中央空调节能改造方案

1中央空调变频节能分析一、制冷站节能分析1、制冷站节能分析在中央空调系统中，冷冻水泵、冷却水泵及冷却风机的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。一般中央空调控制系统中，水泵及风机一年四季都是在工频状态下全速运行，采用节流或回流的方式来调节流量或风量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵或风机电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计，67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2，而实际上83%的工程热负荷只有58-93W/m2，满负荷运行时间每年不超过10-20小时。实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵、冷冻泵及冷却风机）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。2、中央空调系统工作原理2.1中央空调系统简图22.2中央空调工作原理简述⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温3度回升到一定值后又控制其运行。2.3制冷站节能分析及建议从设计角度考虑,冷却水泵电机的容量是按照最大换热量(即环境气温最高,且所有场所的空调都开足)的情况下,再取一定的安全系数来确定的。而通常情况下,由于季节和昼夜气温的变化以及开机数目的不足,实际换热量远小于设计值,因此,电机容量远大于实际负荷,出现了大马拉小车的情况。2.3.1冷冻水泵改造为变频控制冷冻水泵的作用是将经制冷机降温的冷冻水通过输送管道送到中央空调的各出风口处的风机盘管组件中,对环境起降温作用,冷冻水的流量与冷冻水泵的转速成正比,当冷冻水泵转速高时,冷冻水的流量大,流速也快。因此,当冷冻水流过风机盘管组件时,还没有充分的时间将所携冷量全部释放完,就又返回制冷机去了,因此冷冻水泵电机做了很多无用功,这些都是不必要的能耗。若能够调节冷冻水泵电机的转速,根据实际热负荷的大小来调节冷冻水的流量(实际上是调节交换冷量的大小)和流速,以便让冷冻水在风机盘管组件中有充分的时间释放与热负荷大小相当的冷量,冷冻水泵电机的功耗可大大降低。2.3.2冷却水泵改造为变频控制从冷却水流量考虑,冷却水的作用是要及时将冷凝器中的热量带走,以保证制冷机能正常工作。从节能的角度看,只要能保证制冷机能正常工作,冷却水流量越小,所做的无用功就越少,节能也就越明显。4根据流量公式:Q=SV,过去由于交流电机的转速不可调,只能通过调节节流阀,改变管道截面积S的方式来调节流量Q,节流阀的存在对水流产生阻力,从而产生节流损耗,并且会引起机械振动和产生噪音。2.3.3冷却水泵、冷冻水泵改造为变频控制后节能计算根据以上分析，可以改造冷冻水泵为变频控制，根据交流异步电动机的转速公式为:n=60f(1-s)Pp。可见,转速与电源频率近似成正比，改为变频控制方式能有效节约能源。使用变频方式控制实际使用工况运行到40HZ既能满足要求，相对于工频运行，理论节能效率为40%以上。以两台18.5KW冷冻水泵天运行12小时，每年运行300天计算，耗能量18.5（KW）*2(台)*12（小时）*200（天）=35520KW,按照工业用电1元/度计算，冷冻水泵每年需要电费开支35520元，如果改为变频控制后，每年节省电费开支35520*0.4=14208。住总物流有冷冻水泵、冷却水泵总功率780KW除去备用水泵外，运行水泵的功率为520KW,冷冻水泵天运行12小时，每年运行150天计算，耗能量520（KW）*12（小时）*150（天）=936000KW,按照商业用电1元/度计算，水泵每年电费开支936000元。如果改为变频控制后，每年水泵节省电费开支936000*0.4=374400元。住总物流有采暖水循环泵总功率150KW，除去备用水泵外，运行水泵的功率为97KW,冷冻水泵天运行12小时，每年运行120天计算，耗能量97（KW）*12（小时）*120（天正常）=140400KW,按照商业用5电1元/度计算，水泵每年电费开支140400元。如果改为变频控制后，每年水泵节省电费开支936000*0.4=56160元。把冷热源系统的水泵改造为变频水泵，保守的节能量为56160KW+374400KW=430560KW，节省电费为43万多元。二、风机变频节能按照住总物流的新风、空调机组、送排风总功率380KW，每天运行12小时，每年运行270天计算，每年耗能量380（KW）*12（小时）*300（天）=1231200KW。变频控制后，每年节省电量1231200(KW)*0.4=492480KW,按照商业用电1元/度计算,节省开支492480元。三、暖通空调整体节能分析冷热源水泵节能：430560元/年；新风、空调机组、送排风节能：492480元/年；总结能：430560+492480=923040元/年；四、中央空调系统使用变频器的优点变频节能改造后除了可以节省大量的电能外还具有以下优点：（1）、电机起动是软起动，电流从OA到额定电流变化，减小了大电流对电机的冲击；（2）、变频器是高性能的电力电子设备，具有较强的电机保护功能，能延长系统的各部件使用寿命；（3）、使室温维持恒定，让人感到舒适；6（4）、经过改造后，可以使系统具有较高的可靠性，减少了环境噪音，减少了维修维护工作量。