中央空调工程的节能

周慎云

目     录

        方案设计的要求、原则及依据   …………………………………………2
        中央空调节能分析   ………………………………………………………3
        现场数据测试及节电预测   ………………………………………………6
        控制原理及方案说明   ……………………………………………………7
        投资回报分析     …………………………………………………………9
        品质保证     ………………………………………………………………11
        公司简介   …………………………………………………………………12

       
       
       
       
       
       
       
       
       
       

方案设计的要求、原则及依据

一、方案设计的要求：
        以提升电能使用效率为目的，整体降低电费成本，增加效益。
        二、方案设计的原则：
        稳定、安全、可靠。使节约电能与满足运行相协调。
        节能设备独立，不依赖于原有系统，且能及时脱离原有系统。
操作简单，设备安装维护简洁。
三、方案设计的理论依据
        中央空调机组的冷热负荷＝冷冻水、冷却水带走的冷热量 = 水流量(Q)×温差（△T）×比热（水）。中央空调机组设计要求冷却水进出水和冷冻水进出水温差的典型值为5℃,可以在5～8℃之间选择。而中央空调实际运行工况是冷却水进出水和冷冻水进出水温差（△T）约为2℃，因此，提高温差（△T），降低流量(Q)即可达到节能的目的。
        由于冷冻水出水温度取决于蒸发器的运行参数，只需控制冷冻水回水温度，即可控制温差。现采用温度传感器、PID调节器、节能控制器和冷冻水泵组成闭环控制系统，使冷冻水泵的运行功率实时跟随主机负荷的变化而变化。  
        以冷却水进出水温度作为控制参数，通过该闭环控制系统将冷却水温差控制在5℃，使冷却水泵的输出功率实时随主机负荷的变化而变化。
四、方案设计引用的标准
        GBJ232-82        《电气安装工程施工及验收规范》
        GB12668-90                《交流电动机半导体变频调速装置技术条件》
        IEC61800-2       《调速电气传动系统第2部分-低压交流变频电气传动系统额定值规定》
        GB5080.1               《设备可靠性试验总要求》
        GB14048          《低压开关设备和控制设备》
        GB14285-93       《继电保护和安全自动装置技术规程》

中央空调节能分析
        按照国标GB50019—2003《采暖通风与空气调节设计规范》的要求，中央空调的设计参数是按30年内夏季最高环境温度和冬季最低环境温度确定的，即便是30年一遇的严寒和酷暑，中央空调系统都必须满足舒适性要求；建筑冷热负荷的最大值应为每个房间负荷叠加的最大值。导致理论设计远远大于实际需求。随着主机设计值偏大，必然导致水系统设备（水泵、管道等）和末端设备配置偏大。从而形成中央空调较大的节能空间。中央空调水系统绝大多数采用定流量运行方式，其结果是为满足短时间的大负荷制冷制热要求，而使绝大多数时间水量输送运行在过剩状态。
        由于季节、天气的变化，中央空调的实际运行冷热负载远比设计负载低得多，因而，实际运行最大负荷（满负荷）的时间相当短，据不完全统计，中央空调80％以上的时间处于低负荷工况下运行。大部份中央空调在一年当中最多有10－20小时处于满负荷运行。中央空调冷热负荷始终处于动态变化之中。如每天早晚、四季交替、年年轮回、环境等可变因素都随时影响中央空调的冷热负荷变化。一般情况下，中央空调冷热负荷在25－60％范围内波动，而大多数中央空调以设计的最大恒定功率驱动。由此形成实际冷热负荷需要与最大输出功率之间的矛盾，造成严重的能源浪费。                                                                                     　　　            
节能原理
        针对中央空调冷冻水、冷却水普遍存在"大流量、小温差；低效率、高能耗"的状况，采用 “ 中央空调变流量节能技术”，按最佳工况运行原则，建立专业水力数学模型和参数标准，通过检测、对比当前运行的工况参数，实时控制冷冻水、冷却水流量，实现优化控制，使中央空调机组运行在最佳工况。确保中央空调系统在满足舒适度的前提下大幅度降低系统电能消耗。
        中央空调主要由制冷主机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成。制冷主机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带热量的冷却水送到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换。控制原理图如下：
       
水系统节能控制
水循环系统进水与出水之间存在温差，温差越大说明冷却器需要交换的热量越多，相反温差越小说明冷却器需要交换的热量越少。如果采用传感器采集冷却水进水和出水温度，温差控制器将温差量变为数字量反馈给中央处理器，然后由中央处理器控制功率控制器的输出量。当温差较小时，中央处理器使功率控制器输出量变小，水流量减少；当温差较大时，中央处理器使功率控制器输出量变大，电机功率增大，水流量增大。功率控制系统根据现场实时需求，及时提供与之匹配的水流量。



定流量控制与变流量控制对比





中央空调节能改造后的性能
1、采用节能闭环控制后，以设定温差进行PID调节，使水泵输出功率随冷热负荷的变化而    变化，在满足使用需求的前提下达到最大限度的节能。2、由于降速运行和软启动，减少了振动、噪音和磨损；延长了设备维修周期和使用寿命。3、水泵设备软起软停，消除硬起硬停对区域电网和管道系统的冲击提高了系统的安全性和可靠性。 4、系统具有各种保护措施，确保系统的安全正常运行。5、节能器调速闭环控制系统与原控制系统互为连锁，不影响原控制系统的运行，且在节能   器调速闭环控制系统检修时，原控制系统可以照常运行。
6、当电网电压从360V—420V波动时，用电设备能得到安全保护而正常运行。
7、节能的同时还起到扩容的作用，帮助企业节省扩容所必须的费用。
8、降低变压器、电机运行时的温度，延长设备的使用寿命。


现场数据测试及节电预测
        经对中央空调运行工况进行的测试，结果发现中央空调水系统运行中存在较大的节能空间。测试参数如下:

冷
水
泵        运行台数        单台功率
KW        扬程
M        流量
M3/H        总出口压力        机组进口温度        机组出口温度        温差
OC        主机负荷率       
        4台        15        32        100        0.9        10－10　　        8－10        0－2        100％
2台       
冷
却水泵        4台        11        20        100        0.85        25－25        24－24        0－1               

        额定功率
（kw）        电压(V)        电流(A)        有功功率
(KW)        功率因数       
冷却水泵1        11        381        17.18        10.1        0.88       
冷却水泵2        11        385        16.1        8.2        0.86       
冷却水泵3        11        380        18.9        8.9        0.87       
冷却水泵4        11        388        15.6        8.4        0.80       
        依据现场参数及样机对比测试，可以预测到中央空调水系统的平均节电率为30～50％。
        在相同工况下，记录在非节电状态下水泵系统7－8小时的用电量，再记录在节电状态下该系统相同时间的用电量，根据用电量之差算出节电率。
节电率＝(非节电状态用电量－节电状态用电量)÷非节电状态用电量×100％


中央空调水系统控制方案
冷却水泵节能控制系统

二、冷冻水泵节能控制系统


        如上图所示，恒温差供水控制系统通过检测到进水和回水温度，经功控器的内置PID调节器运算，实时调节电机的输出功率和转速，从而调节供水流量，实现恒温差控制。功控器的频率超限信号，可实时通知PLC进行功控器控制泵的逻辑切换。
        整个节能系统由冷却水泵节能系统和冷冻水泵节能系统组成，每个独立系统由一台功控器，一台PLC和一套温差变送器及若干辅助部件构成。
       
三、保护功能
        中央空调专用节电器具有过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、电机欠/过载保护、堵转保护和软启软停保护等保护功能。
四、主要特点　　1、节电率高。根据现场工况，节电率30～50%以上；　　2、，用能效率高，投资省。一般情况下，投资回报期为1～2年；　　3、功能强大，自动化程度高，使用和维护方便；
        4、一体化设计，造型美观，安装、调试简单；　　5、设备运行安全可靠。软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴承的平均扭矩和磨损减小，大大提高水泵的寿命；
五、几点说明：
        本方案设计中所提到的年电费估算，是根据现场测试数据，并结合以往在类似节能改造工况中的经验而确定的一个比较接近实际的统计数据。
        本方案中的节电率是指预估的一个平均节电率，不是最终节电率，最终节电率根据安装后现场对比试验综合得出。
        本方案中的控制设计都保留原来的操作系统，以便在节电控制器系统发生故障时仍能在短时间内启用原有控制系统，确保中央空调系统的正常运行不受影响。
        节电改造后的收益是综合的，其经济效益跟运行时间有关。运行时间越长，收益越大。同时还具有潜在的收益，比如设备维护成本、设备更新成本和系统增容成本等相关费用的显著下降。
       
投资回报分析
一、分析依据：
根据本地区的天气和贵单位的使用情况：中央空调每年运行期约为7个月，每月运行22天，每天运行8小时。年运行时间为7×22×8＝1232小时。
节电改造设备（冷冻水泵、冷却水泵）总功率为4×11KW + 4×15KW＝104千瓦，实测有功功率为100千瓦。即每小时用电100度，电价为1.00元/度。
节电率预测为30～50％。
节能设备、材料费及其安装费为66800元。
二、年节电收益：
        每小时用电：       100度
        每小时节电         30～50度
        每年节电：         1232×（30～50）=36960 ～61600度
        每年节约电费：     3.7～6.2万元
三、投资回报期：      
        6.68万元÷（3.7～6.2）＝1.1～1.8年
四、有效期内节电总收益：
        在十五年有效期内的节电回报为：15年×（3.7～6.2）万元/年＝55.5～93万元。扣除一次性设备投入6.68万元，节电总收益为：48.8～86.3万元。



        综上所述，该项目的节电投入实质上是一个回报极为丰厚的无风险投资(收益额为投入额的7－13倍)，同时能更加有效地延长中央空调循环管网、电机、阀门、接头等关键部位的使用寿命，降低运行维护费和修理费，提高系统的有效运行时间，其经济效益和综合效益都十分可观。
       
       
       

品 质 保 证
       
节电产品免费保修两年，终生维护。
产品品质始终贯穿于我们完整的售前、售中、售后服务之中。
我们的每一道生产工序都有严格规范的品质检验保障。
我们销售的每一台设备都有完整的售后服务保证。
我们已经通过ISO9001:2000质量管理体系认证。
我们已经通过ISO14001环境管理体系认证。
我们已获得多项权威机构颁发的产品节能证书

周慎云

哦货！图传不上。呵呵！

shi1962628

说白了,中央空调和普通空调只是送风方式不同,说节能其实是相反,普通空调比户式中央空调节能些,至少他的排水是自流的.中央空调就多了水泵.原理和普通空调差不多.他的节能从何说起.