科学展览专案-能源与冷冻空调工程系.ppt

1、空调系统节能介绍报告人：李文兴，2，目录，空调系统介绍冰水本体原理介绍一/二次侧冰水系统原理介绍储冰系统介绍二次侧冰水泵变频器节能原理介绍本体和冷却水塔运行优化原理介绍产业性空调在改善人的舒适性的同时，使许多产品拥有良好的环境4、装有蒸发器、液体的瓶子，经由压缩机抽出瓶内的气体，降低瓶内的蒸气压，达不到瓶内的饱和蒸气压。 此时，瓶内的液体吸收热量充满饱和蒸气压，瓶内的液体吸收热量降低气体温度。 此时，该瓶受到风量的影响，与瓶内的液体进行热交换，降低风的温度。 5、压缩机、活塞向下排出蒸发器的气体进入压缩机，活塞向上推时，提高气体的压力和温度，从另一方送出气体。 6、冷凝器、压缩机送来的高温高压

2、气体经过散热降温到饱和液体，7、膨胀阀、冷凝器送来的高压液体降低到低压，送到蒸发器瓶内，补充蒸发器的液体。8、冰水本体原理介绍、低压测定：膨胀装置：高压中温的液态制冷剂经膨胀装置，变成低压低温的液态混合状态制冷剂。 蒸发器：低温低压的液气混合状态的制冷剂进入蒸发器后，与流体(通常为水)进行热交换，流体在这里被冷却，制冷剂吸收热量而蒸发，然后以低温低压过热蒸汽状态进入压缩机。图12、基本冰水单元的示意图、9、中央空调系统构成，空调系统主要分为四个部分：冰水主体3360，通过热交换产生冰水。 (图7 )冷却水系统：系统有冷却水循环泵浦。 主要提供冰水本体的散热，将温水拿到室外冷却水塔进行热交换。

3、(图8 )冰水系统：系统中有冰水循环泵，主要将冰水本身产生的冰水带到各区域内的空调罐或小型送风机中使用。 空调箱：利用导管系统的出风、门导管(出风、门口)，将室内空气经由空调箱与冰水进行热交换，起到降低室内温度的作用。 (图9、10 )、10、图7、450RT冰水主体、中央空调系统结构、图8、冷却水塔系统、11、中央空调系统结构、图10、空调箱实图、图9、空调箱部件示意图、12、2空调的应用例：高压侧：压缩机：制冷剂以低温低压的过热状态进入压缩机冷凝器：高温高压过热状态的制冷剂进入冷凝器后，向冷却水传递热量使其冷凝，形成高压中温的液体制冷剂。 一般水冷式冷凝器的冷凝温度设定修正值为40、过冷度

4、5。图11、基本冰水单元示意图、13、3、一/二次侧冰水系统原理介绍(一次冰水系统)、一次冰水系统(Primary Only System ) :一次冰水系统管路的修订主要分为直接回水系统(图13 )和逆回水系统将冰水本体和终端装置的循环冰水从冰水泵提供给系统(泵设定修正的流量和扬程容量直接设定提供给系统整体，不配置二次或三次泵) 。14、3、一/二次侧冰水系统原理介绍(一次冰水系统)、一次冰水系统(Primary Only System ) :直接供水冰水系统设定修订，通常为定流量(Constant Water Volume、Constant Water Volume用可变流量(Variab

5、le Water Volume，VWV )设定修订时，前提条件必须确保冰水器的循环水量满足最低需求量的要求(一般为满载冰水量的约60% )。15、3、一/二次侧冰水系统原理介绍(一次冰水系统)，直接供水直接回水系统的终端换热装置管线长度不同，远端分支路径的压力损失大，流量低于接近其他冰水源的终端装置的流量，可为平衡分支路径间的压力平均分配流量，图13、 一次供水直接回水系统的示意图、16、3、一/二次侧冰水系统的原理介绍(一次冰水系统)、直接供水逆回水系统、藉萧增加了一部分管路，使系统各分支路径的路径长度均衡，消除管路长度不同引起的前后端装置的差压。 直接给水反冷凝水系统成功克服了系统不能保持

6、平衡的情况。图14、一次供水逆凝水系统的概略图、17、3、一次/二次侧冰水系统的原理介绍(一次侧/二次侧冰水循环系统)、在大型空调系统中，经常使用一次侧/二次侧冰水循环系统，如图15所示，在结构上为一次侧泵和二次侧泵18、三、一次/二次侧冰水循环系统的原理介绍(一次侧/二次侧冰水循环系统)，在空调运用上，公共管应用于一次侧/二次侧冰水循环系统，如果一次侧被设定为恒定流量，则当负荷变动时，公共管内的水流有可能发生三种情况，由一次侧泵供给、图16、一次/二次侧流量平衡时冰水的流程图、19、三、一次/二次侧冰水系统的原理介绍(一次侧/二次侧冰水循环系统)、若从一次侧供给的冰水量超过二次侧流量，则冰水

7、不仅从一次供水侧流向二次供水侧，还直接从共通管旁通、图17、 20、三、一次/二次侧冰水系统的原理介绍(一次侧/二次侧冰水循环系统)，在一次侧流量比二次侧小的情况下，由于二次侧冰水的供给不足，从二次侧冷凝水流中提取高温冷凝水不足的水量，图18、二次侧流量比一次侧冰水的流程图大，21 储冰式空调系统是指冷冻本体在高峰时能够运转储藏，储藏的能量在高峰时释放，供应空调系统的需求。 本系统可以将高峰时间的消耗电力转移到高峰时间，充分使用高峰时间段的低电力。 但是，用户经常能够降低耗电的约容量，接受电费的折扣，在电费不足时也能够提高空调的可靠使用，22、运转模式-全量储冰，(1)全量储冰是白天需要的空调

8、能量，在夜间的高峰时间内，全部在储冰槽内、图19、全量储冰、23、运转模式-分量储冰、(2)分量储冰在夜间或离峰时间内，只有储冰槽内储藏的部分有空调负荷容量，等待隔日空调时间，主体优先进行制冷，不足部分用熔冰辅助制冷或用储冰槽的能量优先冷却室内负荷，不足、图20、分量储冰、24、储式空调系统与传统式空调系统的比较、表1、储式空调系统与传统式空调系统的比较、25、运转模式-主体优先、(1)主体优先主体优先运转模式。 在空调时间，本体作为主要冷源供给一定的冷热，不足部分进一步用融冰补充，负荷区的冷凝水和本体侧的水螅用换热器交换能量，在该模式下，本体白天不断进行全负荷运转。 图21、主体优先运转模式

9、、26、运转模式-储冰优先、(2)储冰优先储冰优先运转模式。 在空调时间上，以储冰槽的融冰释放冷能为主要冷源，当制冷负荷超过储冰供给的冷能时，由本体供给来补偿。 在储冰优先模式下，主机白天大部分在卸载的情况下运行。图二十二、储冰优先运行模式、27、储冰式中央空调系统的优点，(1)转移尖峰用电力具有平衡电力负荷的功能。 (2)节省流动电费，利用二段式或三段式的时间电费，享受电费差额措施。 (3)如果使用降低了基本电费的储冰空调，由于运转时间偏差，在生产设备的消耗电力停止后，由于该电力转移到主机运转储冰，所以基本电费的合同容量比以往的空调冰水单元低。 28、储冰式中央空调系统的优点，(4)降低本体

10、容量，采用储冰系统可以延长本体的工作时间，大幅度降低本体容量。 (5)直到高运行效率本体满载完成储冰，机组完全在100 %容量的状况下运行，避免卸载运行时的效率损失。 (6)具备扩展功能，机组能力不变，只需延长运转时间，即可提高空调能力，灵活运用。 (7)低温冰水的供应可供应低温冰水，用于冷藏、低温除湿及工艺冷却系统。29、5、二次侧冰水泵变频节能原理介绍，一般来说，大部分二次侧冰水泵多以离心泵作为流体输送装置，以下对离心泵进行介绍。 离心泵系统的灌注离心力对泵内流动的流体产生加压效应，产生压力能量，从原理、结构及其运行性能来看，离心泵比其他类型的泵有许多优点，用途广泛。30、泵概要、特性曲线

11、：泵在一定的转速及吸入扬程，流量q与总扬程h、动力l及效率之间存在一定的关系。 通常，将流量设为横坐标，将其馀各项设为纵坐标，用曲线表示其间的变化关系，将该曲线称为泵的特性曲线，如图23所示。 根据特性曲线及管路阻力曲线的关系求出运转点，可得到运转流量和运转扬程。 利用特性曲线和电阻曲线的特性，可以设定修正串联运行或并联运行。 串联运行可在一定流量增加扬程，并联运行可在一定扬程增加流量。31、泵概要、图23、泵特性曲线、32、泵概要、管路曲线：管路水力损失与通过管路的流量的平方成比例，即取不同的q值，则能够求出对应的管路水力损失，并且能够描绘出管路阻力曲线(System curve )、泵运转

12、这是热力学第一定律能量守恒的关系，即输入的能量输出的能量。 能量输入泵输送的水必须等于流过管路的能量损失，流过管路的流量也必须等于泵的流量。33、泵概要、图24、管路阻抗曲线图、34、泵概要、图25、运转点、35、相似规则、流量相似规则：扬程相似规则：轴动力相似规则：从相似规则可知，其耗电量与转速的三次方成比例，36、泵并联运转分析、管路一个泵的容量不足时，最好采用两个以上的泵并联运行，其流量应在相同扬程内为两个泵单独运行流量之和。如图26所示，如果是特性相同的2泵并联，I是单独1泵的特性曲线，II是并联后的特性曲线，则并联后的流量QII是QII=QI QI=2QI图27所示的特性不同的2泵并

13、联，Ia、Ib是两泵单一性曲线，II是并联后的特性曲线，电阻曲线是此时泵发生逆流现象。 37、泵并联运行分析、图26、特性相同的两泵并联运行图、38、图27、特性相同的两泵并联运行图、泵并联运行分析、39、控制模式、利用流量的变化实现节能效果的方法： (1)控制阀控制： (2)近端控制：管路的(3)远端控制：可知为了固定管路中的最远端的差压(图31 )，在H-Q图的任一流量下，在基本的差压上加上管路的阻抗，得到运转曲线(图33 )。 40、控制模式、图28、双通阀(2-WAY )的控制运转图是设定修正点1的耗电量为1-H1-O-Q1包围的区域。 流量减少到Q2，控制阀的闭阀小到2点时，消耗电力

14、a为2-H2-O-Q2包围的区域。 41、控制模式、图29、逆变器控制运行图是设定修正点1的消耗功率用1-H1-O-Q1包围的区域，同图29。 流量减少到Q2时，泵转速下降，运转点移动到3点，其耗电量b成为3-H3-O-Q2包围的区域。 与图29相比，能够节约的消耗电力c是由3-2-H2- H3包围的区域。 42、控制模式-近端和远端控制、图31、远端控制系统图像、图30、近端控制系统图像、43、控制模式-近端和远端控制、图32、近端控制节能图、图33、远端控制节能图、44其扬程特性曲线为H=490-0.26Q2 (b)2台泵并联运转流量的情况。 如图35所示。 (a )单独运转1台泵时，运转点为h和HR的2线相交点，即H=HR，Q=14.9 k gal/min (b )的2个泵并联连接时，如果总流量为q，则泵单独流量为Q/2，因此图三十四、不同介绍了特性相同的两个泵并联运行的合成特性曲线，(b )、(a )、(46 )、(6)，主体与冷却水塔的运行优化原理，水塔与冰水主体之间的能耗关系相对，必须维持低出水温节主体的能耗，但这一优点是， 必须根据本体和从水塔的性能曲线和部分负荷(相同的本体和从水塔有相同的性能曲线)，根据各地区每月的平均外气湿球温和冰水本体、从水塔的性能曲线，发展最佳的从水塔出水温设定点，可以根据叶每月的外气湿球温设定水温。、47、主机和冷却水塔的