中央空调系统节能控制技术装置的技术原理

中央空调系统节能控制技术装置的技术原理 中国能源研究会理事长、煤炭工业协会会长、工程院院士范维唐 说：“我国能源利用效率目前仍然很低，比OECD国家落后20年，相差10个百分点，能源消费强度大大高于发达国家及世界平均水平， 约为美国的3倍、OECD国家平均值的3.8倍、日本的7.2倍”。他还举例说，比如工业锅炉，我们平均能耗率为60?，低于发达国家20个百分点。中央空调能耗，同先进国家相差很大，可以下降50个百分点，节能降耗势在必行。显然，解决我国能源问题光靠增加供应还 不够，必须在提高能源利用率，建立能源节约型的国民经济体系上下 功夫。因此，围绕如何降低中央空调能耗，就成为解决能源问题的关 键技术之一。 从中国国情出发，本公司经多年研究提出了开发“中央空调系统 节能技术装置”的设想。对中央空调系统负荷随动跟踪节能系统采用 负荷随动跟踪方式，运用智能控制技术和变频技术，根据中央空调主 机和辅机系统运行工况和末端负荷的变化，采集多种变化参数，然后 通过负荷随动计算，对各部位进行对应技术装置，并使中央空调主机 运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷 变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适的前提下大幅度降低 系统的能耗。节能可达30?–80?。 尽管目前国内外中央空调节能技术有了很大的发展。空调系统已 - 1 - 向集成化、智能化控制、节能环保型的趋势发展。但是，目前的节能 技术尚存在以下问题： 1、中央空调系统的集中控制（如DDC控制）结构复杂，一次性 投资大，回收周期长，运行管理 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 高，必须配备专业技术人员，无 法适应目前我国中央空调系统节能改造的需要。 2、目前正在推广应用的某些空调节能控制技术，如水泵变频控 制只是一个单项的工作，没有结合整个空调系统的节能运行加以考 虑，因此节能效果有限，COP值利用很低。 3、国内已有设计中央空调系统节能控制技术方面若干家公司， 节能控制部件存在功能性的缺陷。如风机盘管上广泛应用的电动阀： ?阀体为黄钢，阀瓣阀芯为塑料，传动机构易磨损、老化；?采用弹 簧活塞式上下往复运动，易结垢、由于结垢产生渗漏现象；?电动阀 开始工作以后，即整个装置自始至终都处于带电状态，耗电又不安全； ?传动机构不密封，冷媒水通过该阀体时产生大量凝结水，对传动机 构造成腐蚀，会产生电路短路；?因黄铜浇注成型，连接口对冷、热 媒水交替负载承受力较差，易产生裂纹，甚至裂开，造成漏水、损坏 装修 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ；?用填料一次性密封无法产生填补，使用寿命短。 4、锅炉蒸汽通过分气缸将蒸汽送往各用气设备时，一直以来由 人工扳动阀门进行开关、进行全压送气，造成蒸汽在管道内冷却浪费。 5、中央空调机组所使用的蒸汽减压站结构很复杂，主要包括截 止阀、汽水分离器、过滤器、压力 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和疏水阀，由于配件多、产品成 本高且容易出现故障、影响中央空调的使用寿命，同时现有的蒸汽减 - 2 - 压器只能减压，而无法根据锅炉蒸汽、气压高低进行自动稳减压，会 造成空调设备达不到所需的温度。另外，它不能对蒸汽管路自动关闭 或开启。如果蒸汽量不作严格控制，一方面会影响空调机组的正常使 用，严重时还会出现结晶等故障；另一方面蒸汽加热过度，加重了冷 却水的负担，增大冷却水泵的能耗。 6、现有的中央空调末端风机盘管节能控制。在中央空调局部不 使用时，只能停止风机，而不能切断盘管内冷、热媒水的空循环，从 而造成能源的浪费现象。同时，即使在中央空调局部使用时，在室内 温度达到人们所希望的温度时，风机盘管的冷、热媒水还是在循环， 同样造成能源的浪费。为此，许多人设计了各种各样不同的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和控制装置，但多存在不足之处。在于结构较复杂、产品成本高、安 装不方便。同时更重要的是，在人们离开房间时，上述装置无法实现 自动关闭风机盘管内冷、热媒水循环的目的。 7、随着社会的飞速发展，人类生存的环境正越来越受到现代文 明的影响，室内空气品质急剧下降，改善室内空气品质已成为全社会 普遍关注的焦点。 现代建筑为满足舒适性和工艺性方面越来越高的要求，增加了空 调系统。为了防止冷热量的损失，建筑物的密闭性能不断提高，各种 装饰材料的大量使用，加上电脑、复印机、激光打印机以及家用电器 的普遍使用，不断释放大量的甲醇、苯并芘、二甲苯COCO等物质2、 含量升高，使得室内空气品质严重恶化。据权威机构研究表明，室内 空气污染是室外污染的5–10倍，而人类80?以上的时间是在室内 - 3 - 度过的，人们长期生活在这样的有害环境中，极易产生困倦、乏力、 胸闷、精神恍惚、过敏、哮喘等症状。长期下去，人体将会致病、致 畸、致癌，据调查，90?的白血病、肺癌等疾病是由装饰材料释放的 有害气体诱发的。2003年我国因室内空气污染致病死亡人数达12万之多，因空气污染造成的过敏、中毒人数不计其数。 SARS疫情的蔓延，使得空调业界对目前我国现行的中央空调系 统开始重新认识。过去我们空调设计偏重于保证房间的温湿度，而忽 略了对室内空气品质的关注。由于新风量的大小对空调设计负荷与空 调系统能耗的大小，有着直接的影响。设计者与业主为了降低空调系 统的初投资及全年运行成本，设计时采用最小新风量甚至不考虑新 风。因为没有足量的新风使得SARS及其它病菌在整个空调系统滋生 繁殖，最后导致SARS等病菌的交叉感染与扩散。 为了彻底解决上述问题，必须有一套健康、节能、安全的新风换 气系统，向室内输入足够的新鲜空气，并将室内的污浊空气排出，同 时将能耗降到最低。最有效的办法是通过新风机组将室外的新鲜空气 转变为适合人们舒适的新鲜空气正压送风到每一个房间更换室内空 气。同时要一套完整的控制装置来完成这一工作程序。 由以下A、B两个系统共五个方面节能控制装置组成： A、中央空调蒸汽系统节能技术装置 - 4 - 1、锅炉分气缸节能控制装置 2、溴化锂机组、热交换器节能控制装置 B、中央空调水系统的节能技术装置 1、风机盘管节能控制装置 2、新风机组、变风量空调机组节能控制装置 3、冷媒水泵、冷却水泵变频节能控制装置 ?针对长期以来锅炉蒸汽通过分汽缸将蒸汽送往各用气设备时， 由人工扳动阀门进行控制，进行全压送气，造成蒸汽在管道内冷却浪 费。“锅炉分汽缸节能控制装置”重点解决的问题是如何根据各种用 气设备的不同用气量及不同的用气时间，进行自动控制，并实现需要 多少蒸汽供应多少蒸汽的目的，对蒸汽管路实现无极变换口径，进行 变流量控制。 ?中央空调溴化锂机组、热交换器节能控制装置：重点解决的问 题是根据中央空调溴化锂机组、负荷变化来调整蒸汽量输送，并对蒸 汽进行稳压及减压，有效控制蒸汽的消耗。可达到30?–80?的节能效果。 ?“风机盘管节能控制技术装置”重点解决人们在房间时能够满 足人们的舒适感，当人们离开房间时，能自动关闭风机及风机盘管内 的冷、热媒水，使能量不因空循环而流失，起到60?的节能效果。 ?“新风机组、变风量空调器节能技术控制装置”重点在满足人们新鲜空气的前提下，根据室内外气温变化进行自动调节。如室外温 - 5 - 度由37?转变为28?，以及由–20?转变为?10?的气温变化进行自动调节，达到恒温送风，同时起到60?的节能效果。 ?“冷、热媒水泵，冷却水泵的变频节能技术装置”如何根据准确的温度差来进行变速、变流量控制，达到60?的节电效果。 ?GH系列电动浮动节能球阀，采用自动受压密封，绝无渗漏， 而且不结垢。电机在不工作时不导电，防护等级高，可在相对潮湿的 恶劣环境中使用，使用寿命在100万次以上。将该产品应用在中央空 调节能控制技术装置上，根据设备上的所需的流量实行无极变换口径 进行变流量控制，从而有效的实现节能目的。 上述关键技术的解决，可使中央空调主机、辅机系统节能可达 30?–80?，并保证中央空调系统始终处于优化的最佳工作点上，使 空调系统的效率（COP值）始终保持最大值。其特点： 1.高效节能：一般节能技术只能节能10?–20?，而本公司的节能技术及开发装置是对锅炉、空调主机和辅机的全系统进行节能改 造，能使中央空调主、辅机系统节能30?–80?。 2.自动控制：根据室内外温度的变化，如36?变化到28?由零下10?变化到?15?进行自动无极变换口径、实行变流量控制。当 局部不使用时，人离开房间自动关闭末端风机及管道内的流动介质， 并根据负荷大小调节蒸汽的输入及关闭开启，使（COP值）始终保持最大值。 3.运行稳定、安全、采用智能动态控制减少蒸汽对设备的冲激， 采用准确温差控制用软起动方式和低频运行方式控制水泵、风机避免 - 6 - 冲击电网和减轻设备的机械磨损、延长使用寿命，关键设备和器件全 部采用高可靠的产品，系统软件和硬件设置了多级互锁，确保系统安 全运行。 ?结构简单、操作方便、成本低、便于节能控制、较传统装置、节 能30?–80?。 ?外观质量：表面不应有裂纹等影响美观的缺陷。 ?电气安全性能：电机的绝缘电阻应不小于2MΩ。电机的电源端与客体之间应能承受交流共频1500V电压历时1min的耐压试验，不发生击穿或闪烙现象。 ?使用寿命：经100万次试验后，各部件工作应正常，无泄露及 异常现象。 ?智能动态控制器技术性能： 技术性能 智能动态控制器 额定电压 AC220V/380V?10? 输出功率 ?13.5W 输出电流 0.65A 功率因数 0.98cosθ 耐压强度 1800V/S ?公称通径为1.6MPa、3.2MPa技术性能 ： 技术性能 公称通径1.6MPa 公称通径3.2MPa - 7 - 额定电压 AC220V?10? AC220V?10? 输出功率 ?10W ?6W 输出电流 0.68A 1.70A 功率因数 0.98cosθ 0.98cosθ 中心转速 255r/min 1400 输出力距 ?40?? ?600?? 耐压强度 1800V/S 1800V/S 噪音 ?40db ?40db –20?–?125? –20?–?232? 使用温度 预计社会效益： 传统装置与节能技术装置控制后每小时耗能对比表： 蒸汽耗量? 节能控制后 中央空调机组 制冷量 备注 电力耗量kW 能耗 溴化锂冷水机 节能控 950kW 1370? 620? 组 制技术 后表格单螺杆式冷水机 954.7kW 213.1kW 128kW 里的数组 据会根风冷模块式冷水 967kW 446.1kW 250kW 据气温机组 的变化冷媒水泵 37kW 37kW 8kWh 而变化 冷却水泵 45kW 45kW 10kWh - 8 - 从表上显示一台溴化锂冷水机组每小时可节能750?蒸汽，开机150天每天20小时，一个夏季可节约蒸汽： 一个夏季可节约蒸汽＝150×20×750＝2250吨蒸汽 一台单螺杆式冷水机组每小时可节约85.1kWh 一个夏季节电=150×20×85.1=255300 kWh 一台风冷模块式冷水机组每小时可节电196kWh 一个夏季节电＝150×20×196＝588000 kWh 一台冷媒水泵每小时可节电29 kWh 一个夏季节电＝150×20×29＝87000 kWh 一台冷媒水泵每小时可节电35kWh 两个夏季节电150×20×35＝105000 kWh 我国据不完全统计拥有各种中央空调十多万台，如果每台中央空 调都装上节能控制装置，现以一台风冷模块式冷水机组计算全国一年 可节电＝风冷模块式冷水机组＋冷媒水泵＋冷却水泵 （588000＋87000＋105000）×10万台＝7.8亿kWh 全国以10万台中央空调计算一个夏季可节电7.8亿kWh，相当于国家新建一个大型的发电厂的发电量。 某饭店建筑面积13000?，配置有制冷量为950kW的蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组2台，冷冻水泵2台，N＝30kW；冷却水泵2台，N ＝37 kW，冷却塔风机一台，N＝7.5 kW。夏季有20%时间两台冷水机 - 9 - 组同时工作，80%时间为一台冷水机组单独工作。为节省投资，一台 冷媒水泵，一台冷却水泵设变频装置，二台同时运行时，工频和变频 并联运行。假如采用本公司提供的空调系统节能控制技术，共需投入 资金28万元，其节能效果如下: (1)夏季冷媒水泵及冷却水泵 夏季空调系统运行150天，每天运行20小时，一台水泵单独变频运行的时间为:T=150×20=3000小时 水泵节电率为80%，夏季冷媒水泵、冷却水泵、冷却风机节约 的电量: ?N=(30+37+7.5)×3000×0.8=178800kWh 1 (2)冬季热媒水泵 由于该系统冬、夏季共用一台水泵，N＝30kW，冬季水泵的节 电率按80%计， 冬季空调运行150天，每天运行22小时，变频水泵运行时间为:T=150天×22=3300小时 冬季水泵节电量: ?N=3300×30×0.8=79200kWh 2 (3)假如在溴化锂吸收式冷水机组蒸汽管上设置本公司研制的中 央空调系统节能装置，和人工调节没有安装节能装置相比，人工调节 每小时需用蒸汽1370?，安装节能装置后每小时需用蒸汽548?， 冬夏季节约蒸汽: ?D=300天×20小时×（1370?-548?）=4932吨蒸汽/ - 10 - 年 每1吨蒸汽需用油65?，转换成轻油: ?G=4932×65=320吨 (4)在空调系统安装节能装置，全年节电: ?N=?N+?N=178800+79200=186720kWh 12 则全年节电费： ?Y=187620×0.8=14.93万元 1 全年节油： 按目前轻油价3.08/升×1.7/换算?=5.236元 ?Y=?G×5.236元=320吨×5.236=167.9万元 2 全年中央空调系统节能： 总计： ?Y=?Y+?Y=14.93+167.9=182.83万元 12 某饭店建筑面积16000?，配置制冷量为1133kW单螺杆式冷水机组2台一备一用，冷媒水泵台2台一备一用，N＝37kW，冷却水泵2台一备一用，N＝45kW，冷却风机2台一备一用，N＝9kW。假如采用本公司提供的中央空调系统节能装置，共需投入资金23万元，其节能效果如下： (1)夏季冷媒水泵及冷却水泵、冷却塔风机 夏季空调系统运行150天，每天20小时，水泵运行时间为： T=150×20=3000小时 水泵风机节电率为80?，夏季冷媒水泵、冷却水泵、冷却风 - 11 - 机节约的电量为： ?N=(37+45+9)×3000×0.8=218400kWh 1 (2)冬季热水泵 由于该系统冬夏季共用一台水泵，冬季的节电率按80%计，空调运行150天，每天运行20小时， 冬季水泵节电量为： ?N=150×20×37×0.8=88800kWh 2 (3)用单螺杆式冷水机组原先平均每小时用电250kW，通过节能控制装置后平均每小时为147 kW，一个夏季节电为： ?D=3000×（250-147）=309000 kWh 1 (4)冬季用油锅炉通过热交换器供热，未安装前每小时需用蒸汽 1525?，假如安装本公司节能装置，每小时为625?，运行时间是150天，每天运行时间为20小时，冬季节约蒸汽为： ?D=150×20×（1525-625）=2700吨蒸汽 2 每吨蒸汽需用轻油65?，每吨轻油目前市场价5236/吨， 冬季可节约轻油费用为： ?Y=2700×65×5236=91.89万元 1 该饭店使用电价为0.89/ kW，全年可节约电费为： ?Y=（?N+?N+?D）=（218400+88800+309000）=616200 2121 kWh×0.89 =54.84万元 全年中央空调系统节能总计为： ?Y=?Y+?Y=91.89+54.84=146.73万元 12 - 12 - 某饭店建筑面积12800?，配置有制冷量为950kW的蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组2台一备一用，冷冻水泵2台一备一用，N＝22kW，冷却水泵2台一备一用，N＝37kW，冷却塔风机一台，N＝7.5kW。假如采用本公司提供的空调节能控制技术，共需投入资金21万元，其节能效果如下： (1)夏季冷媒水泵及冷却水泵 夏季空调系统运行150天，每天20小时，运行的时间为： T=150×20=3000小时 水泵节电率为80?，夏季冷媒水泵、冷却水泵、冷却风机 节约的电量为： ?N=(30+37+7.5)×3000×0.8=178800kWh 1 (2)冬季热媒水泵 由于该系统冬、夏季共用一台水泵，N＝30kW，冬季的节电率按80%计，空调运行150天，每天运行20小时，水泵运行时间为： T=150天×20=3000小时 冬季水泵节电量为： ?N=3000×30×0.8=72000kWh 2 (3)假如在溴化锂吸收式冷水机组蒸汽管上设置本公司研制的中 央空调系统节能装置，和人工调节没有安装节能装置相比，人工调节 每小时需用蒸汽1370?，控制节能装置后每小时需用蒸汽620?，冬夏季节约蒸汽: - 13 - ?D=300天×20小时×（1370?-620?）=4500吨 每吨蒸汽需用原煤143?，蒸汽换算成煤: ?G=4500×143=643吨原煤 (4)在空调系统安装节能装置，全年节电: ?N=?N+?N=178800+72000=250800kWh 12 则全年节电费： ?Y=250800×0.8元=20.06万元 1 全年节约原煤，按 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤价600元/吨计，全年节约燃料费： ?Y=?G×600元=643×600=38.58万元 2 全年中央空调系统节能： 总计：?Y=?Y+?Y=20.06+34.07=54.13万元 12 - 14 -