中央空調系統(tǒng)能源優(yōu)化的探討

摘要：社會經濟的發(fā)展使得能源成為國民經濟的關鍵要素，構架社會主義節(jié)能型環(huán)境，實現(xiàn)社會經濟的可持續(xù)增收，這些都成為了構建和諧社會的有效途徑，但中央空調是作為社會建筑中最為重要的能耗運行系統(tǒng)需要消耗大量的社會能源。本文對中央空調系統(tǒng)出現(xiàn)的問題做出研究，分析了中央空調系統(tǒng)的相關節(jié)能措施。 
關鍵詞：中央空調  節(jié)能  措施 
        0 引言 
        當前社會調查顯示了我國能源的使用情況，當前建筑行業(yè)的能源消耗占到了總能源消耗的30%，而在中央空調的建筑物中其能源消耗占到了70%，隨著時間的推移這些數(shù)字還是在增長的。根據(jù)這些數(shù)據(jù)能夠看出，優(yōu)化中央空調內部的能源系統(tǒng)能夠在降低能源使用及創(chuàng)造經濟效益和社會效益中發(fā)揮出重要的作用。 
        1 中央空調系統(tǒng)出現(xiàn)的不足 
        1.1 空調負荷條件的不均勻性 中央空調設計過程中需要確保大氣溫度最高的環(huán)境中能夠達到使用要求，這需要根據(jù)最大負荷設計且含有15%左右的富裕量，且保證平時的使用低于正常需要的滿負荷，當出現(xiàn)較大的裕度時應該將制冷主機安裝負載變化自動加載、卸載，但是水泵的流量無法達到冷主機的調整需要，這就會造成較大的能量浪費；與此同時，每個時期的氣象條件會根據(jù)時間的變化出現(xiàn)差異。 
        1.2 電機起停頻繁 電機起停次數(shù)過多時，這就將給設備的使用壽命造成不利影響。通常將起動電流控制在額定值的5倍，當電機收到了很大的電流沖擊會出現(xiàn)不斷的起停，這就造成了電機、電網出現(xiàn)不同的損壞。 
        1.3 冷卻水系統(tǒng)的缺乏 冷卻水泵電機的容量需要根據(jù)最大換熱量來進行計算，然后參照相應的安全系數(shù)進行判斷。一般條件下，隨著季節(jié)和晝夜氣溫變動與缺少開機數(shù)目，使得實際換熱量要比設計值多。這時當電機容量遠超出實際負荷時就造成了大馬拉小車的現(xiàn)象。 
        1.4 冷凍水系統(tǒng)的不足 把經制冷機降溫的冷凍水經過輸送管道送至中央空調的各出風口處的風機盤管組件里是冷凍水泵的作用，在環(huán)境中發(fā)揮降溫效果。而冷凍水的流量與冷凍水泵的轉速關系為正比，若冷凍水泵轉速增加將使得冷凍水的流量增加，提高了流速。這就造成了冷凍水流過風機盤管組件，但是尚未具備足夠的時間將所攜冷量全部放出便回到了制冷機，這時的冷凍水泵電機做的都是無用功，從而增加了不必要的能耗。 
        當對冷凍水泵電機的轉速有效調節(jié)時，就需要參照實際熱負荷的大小對冷凍水的流量及流速進行調整，這是為了使得冷凍水在風機盤管組件中獲取足夠的時間將與熱負荷大小相當?shù)睦淞砍浞址懦�，從而大大降低了冷凍水泵電機的功耗。盡管中央空調出現(xiàn)了缺陷之處足，但由于其某些功能方面的優(yōu)越性常常是空調方案的首選，但在中央空調系統(tǒng)普遍運用時期也要對節(jié)能采取相應的措施。 
        2 中央空調系統(tǒng)變流量的節(jié)能控制 
        變頻技術綜合了交流電動機、電網電源兩者的性能，設置了頻率能夠變動的裝置，其輸出頻率的變化會伴著生產機械要求而調整。變頻器俗稱變頻變壓調速器VVVFI，主要講工頻電源(50Hz)轉化為各種頻率的交流電源，這樣才能起到電機變速運行的作用。 
        在中央空調水系統(tǒng)中，最主要的運行設備是水泵。水泵調速運行節(jié)電的理論之一是水泵學比例律。由水泵學比例律可知，對于同一臺水泵，當以不同轉速運行時，水泵的流量Q，揚程H，軸功率P與轉速n有如下關系                      
        流量與轉速成正比，揚程與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。由此可見，當降低轉速時，功率的減少量遠比流量的減少量大得多。因此，控制水泵的轉速可以有效地控制水泵的消耗功率，這就是中央空調系統(tǒng)高效節(jié)能的基礎。                      
        式中n為交流電機的轉速；f為廠電網電源的頻率(我國為50Hz)；p為極對數(shù)；s為轉差率。

將變頻器的輸出頻率記為fh，代入公式得：                 
        由上式可知，在轉差率變化不大時，交流電機的轉速基本和fh成反比，所以改變電源頻率可以改變電動機的轉速。 
        通過頻率變化來改變電機轉速與傳統(tǒng)變速方法相比有以下優(yōu)點：①調速范圍廣；②可實現(xiàn)無級平滑調速；③能做到與直流調速不相上下的程度；④啟動為軟啟動，減小了啟動電流對電網的沖擊。 
        在中央空調水系統(tǒng)設計時要對冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風機的容量進行合理的設計，考慮到外界因素使得熱交換量要低于設計值。改變投入運行水泵和風機臺數(shù)是最初經常運用的方法，但這種方式的缺點在于難以實現(xiàn)跟蹤負荷變化，不能按需供給冷(熱)量。在使用變頻調速系統(tǒng)時要參照末端負荷的變化情況來為水泵驅動電機的輸入頻率的調節(jié)發(fā)出作用，這樣能使得水泵的轉速得到協(xié)調，實現(xiàn)水泵調節(jié)供水流量的要求從而實現(xiàn)節(jié)能。中央空調設備不僅要選擇效率高的空調設備，還要對控制方式找出最佳方案，這就需要借助于控制策略以及控制技術來實現(xiàn)，這樣才能在建筑節(jié)能中發(fā)揮應有的意義。準確計算暖通空調系統(tǒng)的相關負荷量，然后參照系統(tǒng)的設備進行有效控制，如果按照了實際情況來進行復核變化將使得運行工況得到調整，獲得更大的經濟利益，促進了空調節(jié)能的進步，能夠緩解能源緊張的趨勢。 
        對中央空調設備，除了選擇效率高的空調設備外，需要人們不斷研究出新的控制技術及使用方法。需要在傳統(tǒng)的控制算法中得到最新的改進方案。用現(xiàn)在化控制技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制技術，對建筑節(jié)能具有重要的意義，而未來智能建筑的暖通空調系統(tǒng)也應當能充分體現(xiàn)智能建筑舒適、節(jié)能兩大特點。 
        3 結語 
        綜上所述，變流量空調系統(tǒng)的運用需要根據(jù)實際情況進行設定，考慮到季節(jié)等環(huán)境因素才能實現(xiàn)節(jié)能效果，獲得更大的經濟利益。本文主要分析了變流量空調系統(tǒng)的和實現(xiàn)方法：將變頻技術和智能控制中央空調的控制。使用變頻器控制泵的利用頻率變化改變電動機的轉速來調節(jié)泵的流量，則既可以靈活地根據(jù)實際負荷的調整流量，方便的實現(xiàn)恒溫控制，又可以節(jié)約大量能量。同樣，對冷卻塔的散熱風由于季節(jié)、天氣和時段的變化，并不是總需要風扇運行在工頻對應的額定轉速，可據(jù)實際情況通過變頻器來調速，以達到良好的節(jié)能效果。 
參考文獻： 
[1]梁春生，智勇等.中央空調變流量節(jié)能控制技術[M].北京:電子工業(yè)出版社.2005. 
[2]唐軍，莫珊，萬良，梁春生，智勇.中央空調系統(tǒng)變流量節(jié)能技術及實現(xiàn)方法[J].現(xiàn)代機械.2006.4. 
[3]何耀東.中央空調實用技術[M].北京:冶金工業(yè)出版社.2006. 
[4]李彬等.溫差控制方式在變流量水系統(tǒng)中的應用[J].制冷空調與電力機械.2005.26:52-55. 
[5]戴雪濤.空調冷水變頻調速水泵的控制與節(jié)能[J].中國建設信息供熱供冷.2006.2:36-37. 
[6]范仲海.中央空調水系統(tǒng)應用變頻調節(jié)的節(jié)能實測與分析[J].制冷.2005.24(2):58-63. 
[7]李國勇，謝克明，楊麗娟編.計算機仿真技術與CAD——基于MATLAB的控制系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2008.

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