空调系统变风量系统的节能与节能

空调系统变风量系统的节能与节能

1调节再热量的回收通常，集中空调系统的送送量是固定不变的。送送量根据室内的热湿负荷确定，称为定流量系统（cav）。实际上房间的热湿负荷不可能经常处于最大值,而是在全年的大部分时间低于最大值。当室内负荷减少时,定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度(减小送风温差)来维持室温的。这样既浪费热量,又浪费冷量。如果能采用减少送风量(送风差数不变)的方法来保持室内温度不变,则不仅节约了提高送风温度所需的热量,而且还由于处理风量的减少,降低了风机功率电耗以及制冷机的冷量。把双管定风量系统(DDCAV)转换成变风量系统(VAV)是节约能量的方式之一。在现有的设备和装置不变的情况下,要将此系统转换,通常的方法是:(1)安装一个含有变频装置和静压传感器的风机调节系统。(2)安装全新的末端装置或者把定风量末端装置转换成变风量的末端装置。因此,把定风量系统转化为变风量系统既可以节能又可以充分利用现有的资源和设备。2双管变风量末端装置把双管定风量系统转换成变风量系统,一般需要做两个调整:(1)把定风量末端装置转换成变风量末端装置,或者直接安装全新的变风量末端装置;(2)在风机上安装气流调节装置。然而,对于不同的末端装置有不同的调节方法:(1)对安装了流量调节传感器的定风量末端装置,可以转换或修改末端装置控制器;(2)对安装了弹簧调节的气流装置,在冷风阀或热风阀的风阀执行器上设置偏差;(3)对热风阀或冷风阀分别独立安装执行器并更换控制器;(4)安装一个总气流执行器并更换控制器。变风量系统的重要特点是系统在部分负荷的情况下,减少风机的能耗和冷热量的消耗。在一个典型的双管变风量末端装置中有一个额外的总流量执行器,它是通过温度调节装置或控制器的信号来控制总流量的。图1所示为定风量和变风量末端装置中空气流量与负荷之间的变化关系。此图中的负荷率指冷负荷,室内温度为24℃,冷风温度为13℃,热风温度为35℃,最小流量比为30%。在定风量末端装置里,只要区域负荷低于设计负荷,加热和制冷就会同时发生。因为一年之中设计负荷出现的时间只有很少的几个小时,当加热管道时,大部分时间里加热和制冷会同时产生。在变风量末端装置中,如果冷管道的出风温度为13℃,当冷负荷低于最小空气流量的30%时,热管道的空气流量为0。但是,当热负荷高于最小空气流量的30%时,冷风阀于是被关闭。同时热风管道和冷风管道的重新设置也会影响到风阀的位置。如果热风温度设置低于35℃,在热负荷低于30%时,系统的冷风阀将会被完全关闭。如果温度高于35℃,冷风阀在热负荷高于30%时将会被关闭。这样在变风量系统里同时加热和制冷会稍稍减少一些负荷,而且在部分负荷时比定风量系统所消耗的加热和制冷量以及所需的气流量要少得多。图2为一个双管道空气处理器(AHU)的示意图。通过安装包括一个变频装置(VFD)和一个压力传感器的风机调节装置,把定风量AHU转变成变风量AHU。在此变化系统中,热管道与冷管道的空气静压都需要测量。气流校准装置(例如VFD)的设计值应该保持较低静压。在夏天运行时,热风静压通常比设定的最小热风静压要高,但是高静压增加了末端装置中的空气泄漏,这会增加制冷和加热量以及风机的能耗。因此,在夏季运行工况的变风量系统中,改进热风静压控制能减少加热与制冷的能耗以及风机的能耗。由于建筑物负荷绝大多数时间低于设计负荷。变风量系统可以比定风量系统节约20%～50%的能耗,平均节约率为35%。由于更换末端装置来转换成变风量系统的成本比较高,平均回收期大约要4年。如果能避免末端装置的更换费用,变风量系统的回收期将会缩短。3调节热风阀和vfd来保持冷管道的静压图3所示为转换后的变风量系统。在变风量转换工程中都需要一个变频调节装置和静压控制装置。于是在此系统中,除了安装变频器和静压装置外,在热风干管上安装一个风阀,而不需要对末端装置进行转换,就可以将定风量系统转化成变风量系统。这种系统有两种操作方法:(1)冬夏季控制热风阀的控制:夏季关闭热风阀,在其他的时间里调节热风阀来保持所需的静压值,热管道和冷管道的静压设定值可以为不同的值。VFD控制:如果热风阀关闭或部分开启时,调节VFD来保持冷管道的静压。如果热风阀全开时,调节VFD来保持热管道与冷管道的静压高于设定值。(2)室外气温控制热风阀的控制:当室外气温高于某个值(16℃)时,关闭热风阀。当室外气温低于某个值(13℃)时,调节热风阀维持热管道的静压。并且,热管道和冷管道的静压设定值可以不相同。VFD控制:如果热风阀关闭或部分开启时,调节VFD来保持冷管道的静压。如果热风阀全开时,调节VFD来保持热管道与冷管道的静压高于设定值。当热风阀关闭时,双管定风量系统的末端装置就好像一个单管变风量系统的末端装置。当热风阀打开且保持静压恒定时,这又是定风量系统了。如果最小冷量(设计负荷的百分之几)所需的风量大于最小冷风风量,热风阀就关闭。如果冷管道采用恒定的温度,那么冷的气流流量就等于冷负荷。当至少有一个区域所需比最小风量还少的风量来满足冷负荷时,调节热风阀或者VFD来保持热管道的静压设定值。当区域的最小负荷要求最小的气流流量来满足时,按上面的方式可以把一个双管道的定风量系统转换成一个单管变风量系统。当区域的最小负荷比这低时,热风静压可以控制在不同的值。虽然是一个双管定风量系统,但一个恰当的静压值能减少建筑物的能耗。用这种方式转换成VAV系统的成本通常比转换成VAV系统的成本要低得多,因为现有的末端装置仍可以使用。当用户使用冬夏季控制方式时,需要确定夏季和冬季的工作时间,当热风阀开启或关闭时,还需要确定室外的空气温度。4可以改善操作效率夏季,不用改变末端装置,只通过安装热风阀就可以把双管变风量系统转换成变风量系统。冬季,通过调整不同的冷风和热风管道的静压设定值,就可以有效地改善操作效率。因为现在随着人们对居住、办公和生活环境的要求越来越高,舒适、健康