中央空調(diào)改造方案問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2013年08月03日 點(diǎn)擊數(shù)：
中央空調(diào)改造方案問(wèn)題
1、例如，當(dāng)兩臺(tái)冷凍水額定流量分別為 200m3/h、100m3/h 的機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，假設(shè)某 一時(shí)刻系統(tǒng)所需冷凍水總量為 150 m3/h，此時(shí)兩臺(tái)機(jī)組實(shí)際冷凍水流量極有可能按 照設(shè)計(jì)工況下的比例進(jìn)行分配，即分別為 100m3/h、50m3/h，如此時(shí)系統(tǒng)供回水溫 差為 5℃ ，兩臺(tái)機(jī)組制冷量雖不同（比值為 2:1），但其負(fù)載率均為 50%。
2、不同機(jī)組在不同負(fù)荷率的EER是不同的，當(dāng)制冷量需求變化時(shí)，要切換成最節(jié)能的機(jī)組或機(jī)組組合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)中央空調(diào)改造方案組合。
3、多個(gè)機(jī)頭機(jī)組在部分機(jī)頭運(yùn)行時(shí)，當(dāng)水流量隨著制冷量的變小而變小，分配給部分機(jī)頭的蒸發(fā)器流量也隨之減小，流速降低，有可能導(dǎo)致蒸發(fā)溫度下降而造成在管板接縫處結(jié)冰，而破壞蒸發(fā)器。
4、當(dāng)蒸發(fā)器進(jìn)出水溫差保持不變時(shí)，冷凍水流量與機(jī)組負(fù)荷率 n 成比例減小，此時(shí)制冷劑側(cè)及管壁熱阻值也穩(wěn)定不變，水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αw 按照流速 v 的 0.8次方變化，對(duì)于干式蒸發(fā)器，水側(cè)熱阻R w一般占總熱阻 R 的 35%～40%。
5、即相對(duì)流量在75%～100% 范圍變化時(shí)，機(jī)組 EER 變化幅度不到 4%。考慮到不同測(cè)試工況下，難以保證機(jī)組冷凝溫度等其它參數(shù)工況的完全一致，加上測(cè)試誤差，所以，當(dāng)冷凍水流量減小時(shí)，機(jī)組實(shí)際 EER 變化幅度可能更小。相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)也表明，當(dāng)冷凍水流量在額定流量的 50%以上時(shí)，變流量對(duì)機(jī)組的性能幾乎沒(méi)有影響。因此，可以得出，冷凍水流量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，其對(duì)機(jī)組能效影響甚小，這就為冷凍水系統(tǒng)變流量節(jié)能創(chuàng)造了十分有利的條件。
6、溫差控制的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只需在機(jī)房?jī)?nèi)布置傳感器和傳輸導(dǎo)線，投資較低，特別適用于原有空調(diào)系統(tǒng)變流量節(jié)能改造、或末端大多裝設(shè)電動(dòng)二通開(kāi)關(guān)閥且負(fù)荷變化較為一致的賓館客房部、辦公等建筑中。當(dāng)采取這種控制方式時(shí)，冷凍水流量依建筑整體負(fù)荷一致變化，對(duì)于存在不同功能房間負(fù)荷變化不一致的情況時(shí)（如商業(yè)樓中的商場(chǎng)和寫(xiě)字樓部分），該種控制方式容易產(chǎn)生水力失調(diào)。此外，由于溫差控制檢測(cè)的是同一時(shí)刻下的溫度信號(hào)，一幢大樓的冷凍水循環(huán)一周通常需要幾分鐘甚至十幾分鐘的時(shí)間，因此，該種控制方式反應(yīng)較慢，存在一定的滯后性。
7、最不利未端壓差控制方法實(shí)時(shí)性好、反應(yīng)迅速、各末端支路不易產(chǎn)生水力失調(diào)。但也存在一些缺點(diǎn)，如布線較長(zhǎng)、施工不太方便、實(shí)際工程中尤其是針對(duì)同程式水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)其最不利末端環(huán)路確定較為困難、末端必須安裝有電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥等。
8、和末端定壓差控制方式原理相似，干管定壓差控制則是將壓差變送器布置在機(jī)房分、集水器處，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)干管壓差值和設(shè)定壓差值進(jìn)行比較，控制水泵提高或降低轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)干管壓差的近似恒定。該種控制方法由于線路僅局限在機(jī)房?jī)?nèi)，中央空調(diào)改造方案施工方便，且具有控制實(shí)時(shí)性強(qiáng)、水力平衡性好等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中也得到了普遍應(yīng)用。但是，和溫差控制、末端壓差控制相比，其節(jié)能效果較差。
9、采用溫差控制時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致大空間某些表冷器供水量不足。而在實(shí)際的中央空調(diào)改造方案工程中，表冷器的選型通常都留有 20%以上的裕量，且表冷器排數(shù)多為 6 排，其供冷量與水量的變化并不成等比一致關(guān)系，供冷量降低的速度遠(yuǎn)小于水量下降速度。由于表冷器排數(shù)較多，空氣和水的換熱更充分，其對(duì)冷水流量偏差的適應(yīng)能力較強(qiáng)。因此，只要控制水泵頻率下限（實(shí)際運(yùn)行時(shí)都在 30HZ 以上），溫差調(diào)節(jié)方式對(duì)局部末端換熱能力下降的影響并不會(huì)太明顯。
10、由于采用了變頻控制，水量和揚(yáng)程都會(huì)變小，但揚(yáng)程下降的更快，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)程滿(mǎn)足不了要求。實(shí)際上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)揚(yáng)程和流量，當(dāng)揚(yáng)程不足時(shí)，自動(dòng)會(huì)減少流量而保持揚(yáng)程。
11、當(dāng)變頻泵+定頻泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻泵設(shè)定頻率下限，防止水倒流到變頻泵。
12、當(dāng)比轉(zhuǎn)速小于 0.4 時(shí)，變頻器效率衰減較快，當(dāng)比轉(zhuǎn)速高于 0.5 時(shí)，電機(jī)效率及變頻器效率都高于 0.85。因此，為了使水泵高效運(yùn)行，建議變頻調(diào)速比控制在 0.5 以上。
13、1)采用“1 臺(tái)定頻+1 臺(tái)變頻”的水泵搭配時(shí)，其總能耗高于兩臺(tái)泵同時(shí)變頻時(shí)的情況，且定、變組合下的流量調(diào)節(jié)范圍較小，變頻泵運(yùn)行容易進(jìn)入“死點(diǎn)”， 造成嚴(yán)重的安全隱患。定速泵與變速泵相結(jié)合的方案雖然能降低部分初投資，但其運(yùn)行能耗較高，變速泵運(yùn)行效率較低且容易出現(xiàn)安全問(wèn)題，因此，在變水量系統(tǒng)中，推薦采用水泵全部變速的方案。這和文獻(xiàn)[45～47]中的結(jié)論一致。2）冷水機(jī)組“一大一小”搭配運(yùn)行時(shí)，冷凍水泵采取“一大一小”同步調(diào)速時(shí)的運(yùn)行能耗小于采取“兩臺(tái)大泵”同步調(diào)速運(yùn)行時(shí)的能耗。因此，對(duì)于多臺(tái)不同型號(hào)的冷水機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其冷凍水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)應(yīng)開(kāi)啟相應(yīng)型號(hào)的水泵進(jìn)行同 步變頻運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果最優(yōu)。
14、干管定壓差控制時(shí)，水泵控制曲線： H = Δ P +0.000175Q2，下面將分 ΔP=7、15、22 mH2O 的三種干管壓差設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算；最不利末端定壓差控制時(shí)，水泵控制曲線： H = 5+0.000189Q2；定溫差控制時(shí)，水泵控制曲線： H =0.00022Q2；為了保證水泵變頻后仍能具有較高的效率，設(shè)定其變頻下限值為 30HZ。同時(shí)，為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，冷凍水流量下限值設(shè)定為機(jī)組額定流量的 50%。、
15、冷凍水系統(tǒng)采取不同的流量調(diào)節(jié)方式時(shí)，其水泵運(yùn)行總能耗的大小排序?yàn)椋憾髁磕芎模竟?jié)流調(diào)節(jié)能耗＞干管壓差控制能耗＞干管壓差控制能耗＞干管壓差控制能耗＞末端壓差控制能耗＞干管溫差控制能耗（ΔT=7℃）。
16、冷卻水變流量雖然會(huì)降低水泵能耗，但是制冷機(jī)組能耗的增加也是明顯的，綜合節(jié)能效果較差或者反而會(huì)多耗能，并且流量降低后，管道水流沖刷能力減弱，易造成冷凝器結(jié)垢，換熱效果變差，縮短機(jī)組壽命。再者，冷卻水環(huán)路沒(méi)有變流量的需求。因此，這些作者不支持冷卻水變流量，認(rèn)為變流量反而可能造成“因小失大”，白白增加水泵變頻投資，得不償失。
17、常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)是固定冷卻水流量，定溫差變流量系統(tǒng)是固定冷凝器進(jìn)出水溫差，而冷凝溫度控制的變流量系統(tǒng)則是固定冷凝器出水溫度。定溫差控制時(shí)，冷卻水流量與負(fù)荷呈線性變化，冷凝溫度控制時(shí)其流量不再與負(fù)荷等比變化，負(fù)荷越小時(shí)，室外溫度可能越低，兩種控制方式的流量差異也越大。在某一部分負(fù)荷下，相比與定溫差控制，冷凝溫度控制時(shí)機(jī)組冷凝溫度稍高，能耗較大，而水泵能耗卻較低，其能充分發(fā)揮水泵的節(jié)能潛力、冷卻塔的換熱能力及充分利用部分負(fù)荷下的室外氣候特征。故冷凝溫度控制法對(duì)于水泵功率權(quán)重較高、建筑部分負(fù)荷率較高的系統(tǒng)更為適合。在控制方面，定溫差控制需要兩個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，而冷凝溫度控制只需要一個(gè)測(cè)點(diǎn)，其控制精度更高，也更簡(jiǎn)便易行。對(duì)于兩種控制方式的節(jié)能效果的比較，其與建筑負(fù)荷特性、室外氣候特性、機(jī)組變流量性能、水泵功率相對(duì)大小等多因素 有關(guān)，應(yīng)針對(duì)具體工程做具體計(jì)算和分析。
18可以看出，當(dāng)采用 37℃冷凝器出水控制時(shí)，冷卻水變流量的綜合節(jié)能效果最好，夏季總節(jié)能量為 37744 kW·h，節(jié)能率為 29.4%（相對(duì)于定流量下冷卻水泵能耗）。可見(jiàn)，對(duì)于冷卻水泵功率與制冷機(jī)組功率比值高達(dá) 15.4%的主教冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，設(shè)法降低水泵的運(yùn)行能耗將會(huì)更有效地促進(jìn)系統(tǒng)整體節(jié)能，因此，采用冷凝溫度控制法帶來(lái)的節(jié)能率普遍高于溫差控制方式。當(dāng)采用 3℃定溫差控制時(shí)，雖然有利于主機(jī)的節(jié)能，但冷卻水流量的增加將使水泵能耗大幅上升，綜合節(jié)能率僅為 1.8%，如繼續(xù)降低溫差運(yùn)行，不僅不節(jié)能反而會(huì)多耗能。所以，在冷卻水泵功率所占比重較高的空調(diào)系統(tǒng)中，推薦對(duì)冷卻水進(jìn)行變流量，且相比于定溫差變頻控制方式，此時(shí)采用定冷凝溫度控制方式將更有利于系統(tǒng)節(jié)能。
19、從自控系統(tǒng)監(jiān)控主界面上可實(shí)時(shí)方便地手動(dòng)/自動(dòng)控制各設(shè)備的運(yùn)行工況。例如，需調(diào)節(jié)冷凍水泵頻率時(shí)，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的“冷凍水泵”圖標(biāo)，然后在彈出的頻率控制界面上手動(dòng)輸入合適的頻率即可。此外，系統(tǒng)還能針對(duì)主要部件和位置的實(shí)時(shí)水溫、壓力、流量、功率等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)記錄和保存。
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