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常見問題

淺談中央空調系統節能改造

時間:2021-07-29 23:03:59 來源:制冷改造 點擊:

在科學技術飛速發展的今天,中央空調系統的配套設施以及設備越來越多,且形式越來越多樣,這樣會不可避免的增加空調系統的能耗。有研究表明,在建筑的日常生活用電中,正常情況下,中央空調系統的耗電量約占建筑年耗電量的60%。當前能源的日益短缺已經成為制約我國經濟發展的重要因素,因此“低碳生活”、“綠色建筑”等概念的提出正是我國可持續發展國策的具體體現。所以不斷研發出先進的綠色技術以降低空調系統的能耗并且對當前的空調系統進行相應的節能改造是十分必要和十分重要的。
 
中央空調的設計要緊緊圍繞當地的一年四季的平均氣溫、最高和最低氣溫等氣象資料以及建筑物的特點展開,并且通常都會預留10%~20%的設計余量,這些余量會造成一定的能源浪費。與此同時,由于季節的不斷變化,中央空調系統全年以最大功率運行的時間通常都會很短,因此可以通過對恒速電機進彳相應的改造,達到節能的目的。此外,如果對空調系統的使用和管理不當也會在很大程度上造成能源的浪費。本文基于以上問題,提出具體的改造措施。
 
1、對動力設備進行變頻改造
在整個中央空調系統中,風機、水泵等動力設備的耗電比例是非常大的。通常情況下,普通空調的正常運行過程中壓縮機會不停的進行啟動停止,而啟動會帶來很大的沖擊電流,空調的零構件在沖擊電流的作用下使用壽命會大大降低。變頻器是1980年代問世的一種高新技術,將其應用于空調系統中,可以通過對電流的轉換來實現電動機運轉頻率的自動調節,同時還可以有效解決電網電壓不穩定而造成的空調系統不能夠正常工作的難題。而且當變頻空調高功率運轉,迅速接近所設定的溫度之后,壓縮機便處于低轉速、低耗能的運轉狀態,僅以所需的功率維持設定的溫度,這樣不僅能夠保持溫度的穩定,同時還可以有效避免壓縮機頻繁啟動對空調零件的使用壽命造成的影響,大大降低耗電量,從而實現了高效節能。
 
為了能夠實現對動力設備的優化改造,那么先對變頻調速原理進行簡單的介紹:n=60f(1-s)/p。式中:n:電動機的同步轉速;P:電動機極對數;f:異步電動機的頻率;s:電動機轉差率。由上式可知,轉速n和頻率f成正比。當電源頻率在10~50Hz之間時,頻率越低,電耗量就越少2,因此可以通過變頻器改變電源頻率來改變電動機的轉速,這樣可以實現對流量的調節,從而降低電動機的使用功率。
 
1.1冷凍水循環系統的控制空調系統的冷凍機組對冷凍水進行冷凍,通常情況下通過冷凍水的回水溫度就可以直接知道房間內的溫度。因此,冷凍系統泵的轉速應該根據回水溫度進行相應的調節,如果冷凍水的回水溫度高,那么說明房間內的溫度也高,此時應該適當的提高冷凍泵的轉速;如果冷凍水的回水溫度低,那么說明房間內的溫度比較低,此時應該適當降低冷凍泵的轉速,從而達到節約能源的目的。簡單說來,就是根據冷凍水回水溫度利用變頻調速,實現水的恒溫控制
 
1.2冷卻水循環系統的控制空調系統冷卻水的供回水的溫度變化直接體現了系統內部的負荷變化,所以想要實現對冷卻水系統的變頻控制只要控制冷凝器出水口的出水溫度即可實現對溫差的控制通過利用PLC變頻器、溫度變送器以及PID調節器組成的閉環控制,當檢測到冷凝器出水的溫度大于設定的恒定溫度時此時會提高冷卻泵電機的轉速,從而實現對冷卻水流量的增加;反之,當檢測到冷凝器出水的溫度小于設定的恒定溫度時,此時會相應降低冷卻泵電機的轉速。這樣能夠在滿足建筑正常供暖、供冷需求的基礎上,實現能源的節約
 
1.3風機的控制方案通常情況下,風機的轉速越快,送風量就越大,所以可通過控制風機電機的轉速來實現對送風量的有效控制。通過在空調系統的出風口位置安置一個合適的風壓傳感器,當風壓傳感器檢測到出口處的風壓在升高,此時應該適當降低電機的轉速;當風壓傳感器檢測到出口處的風壓在降低,那么應該適當提高電機的轉速,以保證送風量的恒定。
 
2中央空調系統智能運行控制系統的改造
 
在科學技術飛速發展的今天,利用信息化技術、計算機技術等先進技術去構建一個安全、可靠的中央空調智能控制系統,可以在很大程度上實現對電能的節約。想要構建一個操作性強的智能控制系統,那么就必須先解決好中央空調系統的多變量解耦關系以及滯后響應的問題,如果盲目進行改造,那么很難達到預期的改造目標。為了實現系統改造之后能夠與原系統實現無障礙切換并最大限度降低投資成本,本文采用集中控制、分散驅動的集散控制思路對控制系統進行改造,具體改造情況如下
 
(1)信息管理層:這一層控制系統主要具備系統運行狀態的監視和控制、系統關鍵技術數據的設定、故障自動報警等功能,它主要由顯示屏、計算機程序、通訊模塊、觸摸屏等組成
 
(2)控制層:控制層主要具備各種控制動作的采樣與處理、異?,F象的自動處理等功能。它主要由PLC應用程序智能PID調節儀、各種功能的變頻器、可編程邏輯控制器的開關量模塊等組成。
 
(3)設備層:設備層的主要作用是根據PLC下達的控制命令,提供相應的檢測數據或者根據命令執行相應的動作。它主要由電動開關閥、各種功能的變送器、斷路器、模擬信號隔離分配器等組成
 
3、結束語
中央空調系統作為現代建筑的用能大戶,對其進行科學合理的節能改造是十分有意義的。本文主要針對冷凍水循環系統、冷卻水循環系統以及中央空調系統智能運行控制系統進行相應的節能改造,在保證空調運行的效率的基礎上,最大限度的實現節能。
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