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中央空调系统的能耗由空调主机、水系统(冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔)、末端系统三部份组成。其中空调主机、水系统能耗占空调系统总能耗的70%以上,是节能的重点。 

中央空调的负荷通常是根据最大室内使用面积、最长使用时间、最极端气候条件来设计的,而实际使用时余量很大,这也意味着存在较大的节能空间。

典型酒店类建筑中央空调能耗统计图

 

输送系数:空调系统制冷量与水泵(冷冻水泵 冷却水泵)能耗之比,是评价中央空调水系统能源利用效率的指标。而在制冷量一定的情况下,输送系数越大说明水系统越节能。

输送系数=制冷量/水泵能耗

提高输送系数,实现节能运行的主要途径: 

1、水系统优化,降低水泵配置功率。

2、变流量运行,根据空调系统的实际负荷自动调节水泵运行频率,降低水泵运行功率,因此实现节能运行。

一、水系统优化

1、减小系统阻力: 

   水泵的扬程主要是用来克服系统管道、以及设备的阻力,保证系统一定的水流量。系统阻力越小,相 同流量的水泵其电机功率也可选得小一些,应尽量减小系统阻力。系统阻力包括管道的沿 程阻力、设备阻力两部份,如过滤器堵塞、阀门损坏、管道淤阻等等都会造成系统阻力大,水泵偏离工作点,同时运行效率低。 

2、合理配置水泵:

   中央空调系统冷冻水、冷却水环路的阻力的大小是没有精确的计算公式的,基本为估算值。中央空调系统在设计的时候,冷冻泵、冷却泵设计选型往往是凭设计师的个人经验来选择,而为了保险,有些会选得过大,往往是等到投入运行后才能发现水泵流量、扬程偏高,水泵功率 过大,这是造成水系统能耗高的主要原因之一,而且这一现象较普遍。针对这种情况可以通过对系统环路的实际阻力进行检测,综合分析后重新选择流量、扬程符合系统要求的水泵,降低水耗。 

二、变流量运行

1、变频节能原理: 

水泵流量q、功率n、电机频率f的关系如下式:

f2/f1=q2/q1=3√n2/n1 

水泵流量与电机频率成正比(q∝f) 

水泵电机消耗功率与电机频率的立方成正比(n∝f3)                                         

通过降低电源频率可降低水泵流量,与此同时电动机实际输出功率大幅度降低。下表为 一个系统冷却泵的实测数据 

 

流量% 

电源频率hz 

电耗% 

100 

50 

100 

90 

45.6 

76.8 

80 

42.5 

59.5 

70 

37.6 

40.9 

60 

32.7 

27.8 

50 

28.8 

18.9 

 

2、变流量节能运行:

中央空调系统是按建筑的最大负荷设计的,当实际工况处于部份负荷时,空调主机制冷量可以自动调节,降低空调主机能耗。在部份负荷时,系统所需的冷冻水、冷却水量也 可减少,但如此时系统配套的水泵仍以额定的最大功率运行,必然使得水系统输送系数减小,因此造成能源浪费,因此合理的水系统的变频改造是实现节能的有效措施。


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