【文章內(nèi)容簡介】 候條件、能源結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的冷熱負(fù)荷和本項目的特點，依據(jù)冷熱源選擇的基本原則，排除明顯不合理的方案后，得到以下4種冷熱源備選方案： 　?、俾輻U式冷水機(jī)組＋燃油鍋爐。 　?、诼輻U式冷水機(jī)組＋蒸汽換熱器。 　　⑨蒸汽雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組＋蒸汽換熱器。 　?、苋加椭比际戒寤囄帐嚼錈崴畠捎脵C(jī)組。 　　另外，作為水源熱泵的一種，城市污水冷熱源熱泵近兩年得到了長足發(fā)展。城市原生污水?dāng)?shù)量巨大，遍布城市市區(qū)內(nèi)，城市污水冷熱源熱泵同時還涉及到污水資源再生利用問題，因此得到廣泛認(rèn)可，發(fā)展迅速，是一個很好的應(yīng)用方向。城市污水源熱泵作為一項新技術(shù)，在國外已應(yīng)用幾十年，國內(nèi)近兩年才開始應(yīng)用。該技術(shù)能否得到推廣使用，主要涉及初投資、運(yùn)行費(fèi)及其發(fā)展?jié)摿Φ葐栴}，而發(fā)展?jié)摿τ职茉蠢寐省Νh(huán)境的破壞性及實際的應(yīng)用規(guī)模。在不需供熱或電力供應(yīng)相對充裕的地區(qū)，冷源需求大、日負(fù)荷變化大等場合，大功率電驅(qū)動制冷機(jī)如螺桿式、離心式壓縮機(jī)組具有明顯的優(yōu)勢；而在電力供應(yīng)缺乏的地區(qū)，如果需要同時制冷和供熱，選擇性能相對穩(wěn)定的吸收式制冷機(jī)組則較為合適；在某些寸土寸金的城市，選用水源熱泵式機(jī)組能節(jié)約設(shè)備用房，更能適應(yīng)不斷變化的建筑間隔，尤其適合出租辦公樓工程采用。 中央空調(diào)形式的選擇在實際工程中要因地制宜，既要考慮方案的經(jīng)濟(jì)性，又要考慮噪聲、污染及維護(hù)管理等技術(shù)性能；既要考慮當(dāng)前的投資利益，又要考慮長遠(yuǎn)利益，從而合理地選擇冷熱源方案。空調(diào)系統(tǒng)的作用就是對室內(nèi)空氣進(jìn)行處理,使空氣的溫度、濕度、流動速度及新鮮度、潔凈度等指標(biāo)符合場所的使用要求。為此必須對空氣進(jìn)行冷卻或加熱、減濕或加濕以及過濾等處理措施。其相應(yīng)設(shè)備有制冷機(jī)組、熱水爐、空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等。當(dāng)被調(diào)房間溫度與濕度受內(nèi)部熱源干擾或室外溫濕度變化而發(fā)生波動時,首先由溫度與濕度傳感器把信號送給調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器與設(shè)定值進(jìn)行比較后發(fā)出指令給執(zhí)行器,執(zhí)行器動作后,不斷調(diào)整以符合要求。在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的,它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動控制的。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器與節(jié)流元件組成,壓縮機(jī)把制冷劑壓縮,壓縮后的制冷劑進(jìn)入冷凝器,被冷卻水冷卻后,變成液體,析出的熱量由冷卻水帶走,并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器經(jīng)過節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸收,使冷凍水降溫,然后冷凍水進(jìn)入水冷風(fēng)機(jī)盤管吸收空氣中的熱量,如此循環(huán)不已,把房間的熱量帶出。 　　空調(diào)系統(tǒng)按處理設(shè)備及處理方法不同可以分為噴淋與表冷式兩種類型。這兩種類型又可分為全新風(fēng)直流系統(tǒng)、一次回風(fēng)系統(tǒng)與二次回風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)。按調(diào)節(jié)精度要求不同可分為高精度空調(diào),一般精度空調(diào)及舒適性空調(diào)。舒適性空調(diào)一般應(yīng)按照等效溫度(ET)和CO2濃度來進(jìn)行設(shè)計。所謂等效溫度是反映人們舒適感覺的一個綜合感覺的一個綜合指標(biāo),它結(jié)合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應(yīng)來反映人的冷熱感覺。因此等效溫度隨四季變化有較大變化。 中央空調(diào)的控制特點 　　 　　空調(diào)系統(tǒng)的特性可以歸納如下:(1)干擾性。空調(diào)系統(tǒng)在全年或全天的運(yùn)行中,由于外部條件(如氣溫、太陽輻射、風(fēng)、晴、雨、雪)和內(nèi)部條件(如空調(diào)房間中設(shè)備、照明的啟、停和投入運(yùn)行的多少,以及工作人員的增減等)的變化,都將對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行形成干擾。(2)調(diào)節(jié)對象的特性。不同的被控對象,在相同的干擾作用下,被控量隨時間的變化過程也并不一樣?？照{(diào)自控系統(tǒng)的任務(wù)就是為了克服這些干擾因素,維持空調(diào)房間一定的溫、濕度和空氣品質(zhì)。但溫、濕度的控制效果不但取決于自控系統(tǒng),更主要的是取決于空調(diào)系統(tǒng)的合理性及空調(diào)的對象特性。(3)濕度的相關(guān)性。在空調(diào)的控制中,大多數(shù)情況下主要是對空調(diào)房間內(nèi)溫度和濕度的控制,這兩個參數(shù)常常是在一個調(diào)節(jié)對象里同時進(jìn)行調(diào)節(jié)的兩個被調(diào)量兩個參數(shù)在調(diào)節(jié)過程中又相互影響。如果由于某些原因使空調(diào)房間內(nèi)溫度升高,引起空氣中水蒸氣的飽和分壓力發(fā)生變化,在含濕量不變的情況下,就引起了室內(nèi)相對濕度的變化溫度升高相對濕度就會降低,溫度降低相對濕度就會增加,在調(diào)節(jié)過程中,對某一參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)時,同時也引起另一參數(shù)的變化。(4)多工況運(yùn)行及轉(zhuǎn)換控制,由于空調(diào)系統(tǒng)是在全年的室內(nèi)外條件變化下,按照一定的運(yùn)行方式(即工況)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。同時在內(nèi)外條件發(fā)生顯著變化時要改變運(yùn)行調(diào)節(jié)方式,即進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換。(5)整體控制性,空調(diào)自動控制系統(tǒng)一般是以空調(diào)房間內(nèi)的空氣溫度和相對濕度控制為中心,通過工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過程每個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)中空氣處理設(shè)備的啟停都要根據(jù)系統(tǒng)的工作程序,按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行,處理過程的各個參數(shù)調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖控制都不是孤立進(jìn)行,而是與室內(nèi)溫、濕度密切相關(guān)的。 　　 　　中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計首先是根據(jù)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)空調(diào)設(shè)計參數(shù)計算冷負(fù)荷，按分區(qū)結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)產(chǎn)品樣本選擇相應(yīng)的設(shè)備，組合成一個系統(tǒng)。但空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時間是在不滿負(fù)荷的情況下工作。在不滿負(fù)荷工作的控制方式不合理，系統(tǒng)能效比會大大降低。現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)節(jié)方式上，風(fēng)水系統(tǒng)主要是閥門（手動、自動閥門調(diào)節(jié)），主機(jī)利用卸荷方式，而這些方式是犧牲了阻力能耗來適應(yīng)末端負(fù)荷要求，造成運(yùn)行成本居高不下。 　　若采用變頻控制，能量的傳遞和運(yùn)輸環(huán)節(jié)控制為變水量（VWV）和變風(fēng)量（VAV），使傳遞和運(yùn)輸耦合并達(dá)到最佳溫差置換，其動力僅為其它控制系統(tǒng)的30～60%，而且節(jié)能是雙效的，因為對制冷主機(jī)的需求能耗同時下降。主機(jī)采用變頻節(jié)能控制，保持設(shè)計工況下的制冷劑運(yùn)動的物理量（如溫差、壓力等）變化，節(jié)能較其它調(diào)荷方式明顯，如約克（YORK）的YT型離心式冷水機(jī)組，可見變頻控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用前景十分廣闊。 　　過去由于價格的原因，在中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)推廣較難。在變頻技術(shù)、計算機(jī)自動化控制技術(shù)非常成熟的今天，用此技術(shù)與暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，它并不是一門高價的技術(shù)，在小功率空調(diào)中其經(jīng)濟(jì)性都可承受，在中央空調(diào)系統(tǒng)中更不應(yīng)該成問題：　　中央空調(diào)運(yùn)行時間更長，節(jié)能問題更突出；　　變頻控制在整個系統(tǒng)中所占的造價比例不高；　　變頻控制器的容量越大，每千瓦功率單價越低。 　　中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器是可行的，其投資回收一般在6～12個月，以變頻控制器使用壽命10年計，其凈收益在10倍投資額以上。 　　中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理　　制冷機(jī)通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水帶到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對其進(jìn)行噴淋冷卻，與大氣之間進(jìn)行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。 　　舊操作系統(tǒng)為“星三角轉(zhuǎn)換起動”全壓運(yùn)行，此時空調(diào)機(jī)組在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作，系統(tǒng)在起動電機(jī)時不能平滑起動，起動時對電網(wǎng)沖擊大，長時間頻繁起動將造成電機(jī)的絕緣性下降，電機(jī)溫升過高，在運(yùn)行過程中不能有效的根據(jù)病房與辦公樓的需求，對溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，只能工頻最大量進(jìn)給，這將勢必造成能量的浪費(fèi)。 　　而通過變頻頻改造后，能根據(jù)房間的制冷及制熱的需求自動調(diào)節(jié)冷凍泵及冷卻泵的流量而達(dá)到節(jié)能降耗的目地。 　　由于目前冷卻水循環(huán)泵為工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在制冷周期的前期和后期，環(huán)境溫度較低，冷卻水回水溫度較低，會造成溴化鋰結(jié)晶，導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組效率降低，甚至保護(hù)。采用變頻恒溫差控制后，回水溫度得到有效控制，將大大提高空調(diào)機(jī)組的效率，達(dá)到節(jié)能目地。　　由于冷凍水循環(huán)泵也在工頻滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而不能根據(jù)室內(nèi)溫度的要求自動調(diào)節(jié)流量，而通過變頻改造后冷凍泵能根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求能自動調(diào)節(jié)流量，提高效率，達(dá)到節(jié)能目地。 　　減小空調(diào)開機(jī)、停機(jī)時對供電和系統(tǒng)的沖擊 　　減小空調(diào)開/停機(jī)對電網(wǎng)的沖擊，由于循環(huán)水泵的功率較大，工頻起/停泵時，對電網(wǎng)的沖擊較大，影響其他設(shè)備的運(yùn)行。采用變頻控制后，水泵實現(xiàn)軟起動、軟停止，其電流均小于額定電流，對電網(wǎng)不再產(chǎn)生沖擊。 　　減小停泵時循環(huán)水的水垂效應(yīng)，由于是變頻軟停止，且停泵過程可控制，可以完全消除停泵時的水垂效應(yīng)，消除水垂對空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的沖擊。 　　降低設(shè)備的故障率 　　采用變頻控制后，循環(huán)水泵大部分時間工作在額定功率以下，這將有力的降低設(shè)備的故障率，減少設(shè)備維修和維護(hù)。 　　提高設(shè)備的自動化程度 　　實現(xiàn)對循環(huán)泵的過載、過流保護(hù)對冷水機(jī)組的冷卻水、冷凍水的溫度進(jìn)行自動控制，保證機(jī)組的安全高效運(yùn)行。 　　綜上，中央空調(diào)的循環(huán)水泵采用變頻控制具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，對系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造非常必要。 　　　　冷卻水循環(huán)泵的變頻改造方案 　　變頻控制方式，專業(yè)的冷卻泵變頻控制理論――恒溫差控制 　　變頻節(jié)能控制原理 　　變頻控制系統(tǒng)根據(jù)冷凍機(jī)的回水和出水的溫度差，改變冷卻水循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，即改變冷卻水的流量，從而保持冷凍機(jī)的回水與出水的溫度差恒定。 　　水泵消耗的功率與轉(zhuǎn)速是立方關(guān)系，即 　　P∝n3n――冷卻泵的轉(zhuǎn)速 　　由此可見，水泵消耗的功率在理想狀態(tài)下，與冷水機(jī)組的制冷量成正比，即 　　P∝――,冷水機(jī)組的制冷量 　　控制系統(tǒng)功能 　　冷卻出水、回水溫度檢測、顯示 　　恒溫差自動控制 　　節(jié)能率：可達(dá)20％以上 　　運(yùn)轉(zhuǎn)泵與備用泵切換 　　 冷卻水過溫差、欠壓力報警 　　冷卻水泵過載報警 　　冷凍水循環(huán)泵的變頻改造方案 　　變頻控制方式 　　冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 　　制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 　　該方案在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào)。 　　制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 　　該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運(yùn)行（即制熱）時冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣，在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減。不同的是：冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào)，當(dāng)溫度傳感檢測到的冷凍水回水溫越高，變頻器的輸出頻率越低。 　控制系統(tǒng)功能 　　冷凍水/熱水的出水、回水溫度檢測、顯示 　　恒溫差控制/恒溫控制可選 　　運(yùn)轉(zhuǎn)泵與備用泵切換 　　冷凍泵與熱水泵切換控制 　　 水溫過溫差、欠壓力報警 　　 循環(huán)水泵過載報警 　　根據(jù)以上方案分析，結(jié)合實際水泵運(yùn)行情況，現(xiàn)運(yùn)行中央空調(diào)系統(tǒng)具的很大的節(jié)能空間，節(jié)電率可達(dá)到20%左右，進(jìn)行節(jié)能改造是非常有價值的。 　　控制系統(tǒng)的構(gòu)成 　　變頻器：采用POWTRANTECHNOLOGY公司生產(chǎn)的節(jié)能型F變頻器，其軟件可以最大限度地提高電動機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率。 　　溫度、壓力變送器：系統(tǒng)采用高精度的溫度變送器對管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行在要求的溫度范圍內(nèi)?！】刂苾x表：采用英國儀表，控制精度高，故障率低。　　控制系統(tǒng)：采用北京公司的中央空調(diào)專用控制系統(tǒng)，具有良好的操作性，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控?！　〉蛪弘娖鳎嚎諝忾_關(guān)，接觸器，繼電器，按鈕等均采用進(jìn)口產(chǎn)品，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全。 我公司系統(tǒng)系現(xiàn)狀與改造方案深茂大樓，共28層，總建筑面積30000M178。，配有中央空調(diào)系統(tǒng)三套，其中主機(jī)450冷噸，冷卻水泵4臺，每臺45kW，流量380m179。/h，揚(yáng)程30M，冷東水泵4臺，每臺75kW ，流量320m179。/h, 揚(yáng)程60M。正常情況下開2臺主機(jī)兩臺水泵（冷凍泵冷卻泵），一臺主機(jī)備用。實測冷凍水系統(tǒng)的供水和回水溫差為3℃，℃（夏季），其它三個季節(jié)溫差更小，而國際公認(rèn)的溫差為5℃，相距很遠(yuǎn)，是典型的大流量小溫差系統(tǒng)，能耗損失大，其能耗情況見第11頁表2所示。 中央空調(diào)系統(tǒng)的組成　　我大樓中央空調(diào)系統(tǒng)主要由冷凍機(jī)組、冷卻水塔、房間風(fēng)機(jī)盤管及循環(huán)水系統(tǒng)（包括冷卻水和冷凍水系統(tǒng)）、新風(fēng)機(jī)等組成。在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中從冷凍機(jī)組流出冷凍水（簡稱供水）由冷凍泵加壓后送入冷凍水管道，通過末端設(shè)備在各房間內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間的溫度下降，然后流回冷凍機(jī)組（稱回水），如此反復(fù)　　循環(huán)，（是一個閉式系統(tǒng)）。在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，冷卻水吸收冷凍機(jī)組釋放