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中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)市場
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發(fā)布時間:2010年09月19日
有 效 期:2010年09月19日
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詳細說明
一、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計依據(jù) 很多中央空調(diào)制冷機的制冷功率與節(jié)能改造管的大小、冷卻塔的循環(huán)流量、冷卻(凍)泵的功率等嚴重不配套。大部分節(jié)能改造量偏大,也就是大家常說的“小馬配大鞍”,這樣既增加了與制冷機配套設(shè)備的投入費用,又造成系統(tǒng)運行電費白白加大。 中央空調(diào)制冷機的最大負載能力是按照天氣最熱,負荷最大的條件來設(shè)計的,存在很大的余量,但制冷機極少在這種極限條件下工作,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,中央空調(diào)設(shè)備97的運行時間在70的設(shè)計負荷以下,主機能在一定的范圍內(nèi)根據(jù)未端冷量的要求加載或卸載,但與之配套的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇仍在最高負荷下運行(泵功率是按峰冷負荷對應(yīng)水流量1.2倍配比)這部分電費是極其浪費的。 例如: 1.由于系統(tǒng)受末端溫控器的影響,水閥會節(jié)流或關(guān)閉,使系統(tǒng)水流量減小,管道壓力增大,造成額外的電能損失。 2.由于系統(tǒng)常配備2臺以上主機,當(dāng)只需開一臺主機時另一臺主機的冷凍水、冷卻水管路通常的設(shè)計不能自動關(guān)閉,造成水流的無效循環(huán),能量損失大。 3.系統(tǒng)的壓力增大和水泵的全速運行,造成水泵磨損增加,增加管網(wǎng)和閥門的跑冒滴漏現(xiàn)象。 4.水泵通常采用Y-△啟動,電機啟動電流大,會對供電系統(tǒng)造成沖擊,并且接觸器觸電易燒壞,造成缺相燒毀電機。 二、調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的節(jié)電原理 如圖示為離心水泵的水壓H-流量Q曲線特性圖。 n1-代表風(fēng)機水泵 在額定轉(zhuǎn)速運行時的特性; n2-代表風(fēng)機水泵降速運行在n2轉(zhuǎn)速時的特性; R1-代表風(fēng)機水泵管路阻力最小時的阻力特性; R2-代表風(fēng)機水泵管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。 水泵在管路特性曲R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時水泵所需的功率正比于H1與Q1的乘積,即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2,實際上通過增加管網(wǎng)管阻,使風(fēng)機水泵的工作點移到R2上的B點,水壓增大到H2,這時水泵所需的功率正比H2Q2的面積,即近比廣BH2OQ2的面積。顯然水泵所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大,不利于節(jié)能,是以高運行成本換取簡單控制方式。 若采用變頻調(diào)速,風(fēng)機水泵轉(zhuǎn)速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調(diào)速后水泵所需的功率正比于H3與Q2的乘積,即正比于CH3OQ2的面積,由圖可見功率的減少是明顯的。 通過流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載,其轉(zhuǎn)速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Q1 =Q2(n1 /n2 ); H1 =H2 (n1 /n2 )2; P1 =P2 (n1 /n2 )3;即,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。 采用交流變頻技術(shù)控制水泵運行,是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng),當(dāng)所需流量減少時,采用交流變頻調(diào)速使水泵轉(zhuǎn)速下降,可以節(jié)約大量的電能。P1 =P2 (n1 /n2 )3,這就是說水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速是三次方的關(guān)系。如果所需流量減少時,通過變頻器調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速下降,其所需軸功率是按轉(zhuǎn)速的三次方下降。例如,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的60即頻率F30Hz時,其電動機軸功率下降了78.4,即節(jié)電了78.4。 三、節(jié)能改造技術(shù)方案 我們采用變頻器和PLC等控制元件對中央空調(diào)進行技術(shù)改造。系統(tǒng)采用對機房的數(shù)據(jù)綜合采集,對主機和水路自動開停,冷凍泵、冷卻泵采用變頻調(diào)速,冷卻塔風(fēng)扇采用啟?刂,最大限度地進行節(jié)能改造。 1.對主機的改造 對主機采集運行信號和增加主機接口,遙控啟停主機和電動閥。 2.對冷凍泵進行變頻改造 控制原理說明如下:PLC控制器通過溫度、壓力模塊和溫度、壓力傳感器將冷凍水的出水、回水的溫度、壓力讀入內(nèi)存,計算出溫差值和壓力差值,然后根據(jù)壓力差保證末端設(shè)備的壓力流量,通過溫度差和壓力差的加權(quán)算法,得出保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行時,冷凍泵所需要的最小轉(zhuǎn)速,并傳輸?shù)阶冾l器進行調(diào)速控制。 3.對冷卻泵進行變頻改造 控制原理說明如下:PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內(nèi)存,計算出溫差值,以進水和回水的溫差作為控制依據(jù),實現(xiàn)進水和回水間的恒溫差控制。通過溫度差的加權(quán)算法,得出保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行時,冷卻泵所需要的最小轉(zhuǎn)速,并傳輸?shù)阶冾l器進行調(diào)速控制。溫差大,說明機組產(chǎn)生的熱量大,應(yīng)提高冷卻泵轉(zhuǎn)速,加大冷卻水的循環(huán)速度;溫差小,說明機組產(chǎn)生的熱量小,可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速,減緩冷卻泵的循環(huán)速度。特別是冬季需要使用空調(diào)的單位,節(jié)能效果更加顯著。 4.對冷卻塔風(fēng)扇進行起?刂 控制原理說明如下:冷卻水溫度過高,機組能效比會降低;冷卻水溫度過低,有些保護功能強的機組就會停機保護。 PLC控制器通過溫度模塊和溫度傳感器將冷卻水的出水、回水的溫度讀入內(nèi)存,計算出溫差值,當(dāng)溫差小于一定時,說明冷卻能力超過,可以逐臺停用風(fēng)扇,當(dāng)溫差大于一定時,自動逐臺開啟,這樣可以節(jié)約電力,并且避免了機組保護性停機,特別是冬季需要使用空調(diào)的單位,不僅節(jié)能效果好而且系統(tǒng)穩(wěn)定運行得到保證。 四、中央空調(diào)變頻節(jié)能系統(tǒng)的特點 1.變頻系統(tǒng)采用最佳勵磁控制方式,對勵磁電流進行最佳的調(diào)節(jié),使電動機的效率得到更大幅度的提高,更進一步實現(xiàn)高效率的節(jié)能。 2.配備觸摸屏人機界面,操作控制簡捷,各種數(shù)據(jù)顯示直觀。 3.具備專家診斷軟件、設(shè)備故障報警系統(tǒng)和直觀的系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示。 4.配備PLC、4CH溫度A/D模塊、RS485通訊模塊等。 5.采用先進的智能模糊控制技術(shù),節(jié)電效果大幅度提高。 6.智能模糊控制系統(tǒng)不會出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象,同時抗干擾能力很強。 7.內(nèi)置瞬時停電再啟動功能及再試啟動功能,在無人看管的情況下,完全自動化運行。 8.具有寬廣的輸入電壓范圍。 9.對水泵實現(xiàn)軟停、軟啟,保護接觸器觸點,完全消除管網(wǎng)水錘效應(yīng)。 10.可隨時調(diào)節(jié)管路中的壓差,保證在合適的范圍內(nèi)。 11.配置靈活,自動化程度高,各種功能(含保護功能齊全),靈活可靠。 12.占地面積小,投入小,效率高。 13.運行合理,電機、水泵、連軸器的使用壽命將大大提高。 14.冷凍和冷卻泵的節(jié)能率在30以上,根據(jù)工程實例,我們的系統(tǒng)節(jié)電率是4070,比一般的系統(tǒng)高15的節(jié)電效率,并且對主機運行沒有任何不良影響。 五、系統(tǒng)主要功能 1.實現(xiàn)無人值守機房,系統(tǒng)采用智能綜合管理,避免人工操作的不可靠性,相當(dāng)于請了一個空調(diào)專家來最佳調(diào)配你的中央空調(diào)。 2.自動增減主機或主機定時開機和停機,根據(jù)負荷需要自動增減主機數(shù)量,省一臺主機就節(jié)省了包括所有配套設(shè)備的電力;或每天可設(shè)置5個時間段來分別開停主機。 3.采用電動蝶閥自動關(guān)斷不工作主機的冷凍和冷卻水路,保證工作主機的水流充分和避免水流浪費,自動關(guān)一個閥門就相當(dāng)于省了一半的電。 4.智能變頻器控制,根據(jù)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的綜合采集,評估出最佳變頻頻率值。 5.采用觸摸屏顯示變頻器的輸出功率、輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、主機,冷凍泵,冷卻塔的運行狀態(tài)。 6.記錄水泵和冷卻塔的工作臺時,供維修保養(yǎng)提供有力數(shù)據(jù)。 7.具有報警功能,可以對各種預(yù)先設(shè)定的條件進行報警 8.具有遠程控制接口,可以加裝電腦遠程控制(另外報價) 9.保留系統(tǒng)原有手動操作功能,增加全自動操作功能,故障時可完全手動操作,自動和手動雙備份,可靠性高。 10.備用泵加入系統(tǒng)自動輪換工作,使各泵工作時間均勻,延長水泵工作壽命。 11.主機停機后,系統(tǒng)冷凍泵延時15分鐘停機,充分利用管道內(nèi)存留的冷凍水冷量。
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