一、 前言
中央空调是写字楼、酒店、商场里的耗电大户,大约占总耗电量的60%左右,因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于在进行方案设计时,中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时的工况进行设计,并且留有10-20%的设计余量,然而实际上绝大部分时间内空调是不会运行在满负荷状态下的,存在很大的富余,其中,主机可以根据负载变化随之加载或减载,而冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化做出相应调节,存在很大的浪费。由于水的放热系数与水流速的0.8次方呈正比、而水流的压力损失与水流速的平方呈正比,因此水流速增高时,放热系数的增加并不明显,并且流速增加到一定程度时,几乎就不再变化,而压力损失却非常大,因此当机组处在非额定负荷时,就可以通过循环水量的降低,从而减少动力消耗。中央空调水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成,因此,不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象,不仅大量浪费电能,而且还造成中央空调末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节流量并关闭阀门、旁通等。由于水泵多采用的是Y-△起动方式,电机的起动电流为其额定电流的3~4倍,一台55KW的电动机其起动电流将达到300A以上,在如此大的电流冲击下,空气开关、接触器、电机的使用寿命都将大大下降,同时,起动时的机械冲击和停泵时的水锤现象,容易对轴承、阀门、管道等造成破坏,从而增加维修工作量和备品、备件费用。
典型的中央空调机组系统主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及主机三部分组成:
● 冷冻水循环系统
该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道(出水),进入室内进行热交换,带走房间内的热量,最后回到主机蒸发器(回水)。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道,降低空气温度,加速室内热交换。
● 冷却水循环部分
该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时,必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水,使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔(出水),使之与大气进行热交换,降低温度后再送回主机冷凝器(回水)。
● 主机
主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒(制冷剂)等组成,其工作循环过程如下:
首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能,这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上,最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时,因为压力的突变而气化,形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化,同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后,蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体,重新进入了压缩机,如此循环往复。
二、工况能耗分析
在当今国家大力倡导节能环保的情势下,各大型中央空调系统节能改造势在必行,2005年初中电博达节能科技有限公司对北京一家厦门商务会馆的中央空调系统用易能EDS2000系列进行了变频节能改造。2005年冬季正式投入使用,至今运行将近3年时间,根据客户的反应,此变频改造后的节能效果非常明显,每年节电率约在38%,设备维护费每年减少约4万元!下面就易能变频器在厦门商务会馆中央空调上的具体应用作一下总结以便大家探讨之用
北京厦门商务会馆大厦概况:主楼8层,约50米高,地下两层,总面积30000平方米。冷冻站设在大厦地下二层内,冷冻机采用直燃式溴化锂制冷热水机组,燃料为天然气,冷量2326KW/台,热量1860KW/台,共二台(一备一用),总冷量4652KW(300万KCAL/H),总热量3720KW(240万KCAL/H),单台机冷水流量400米3/小时,给、回水温度为7℃/12℃,温差为5℃;热水流量200米3/H,给、回水温度为75℃/67℃,(该机最高温度为95℃,为安全起见,选75℃)温差为8℃。选用冷却水泵、冷冻水泵各为