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中央空調(diào)變頻節(jié)能改造的最佳方法

常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)是按照大冷熱負(fù)荷進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。而全年最熱及最冷天氣只有幾天,因而中央空調(diào)大多數(shù)時(shí)間是在低于機(jī)組額定負(fù)荷即部分負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,造成了電能極大的浪費(fèi),隨著科技的發(fā)展,變頻器已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),其價(jià)格便宜,技術(shù)成熟,特別是對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能改造目前已在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛推廣,其平均節(jié)電在30%以上。
一、中央空調(diào)節(jié)能最佳方法:
       由于中央空調(diào)主要設(shè)備是風(fēng)機(jī)水泵,所以節(jié)能最佳方法就是采用變頻器。目前大多數(shù)中央空調(diào)還采用以往舊的控制方式,即:通過(guò)改變壓縮機(jī)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)啟停臺(tái)數(shù),以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。
  該調(diào)節(jié)方式缺點(diǎn)集中表現(xiàn)為如下幾點(diǎn):
 ·設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間全開(kāi)或全閉,輪流運(yùn)行,浪費(fèi)電能驚人。
 ·電機(jī)直接工頻啟動(dòng),沖擊電流大,嚴(yán)重影響設(shè)備使用壽命。
 ·溫控效果不佳。當(dāng)環(huán)境或冷熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),只能通過(guò)增減冷熱水泵的數(shù)量或使用擋風(fēng)板來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,溫度波動(dòng)大,舒適感差。
   中央空調(diào)采用變頻器后有如下優(yōu)點(diǎn):
 ·變頻器可軟啟動(dòng)電機(jī),大大減小沖擊電流,降低電機(jī)軸承磨損,延長(zhǎng)軸承壽命。
 ·調(diào)節(jié)水泵風(fēng)機(jī)流量、壓力可直接通過(guò)更改變頻器的運(yùn)行頻率來(lái)完成,可減少或取消擋板、閥門(mén)。
 ·若采用溫度閉環(huán)控制方式,系統(tǒng)可通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度,自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量,隨天氣、熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié),溫度變化小,調(diào)節(jié)迅速。
 ·系統(tǒng)可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與中央控制室聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控
二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造:
       無(wú)論是溴化鋰機(jī)組或電制冷(氟利昂)機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng),主機(jī)自身的能量消耗有機(jī)組控制,機(jī)外的電力消耗組不能控制,而這部分的成本是相當(dāng)高的,卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機(jī)組,在額定狀態(tài)制冷運(yùn)用行時(shí),機(jī)外水泵、冷卻塔的電機(jī)耗電量約占總體能源消耗成本的30%(以每公斤油2元、每度電1元計(jì)算)。無(wú)論從環(huán)境保護(hù)角度還是用戶(hù)切身利益角度,都應(yīng)將中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成最節(jié)能的系統(tǒng)。采用變頻器來(lái)控制機(jī)外水泵電機(jī)、冷卻塔電機(jī)是最簡(jiǎn)單、最有效的節(jié)能措施。一般情況節(jié)電20%~50%,每年可節(jié)省機(jī)組及系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用的12%~20%,十分驚人。
1、 冷卻水泵變頻控制:
       中央空調(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機(jī)組的壓縮機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作設(shè)計(jì)的,當(dāng)環(huán)境溫度及各種外界因素,冷凍機(jī)組不需要開(kāi)啟全部壓縮機(jī)組,此時(shí)空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小,這時(shí)就可以通過(guò)變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷卻水的循環(huán)速度及流量,使冷卻水的冷負(fù)荷被冷凝系統(tǒng)充分利用,從而達(dá)到節(jié)能目的。 從我公司對(duì)中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù),其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運(yùn)行時(shí),可以大幅度節(jié)省電力,尤其針對(duì)直燃機(jī)冷卻水流量曲線(xiàn)的特點(diǎn),采用變頻控制,意義更大,從遠(yuǎn)大BZ型直燃機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)采用海利普變頻器控制水泵測(cè)試數(shù)據(jù)為例:
     當(dāng)制冷量75%時(shí),機(jī)組所需冷卻水流量34%,水泵電耗約20%;
     當(dāng)制冷量50%時(shí),機(jī)組所需冷卻水流量22%,水泵電耗約15%。
2、 冷溫水泵變頻控制:
       中央空調(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿(mǎn)負(fù)荷工作設(shè)計(jì)的,當(dāng)賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒(méi)有達(dá)到空調(diào)的滿(mǎn)負(fù)荷,這時(shí)就可以通過(guò)變頻器調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷媒水的循環(huán)速度,使冷量和熱量得到充分利用,從而達(dá)到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺(tái)水泵,則冬季水泵流量只需50%,自然可大大節(jié)省電力;即使是冬夏分泵運(yùn)行,也可在低負(fù)荷季節(jié)適當(dāng)降低流量,如90%流量時(shí),電耗約75%。
3、 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制:
         風(fēng)機(jī)功率一般都較小,節(jié)電不如水泵明顯。但風(fēng)機(jī)采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫,這對(duì)于機(jī)組制冷恒溫極為關(guān)鍵;且能使機(jī)組溶液循環(huán)穩(wěn)定,獲得大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能大幅度減少漂水,節(jié)省水源、延緩水質(zhì)劣化、減少水霧對(duì)周?chē)挠绊憽?nbsp;
4、 采用變頻器的其他益處:
       由于變頻器的啟動(dòng)、停止過(guò)程是漸強(qiáng)、漸弱式,能消除電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。并可避免電機(jī)因過(guò)載而引起的故障。由于電機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷運(yùn)行,能大幅度延長(zhǎng)電機(jī)及水泵、風(fēng)機(jī)的壽命,同時(shí)因沒(méi)有啟動(dòng)、停止的沖擊,加上流量的減少,管路承壓及所受沖擊力減小,故對(duì)管道、閥門(mén)、末端設(shè)備也起到了保護(hù)作用。另一方面,設(shè)備噪音、震動(dòng)均減小,保護(hù)了環(huán)境。 
5、 中央空調(diào)機(jī)組外變頻器的控制方式:
   ·根據(jù)冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
   ·根據(jù)冷卻水入口溫度改變冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)整水溫;
   ·根據(jù)冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
   ·根據(jù)冷卻水出水的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
   ·根據(jù)冷媒水的回水溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)流量;
三、中央空調(diào)末端設(shè)備—變風(fēng)量機(jī)組變頻控制:
      變風(fēng)量機(jī)組也是中央空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分,其性能指標(biāo)(風(fēng)量、冷量、噪音、用電量)的優(yōu)劣,除了變風(fēng)量機(jī)組本身的性能外,更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質(zhì)。隨著中央空調(diào)的不斷普及,變風(fēng)量機(jī)組調(diào)節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:
第一階段:風(fēng)閥調(diào)節(jié)。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用,但電能量消耗大、噪音大。
第二階段:可控硅調(diào)壓調(diào)速。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量、冷量、節(jié)能的作用,對(duì)變風(fēng)量機(jī)組的噪音有一定的改良作用,其缺點(diǎn)是體積大、可靠性穩(wěn)定性低、故障率高。
第三階段:變頻調(diào)節(jié)。能大限度的滿(mǎn)足變風(fēng)量機(jī)組對(duì)風(fēng)量、冷量、噪音的調(diào)節(jié)要求,節(jié)能效果更明顯,體積小,可靠性穩(wěn)定性高。
   目前,變頻控制器以其特有的優(yōu)勢(shì),正被中央空調(diào)業(yè)內(nèi)人士所青睞。

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