男中央社空调祥变流示量控尤制节搁能技拢术控制盐方案五.堪变流鸦量水阅系统汪的控寺制方越案溴化玩锂直孟燃机盒原理锋：溴化寨锂吸蕉收式抬制冷旱机是怨以溴剑化锂私溶液丹为吸绩收剂沃，以水为制恩冷剂，雪利用水槽在高真滔空下蒸轧发吸热忆达到制怒冷的目的。为盖使制冷例过程能异连续不撒断地进蚕行下去把，蒸发木后的冷剂水第蒸气逢被溴沟化锂描溶液林所吸趟收，捉溶液持变稀妇，这归一过贷程是在吸收孩器中发借生的，磁然后以虾热能为武动力，应将溶液窃加热使其水灿份分止离出姓来，揉而溶秘液变剥浓，恶这一贩过程运是在肥发生魄器中进行的诞。发生衫器中得挤到的蒸席汽在冷垫凝器中筹凝结成待水，经节流后秩再送至糖蒸发器把中蒸发阿。如此肾循环达菠到连续梯制冷的目的。拥可见溴醒化锂吸冷收式制佳冷机主解要是由勒：吸收堂器、发生器、笋冷凝器卷和蒸发训器四部堵分组成撒的。举例拣：某康综合坡体1订-2伙6楼秧为宾魄馆客陈房，条裙楼食为大茎堂及案商场潜。采棕用3勺台直敢燃式篇溴化捆锂吸锁收式嫩制冷渔（热拌泵）抽机组财。该叶系统撇冷冻疫水系竭统类执型属括于冷仗源侧搅定流姻量，叼负荷殖侧变骡流量候的一招次泵坛水系报统。烈该水棋系统丑在部府分负嚼荷运泻行的果时候女，只姻能通垄过停劈燕用部竹分冷孔冻水动泵和捎冷却覆水泵房诚来实平现节默能。别以冷令冻水翻循环问为例善，当视大厦垒负荷记不足辞50壤%时击，可成以停座用一帜台冷档冻水肯泵，僵另一谷台满嗽负荷秃运行谊。当怠负荷追大于命50期%时眨，两瘦台水笨泵则玻要同饶时满遇负荷炼运行祝。由齿此可蝴见，压水泵鸭的负晃荷只芳能是膨50垮%和迟10竖0%开有级怎可调运，除林非负暂荷刚趴好处趋于5钻0%鸽和1科00集%，妖否则菠都会础有相秤当部河分能固耗的咬浪费窗。第三讨章.饱第二档节睛中央朋空调赛变流蔑量控爪制节膨能技骂术控制铺方案图3扭-2赖4大厦中央空调水系统图将冷冻荷水和冷区却水均稻设计为帅变流量算的控制挪系统1.冷蛛冻水侧削的变流退量控制古方案已知原才系统为运冷源侧坚定流量范，负荷他侧变流禾量的一瞧次泵系驼统。制辉冷机组短本身也锡具有的冬变负荷素运行能董力，允怠许根据治负荷的亿大小改观变制冷阶机蒸发临器内的残流量，腰所以可锹以将系捐统改造锈成为一择个一次监泵变流互量系统声（VP狭F）。当末端识空调负头荷变化狂时，电捞动二通贝阀调节虾开度，摸改变冷眨冻水量礼，此时宽一采用稿定的控胶制措施踢，变频聋水泵和寨冷冻机岂组荷的椅改的水税流量都爆随负变势而改变控，通过雕调整冷剖水流量抄和制冷雾机容量弱，能有见效满足炊所有负达荷工况蛮，另外得在旁通蛙管上增色设了旁宽通控制午阀，以交维持运丘行冷冻皆机的最裤小流量耻。控制策偿略：采第取定温屯差控制提法或定咱压差控死制法。第三章家.第二抹节中杯央空调烫变流量套控制节波能技术控制方盏案①冷冻水伸温差控制化法根据公盼式：第三率章.芦第二黑节歉中央期空调诸变流仪量控位制节献能技桌术控制耗方案②压差控躲制：因为水疾力惯性逆时间常符数小，军压力变吓化会比亲温度变膜化迅速道得多，怀故采用蛙压差控阀制。水系塑统的氏功率期、扬羊程及爷流量豆满足忍下式绿：扬程H与供、自回水总逝管压差四△P成线佣性关粗系。较如果H不变，乡丰则水泵俱功率N只与持流量G的一次洋方成正府比，这椅种系统党节能不叔显著。第三章汽.第二昨节中支央空调富变流量瓜控制节普能技术控制父方案在定惨压系遮统中唱，流蚊量从G0变化密到G′时，水旺泵速度只是剩由n0到曲孔线n1，系统寄压差H0不变。实际上品在满足泉流量的情况下镜，水泵洲速度是惨可以由n0调到n2,此时吧压差咳降低(H0-H1)，筛整个伐系统京处在变压眯状态耳，此幅时水蚁泵能家耗将会透大幅抢度下寇降。如果真把正实现争节能，辉压差必撇须改变。现讨炊论G-妻H曲线浙：第三辜章.辫第二樱节第中央毯空调吴变流借量控愈制节叫能技惰术控制方古案通过调桥整一次肉泵的转器速来使最不利妻环路的奖压差保持奋不变质的控制法讯，称为最不询利环片路压书差控都制法。根据最跟不利环找路特性线设定Δ扶Pc，猾计算油机通过写压差传牢感器测到最典不利末耳端的压耗差ΔP，对姓两者志的大钉小进急行比确较，棉来调继节水泵吸转速圾。根贪据公杆式：第三章拼.第二恳节中纷央空调辟变流量稀控制节榜能技术控制讨方案图3-垦16未土壤热间泵系统第三章盗.第二阵节中棒央空调趟变流量旨控制节独能技术控制方妖案2.冷却阳水系萌统变富流量倡控制再方法在满足赞负荷的蛾前提下哨（制冷宋机CO塞P值痒不变）雹，控制赛冷却水流躺量越止小越阳节能陈。①冷却水垒变流量疲定温差贡控制方灭法保持冷奥凝器内驰冷却水雄进出水轻温差不鸣变。流奔量会随刑负荷而朱变化，为了珠保证座水流亦