空調(diào)節(jié)能措施有分體空調(diào),熱泵技術(shù),蓄冰空調(diào),水溫提升,冷凝器自動(dòng)清洗等等。空調(diào)節(jié)能可以極大的節(jié)約資源,積極響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召。那么今天中央空調(diào)維修網(wǎng)小編就跟大家來聊聊關(guān)于中央空調(diào)的節(jié)能技術(shù)。
一、空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵
1、空氣源熱泵用于產(chǎn)熱水,能效比COP=3.5,即耗電1kW可產(chǎn)熱3.5kW,效率是較高的。但注意室外溫度近冰點(diǎn)時(shí)效率明顯下降,室外機(jī)要有除霜措施。應(yīng)定期清洗室外機(jī)上的油污、灰塵,保持高效換熱。近年來空氣源技術(shù)發(fā)展迅速,冬天低溫環(huán)境下的也可以使用。
2、水源熱泵機(jī)(專業(yè)稱水環(huán)熱泵機(jī)),即共一組冷卻塔冷卻,各末端機(jī)組可單獨(dú)制冷、制熱。用水冷卻比空氣冷卻能效高 COP>4.5,同樣輸入功率,水冷機(jī)制冷量比風(fēng)冷機(jī)大30~40%。各用戶可根據(jù)自身情況決定開關(guān)機(jī)時(shí)間和溫度設(shè)定,可以得到更好的節(jié)能效益。因?yàn)楦鳈C(jī)組是小機(jī)組,冷凝器多是板換或套管換熱器,容易堵塞,污垢去除難度大,時(shí)有高壓故障。所以,冷卻水的殺菌藻、過濾排污、軟水除垢尤為重要!
3、地源熱泵空調(diào):利用了地下水約18~20℃恒溫的特點(diǎn),取地下熱作冷卻或蒸發(fā)熱源,因?yàn)榈叵滤疁乇壤鋮s塔回水溫度低10~12℃,降低冷卻水溫10~12℃,空調(diào)主機(jī)可節(jié)能30~36%。但必須解決幾個(gè)問題:
1)抽出來的地下水經(jīng)換熱后要全部回灌!否則會(huì)引起地質(zhì)水紋變化,地表沉降下陷的事故;
2)地下黃泥水應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的過濾或沉淀,再供冷凝器或蒸發(fā)器水側(cè)換熱,否則大量泥污粘在銅壁內(nèi)壁并積淤,主機(jī)換熱不良,溫度、壓力上升,一個(gè)星期到半個(gè)月必須通炮;
3)要加裝冷凝器自動(dòng)清洗,才能保證連續(xù)有效的節(jié)能運(yùn)行;
4)要周期更換供水回灌井,否則毛細(xì)管堵塞,水量減小。
湖水、河水、海水冷卻,也可節(jié)能。但要嚴(yán)格過濾,并加海綿球自動(dòng)清洗。否則不能連續(xù)有效節(jié)能運(yùn)行。
二、冷凍水溫提升2-3℃,主機(jī)節(jié)能6-10℃
有經(jīng)驗(yàn)的師傅會(huì)把冷凍水溫設(shè)在9~14℃,主機(jī)可節(jié)能6%,同樣能滿足舒適性中央空調(diào)對冷凍水溫的需要。有人認(rèn)為末端空調(diào)不夠冷,就把冷凍水溫降到4~9℃,這樣主機(jī)多耗能10%。實(shí)際個(gè)別末端空調(diào)不夠冷的真正原因,是水側(cè)、風(fēng)側(cè)有污堵,換熱面積或效率下降所至,應(yīng)定期清洗水側(cè)污垢、定期清洗風(fēng)側(cè)翅片污垢就可以解決了。這也是空調(diào)運(yùn)行管理節(jié)能的常用方法和有效措施。
三、水泵、風(fēng)機(jī)變頻
空調(diào)冷凍、冷卻泵流量設(shè)計(jì)會(huì)有10~20%余量,空調(diào)運(yùn)行中負(fù)荷會(huì)有變化波動(dòng),主機(jī)隨之加載減載,冷凍、冷卻水流量也可以相應(yīng)的增減。節(jié)能技術(shù)規(guī)定主機(jī)出回水溫差為5℃時(shí)是冷凍、冷卻水經(jīng)濟(jì)流量,當(dāng)溫差<5℃為流量偏大,主機(jī)是節(jié)能的,水泵則多耗能,當(dāng)溫差>5℃水泵節(jié)能,主機(jī)則多耗能甚至不安全!用溫度傳感器、壓差傳感器、PLC和變頻器控制冷凍、冷卻泵的轉(zhuǎn)速,達(dá)到溫差=5℃,冷凍、冷卻泵可節(jié)能30~50%。
四、空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)主機(jī)設(shè)計(jì)選型
1、大型空調(diào)系統(tǒng)用離心機(jī)、螺桿機(jī)組能效比更高。滿液式螺桿機(jī)COP已>5,而離心機(jī)COP>6。
2、水冷冷水機(jī)比風(fēng)冷機(jī)能效比高。風(fēng)冷機(jī)COP=3~3.5,而水冷機(jī)COP≥5~6。
3、有些進(jìn)口大品牌,使用了多項(xiàng)節(jié)能創(chuàng)新技術(shù),新型號(hào)的滿液式螺桿機(jī)COP≥5,離心機(jī)COP≥6,選對了這樣的品牌型號(hào),就意味著項(xiàng)目已經(jīng)節(jié)能10%,甚至更高。
4、磁懸浮制冷機(jī)已進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng),其摩擦阻力更小,不用冷凍機(jī)油潤滑,油垢造成的熱阻也不存在,轉(zhuǎn)速達(dá)數(shù)萬轉(zhuǎn)/分鐘,所以能量調(diào)節(jié)范圍更大,能效比更高。目前該主機(jī)比機(jī)油潤滑的機(jī)組造價(jià)會(huì)高一倍。
五、分體空調(diào)節(jié)能
酒店、寫字樓的分體空調(diào),經(jīng)常有冬天穿襯衣,夏季蓋棉被現(xiàn)象,造成冷熱能量的浪費(fèi)!控制限制夏季26℃±1℃,冬季20±1℃,可節(jié)能5~10%。例夏季原設(shè)定溫度22±1℃,每升1℃可節(jié)能3%,冬季相反。
近年有一種碳?xì)?CH)制冷劑,用于更換R22制冷劑,更換后節(jié)能率在15~25%,節(jié)能率與原機(jī)的能效級別、使用年限有關(guān)。更換碳?xì)渲评鋭┕?jié)能立竿見影,目前多用于1~10HP的小型分體機(jī)。該材料及技術(shù)經(jīng)幾年使用驗(yàn)證,已經(jīng)很成熟。常見有些空調(diào)室外機(jī)通風(fēng)散熱條件惡劣,或有熱風(fēng)短路。應(yīng)先改善通風(fēng)不良和熱短路;有東曬、西曬、頂曬的應(yīng)做百葉遮陽隔曬處理。這樣處理可節(jié)能10~30%,對設(shè)備壽命安全也有好處。
六、冷熱源耗能節(jié)能措施
1、溫濕度控制
從中央空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程可以看出,夏季室內(nèi)溫度越低、相對濕度愈低,系統(tǒng)設(shè)備耗能愈大;冬季室內(nèi)溫度越高、相對濕度愈高,系統(tǒng)設(shè)備耗能愈大,相應(yīng)地初投資和運(yùn)行費(fèi)用也隨之增大。
由于每個(gè)人對舒適感的要求標(biāo)準(zhǔn)差別很大,故對民用中央空調(diào)可有一個(gè)范圍較寬的舒適區(qū)。在該舒適區(qū)范圍內(nèi),夏季降溫時(shí),取較高的溫濕度值;冬季采暖時(shí),取較低的溫濕度值,可獲得一定的節(jié)能效果。建筑內(nèi)溫濕度的變化與建筑節(jié)能有著緊密的相關(guān)性,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料表明,如果在夏季將設(shè)定值溫度下調(diào)1℃,將增加9%的能耗;如果在冬季將設(shè)定值溫度上調(diào)1℃,將增加12%的能耗。因此將建筑內(nèi)溫濕度控制在設(shè)定值精度范圍內(nèi)是大樓中央空調(diào)節(jié)能的有效措施。
為降低能耗,空調(diào)房間室內(nèi)溫濕度基數(shù),在滿足生產(chǎn)需要和人體健康的情況下,夏季盡可能提高,冬季應(yīng)盡可能降低。現(xiàn)在有些業(yè)主盲目追求“夠冷”境界,大幅度提高室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這樣做,不僅無謂地浪費(fèi)大量能源,而且還會(huì)產(chǎn)生舒適感的負(fù)面效應(yīng)。
空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制精度越高,舒適性越好,同時(shí)節(jié)能效果也越明顯。而空調(diào)系統(tǒng)前端所測信號(hào)準(zhǔn)確性直接影響到中央空調(diào)系統(tǒng)的精確控制程度。所以,所測信號(hào),尤其是溫濕度這樣的模擬信號(hào),必須盡可能準(zhǔn)確。
還有,一定要選用高控制精度的BAS對中央空調(diào)進(jìn)行控制。因?yàn)?,BAS采用DDC(直接數(shù)字控制器)直接控制電動(dòng)水閥閥門的開度,而無須中間調(diào)節(jié)器;另外,DDC內(nèi)含有豐富的計(jì)算控制軟件,如比例積分微分(PID)算法、模糊控制算法、遺傳算法等,來保證控制的精確度。
2、冷源效率控制
評價(jià)冷源制冷效率的性能指標(biāo)是制冷系數(shù)(COP,Coefficient Of Performance )。制冷系數(shù)指單位功耗所能獲得的冷量。制冷系數(shù)與制冷劑的性質(zhì)無關(guān),僅取決于被冷卻物的溫度T0和冷卻劑溫度Tk,T0越高,Tk越低,制冷系數(shù)越高。所以空調(diào)系統(tǒng)冷機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過程中不要使冷凍水溫度太低、冷卻水溫度太高,否則制冷系數(shù)就會(huì)較低,產(chǎn)生單位冷量所需消耗的功量多,耗電量高,增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下措施:
1)降低冷卻水溫度
由于冷卻水溫度越低,冷機(jī)的制冷系數(shù)就越高。冷卻水的供水溫度每上升1℃,冷機(jī)的COP下降近4%。降低冷卻水溫度就需要加強(qiáng)冷卻塔的運(yùn)行管理。首先,對于停止運(yùn)行的冷卻塔,其進(jìn)出水管的閥門應(yīng)該關(guān)閉。否則,因?yàn)閬碜酝i_的冷卻塔的水溫度較高,混合后的冷卻水水溫就會(huì)提高,冷機(jī)的制冷系數(shù)就減低了。其次,冷卻塔使用一段時(shí)間后,應(yīng)及時(shí)檢修,否則冷卻塔的效率會(huì)下降,不能充分地為冷卻水降溫。
2)提高冷凍水溫度
由于冷凍水溫度越高,冷機(jī)的制冷效率就越高。冷凍水供水溫度提高1℃,冷機(jī)的制冷系數(shù)可提高3%,所以在日常運(yùn)行中不要盲目降低冷凍水溫度。首先,不要設(shè)置過低的冷機(jī)冷凍水設(shè)定溫度。其次,一定要關(guān)閉停止運(yùn)行的冷機(jī)的水閥,防止部分冷凍水走旁通管路,否則,經(jīng)過運(yùn)行中的冷機(jī)的水量就會(huì)減少,導(dǎo)致冷凍水的溫度被冷機(jī)降到過低的水平。
七、動(dòng)力耗能節(jié)能措施
1、輸送耗能控制
動(dòng)力耗能主要是指系統(tǒng)運(yùn)行中風(fēng)機(jī)和水泵所消耗的電能。從風(fēng)機(jī)和水泵的輸入功率計(jì)算公式可知,要減少功耗可以從以下三個(gè)方面來考慮:減少流量、降低系統(tǒng)阻力和提高風(fēng)機(jī)、水泵的效率。在工程實(shí)踐中可采用以下措施:
1)采用大溫差
如果系統(tǒng)中輸送冷熱能用的水(或空氣)的供回水(或送回風(fēng))溫差采用較大值,那么當(dāng)它與原有溫差的比值為m,從流量計(jì)算公式知道,采用大溫差時(shí)的流量降為原來流量的1/m3。這時(shí),水泵或風(fēng)機(jī)要求的功率將減小到原來的1/m3??梢姡哟鬁夭畹墓?jié)能效果是明顯的。
在滿足中央空調(diào)精度、人員舒適和工藝要求的前提下,應(yīng)盡可能加大送風(fēng)溫差。要注意的是:供、回水的溫度差不宜大于8℃。
2)選用低流速
因?yàn)樗煤惋L(fēng)機(jī)要求的功耗大致與管路系統(tǒng)中的流速成正比關(guān)系,因此,要取得節(jié)能的運(yùn)行效果,在設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)不要采用高流速。此外,干管中采用低流速還有利于系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定性。例如:改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以改變風(fēng)機(jī)的性能參數(shù),風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速成三次方的關(guān)系,而流量與轉(zhuǎn)速成一次方的關(guān)系,降低轉(zhuǎn)速以降低流量的同時(shí)可以大幅度降低能耗。當(dāng)流量減少1/3時(shí),能耗可減少約70.4%,當(dāng)流量減少1/2時(shí),能耗可減少約87.5%,且風(fēng)機(jī)的效率基本不變,仍可穩(wěn)定高效地工作。
3)采用輸送效率高的載能介質(zhì)
一般情況下,用水輸送冷熱能的耗能量比用空氣輸送的要小,并且輸送相同冷熱能所用水管的管徑要比風(fēng)管小得多,所占用的建筑物空間也相應(yīng)小很多。這也是近年來中央空調(diào)方式發(fā)展迅速的主要原因之一。
因此,對于集中冷凍方式,原則上應(yīng)該把機(jī)房設(shè)備制備的冷凍水盡量輸送到各中央空調(diào)分區(qū)的附近或使用點(diǎn)上,通過末端非獨(dú)立式中央空調(diào)機(jī)組(如柜式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管)處理空氣,就地或供附近房間使用。
2、變風(fēng)量系統(tǒng)控制
變風(fēng)量系統(tǒng)就是針對送風(fēng)系統(tǒng)耗電缺點(diǎn)的節(jié)能對策。變風(fēng)量系統(tǒng)可分為兩種:一種為AHU風(fēng)管系統(tǒng)中的空調(diào)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(AHU—VAV系統(tǒng));一種為FCU系統(tǒng)中的室內(nèi)風(fēng)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(FCU-VAV系統(tǒng))。AHU-VAV系統(tǒng)是在全風(fēng)管系統(tǒng)中將送風(fēng)溫度固定,而以調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的方式來應(yīng)付室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變動(dòng)。FCU-VAV系統(tǒng)則是將冷水供應(yīng)量固定,而在室內(nèi)FCU加裝無段變功率控制器改變送風(fēng)量,亦即改變FCU的熱交換率來調(diào)節(jié)室內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)。這兩種方式通過風(fēng)量的調(diào)整來減少送風(fēng)機(jī)的耗電量,同時(shí)也可增加熱源機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率而節(jié)約熱源耗電,因此可在送風(fēng)及熱源兩方面同時(shí)獲得節(jié)能效果。
如果把送風(fēng)溫度設(shè)為常數(shù),改變送風(fēng)量L,也可得到不同的Q值,以維持室溫不變。變風(fēng)量控制可采用根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量的送風(fēng)裝置。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí),它可保持送風(fēng)參數(shù)不變(不需再熱),通過自動(dòng)減少風(fēng)量來保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。這樣,不僅可節(jié)約定風(fēng)量系統(tǒng)為提高送風(fēng)溫度所需的再熱量,而且還由于處理的風(fēng)量減少,可降低風(fēng)機(jī)功率電耗及制冷機(jī)的冷量。據(jù)多種資料介紹,變風(fēng)量較之定風(fēng)量方式一般情況下節(jié)能可達(dá)30%~50%。
變頻控制
大部分建筑物一年中只有幾十天時(shí)間中央空調(diào)處于大負(fù)荷。中央空調(diào)冷負(fù)荷始終處于動(dòng)態(tài)變化之中,如每天早晚、氣候情況、客流量、活動(dòng)內(nèi)容等各種因素的變化,實(shí)時(shí)影響中央空調(diào)冷負(fù)荷。一般,冷負(fù)荷在5~60%范圍內(nèi)波動(dòng),大多數(shù)建筑物每年至少70%是處于這種情況。而大多數(shù)中央空調(diào),因系統(tǒng)設(shè)計(jì)多數(shù)以大冷負(fù)荷為大功率驅(qū)動(dòng)。這樣,造成實(shí)際需要冷負(fù)荷與大功率輸出之間的矛盾,造成了巨大的能源浪費(fèi)。采用變頻控制的方式,可解決此矛盾。
1)風(fēng)機(jī)水泵類變頻控制
因?yàn)檫^去交流電機(jī)本身不調(diào)速,中央空調(diào)系統(tǒng)對空氣和水流量的控制不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié),許多電能被白白浪費(fèi)在擋板和閥門上。如果對風(fēng)機(jī)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速,把浪費(fèi)在擋板和閥門上的能量節(jié)省下來,每臺(tái)水泵平均節(jié)能效果就很可觀。
對于風(fēng)機(jī)水泵來說,根據(jù)流體力學(xué)原理,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,消耗的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。對于變頻調(diào)速來說,轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比,當(dāng)電源頻率f降低時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也降低,所需的功率就隨轉(zhuǎn)速的三次方迅速降低,可見,節(jié)能效果十分顯著。以風(fēng)機(jī)為例,如所需風(fēng)量為額定風(fēng)量的80%,則轉(zhuǎn)速也下降為額定轉(zhuǎn)速的80%,而軸功率降51.2%;當(dāng)所需風(fēng)量為額定風(fēng)量的50%時(shí),而軸功率降12.5%。這種節(jié)電效果也非??捎^。實(shí)際證明,風(fēng)機(jī)水泵類變頻控制節(jié)能40%~50%。
2)冷水機(jī)組變頻控制
由于壓縮機(jī)不排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行的可能性,所以,只能按大需求來決定電動(dòng)機(jī)的容量,故設(shè)計(jì)裕量一般偏大。在實(shí)際運(yùn)行中,輕載運(yùn)行的時(shí)間所占的比例是非常高的。采用變頻控制對壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對制冷量的控制,讓冷凍機(jī)組始終處于最佳(最合理)的運(yùn)行狀態(tài)。變頻控制提高了空調(diào)器的效率,改善了冷凍機(jī)組的運(yùn)行效果,從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
變頻壓縮機(jī)的原理是通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。制冷量和壓縮機(jī)頻率的數(shù)學(xué)關(guān)系可知,制冷量與頻率成正比關(guān)系,所以采用變頻調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)對制冷量的控制,從而可達(dá)到節(jié)能效果。
有些調(diào)節(jié)方式(如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片角度),即使在需求量較小的情況下,也不能減少電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。采用了變頻調(diào)速后,在需求量較小時(shí),可降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,減少電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率,從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。實(shí)際證明,冷水機(jī)組變頻控制可節(jié)能20%~30%。
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