【正文】 8 多種培訓方式： ................................................................................... 18 投資大廈空調節(jié)能改造方案 技術標 4 第 1章 中央空調節(jié)系統(tǒng) 改造前的工況 在中央空調系統(tǒng)設計時，冷凍泵、冷卻泵的電機容量是根據(jù)建筑物的最大設計熱負荷選定的，都留有一定設計余量。由于四季氣候及晝夜溫差變化，中央空調工作時的熱負荷總是不斷變化。下圖 2 為一民用建筑物的平均熱負荷情況： 如上圖所示，該中央空調一年中負荷率在 50%以下的時間超過了全部運行時間的 50%。通常冷卻水管路的設計溫差為 5～ 6℃ ，而實際應用表明大部分時間里冷卻水管路的溫差僅為 2～ 4℃ ，這說明制冷所需的冷凍水、冷卻水流量通常都低于設計流量，這樣就形成了中央空調低溫差、低負荷、大工作流量的工況。 在沒有使用節(jié)能系統(tǒng)前，工頻供電下的水泵始終全速運行，管道中的供水流量只能通過閥門或回流方式調節(jié)，這必會產(chǎn)生大量的節(jié)流及回流損失，同時也增加了電機的負荷，白白消耗了許多電能。 中央空調水泵電機的耗電量約占中央空調系統(tǒng)總耗電量的 3040%，故對其進行節(jié)能改造具有很明顯的節(jié)能 效果 。 投資大廈空調節(jié)能改造方案 技術標 5 第 2章 節(jié)能方案分析 如圖 1 所示，中央空調系統(tǒng)主要由以下幾部分組成： 冷凍主機與冷卻水塔 冷凍主機 冷凍主機也叫致冷裝置，是中央空調的“致冷源”，通往各個區(qū)間的循環(huán)水由冷凍主機進行“內部熱交換”，降溫為“冷凍水”。 近年來，冷凍主機也有采用變頻調速的，是由生產(chǎn)廠原配的，不必再改造。未采用變頻調速的冷凍主機，改造為變頻變速的例子還不多。 冷卻水塔 冷凍主機在致冷過程中，必然會釋放熱量，使機組發(fā)熱。冷卻水塔用于為冷凍主機提供“冷卻水”，冷卻水在盤旋流過冷凍主機后，將帶走冷凍主機所產(chǎn)生的熱量，使冷凍主機降溫。 “外部熱交換”系統(tǒng) 由以下幾個系統(tǒng)組成： 冷凍水循環(huán)系統(tǒng) 由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍主機流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍投資大廈空調節(jié)能改造方案 技術標 6 水管道，通過各房間的盤管，帶走房間內的熱量，使房間內的溫度下降，同時，房間內的熱量被冷凍水吸收，使冷凍水的溫度升高。溫度升高了的循環(huán)水經(jīng)冷凍主機后又成為冷凍水，如此循環(huán)不已。 從冷凍主機流出，進入房間的冷凍水簡稱為“出水”，流經(jīng)所有房間后回到冷凍主機的冷凍水簡稱為“回水”。無疑回水的溫度將高于出水的溫度形成溫差。 冷凍水的出水溫度是由主機的制冷效果決定的，通常比較穩(wěn)定，因此冷凍回水溫度可以準確的反映室內的熱負荷情況。由此，對于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造，可以取回水溫度作為控制目標，通過變頻器對冷凍泵流量的自動調節(jié)來實現(xiàn)對室內溫度的控制。 冷卻水循環(huán)系統(tǒng) 冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍主機在進行熱交換、使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使 冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換。然后再將降溫了的冷卻水，送回到冷凍機組。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍主機釋放的熱量。 流進冷凍主機的冷卻水簡稱為“進水”，從冷凍主機流回冷卻塔的冷卻水簡稱為“回水”。同樣，回水的溫度將高于進水的溫度形成溫差。 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)同時受室外環(huán)境溫度及室內熱負荷兩方面影響，循環(huán)水管道單側的水溫不能準確反映該系統(tǒng)的熱交換量，因此 以出水與回水之間的溫差作為控制室內溫度的依據(jù)是合理的節(jié)能方式。在外界環(huán)境溫度不變的情況下，溫差大，說明室內熱負荷較大，應提高冷卻泵的轉速，增大冷卻水循環(huán)的速度；相應的，溫差小則減小冷卻泵轉速。 冷卻風機 有兩種情況 盤管風機 安裝于所有需要降溫的房間內，用于將由冷凍水管冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內的熱交換。 冷卻塔風機 用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發(fā)到大氣中去。 可以看出，中央空調系統(tǒng)的工作過程是一個不斷地進行熱交換的能量轉換過程。在這里，冷卻水和冷卻水循環(huán) 系統(tǒng)是能量的主要傳遞者。因此，對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制便是中央空調控制系統(tǒng)的重要組成部分。 中央空調各循環(huán)水系統(tǒng)的回水與出水溫度之差，反映了整個系統(tǒng)需要進行的熱交換量。因此，根據(jù)回水與出水的溫度差來控制循環(huán)水的流量，從而控制熱交換的投資大廈空調節(jié)能改造方案 技術標 7 速度，是首選的節(jié)能控制方法。 根據(jù)上述分析，可得出整個節(jié)能工程結構示意圖如圖 3 所示： 由上圖，該節(jié)能方案的基本思路為： 分別在主機蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水及回水處安裝溫度傳感器，實時檢測管網(wǎng)的溫度，以模擬信號（ 0~10V 或者 4~20mA）反饋給變頻器，通過變頻器內置的 PID 運算輸出相應的頻率指令后自動調節(jié)水泵轉速，從而調節(jié)各循環(huán)水的熱交換速度，最終實現(xiàn)對室內恒溫度的控制。需要特別說明的是，變頻器內部在設計上集成了溫差反饋處理功能，系統(tǒng)無須另配專用控制模塊。 投資大廈空調節(jié)能改造方案 技術標 8 第 3 章 中央空調系統(tǒng)節(jié)能改造的具體方案 中央空調系統(tǒng)的運行參數(shù) 變頻節(jié)能功能： 風機和水泵都是傳送流體的裝置，這類負載消耗的能量與流量的立方成正比，推算可得到能量消耗與轉速的關系，具體的關系表達式： 即 QK1N； H=K2n2； P=Q H=K1K2n2=K3n3 式中， K為常數(shù)， n為電機的轉速。 又，三相交流異步感應電機的轉速 n=120 f (1s)/