浅析中央空调系统运行的节能控制
stkt29890
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2015年09月11日 09:24:23
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摘 要:本文针对中央空调系统在运行管理中节能问题进行了分析,例如:制冷主机、水泵、冷却塔的节能运行,新的节能技术的应用等方面,并提出解决问题的建议,以保证产品的正常使用,节能及其使用寿命。关键词:中央空调系统;节能控制;管理; 1、中央空调系统运行负荷的构成  1.1维护结构冷负荷:仅与室外气象参数有关,约占总冷负荷的15~35%,虽然可以通过设内(外)遮阳的方法减小一部分窗子的太阳辐射冷负荷,但此方法很多时候由于外部条件限制无法采取,即使设了内遮阳节能效果也很有限。

摘 要:本文针对中央空调系统在运行管理中节能问题进行了分析,例如:制冷主机、水泵、冷却塔的节能运行,新的节能技术的应用等方面,并提出解决问题的建议,以保证产品的正常使用,节能及其使用寿命。
关键词:中央空调系统;节能控制;管理;

1、中央空调系统运行负荷的构成
  1.1维护结构冷负荷:仅与室外气象参数有关,约占总冷负荷的15~35%,虽然可以通过设内(外)遮阳的方法减小一部分窗子的太阳辐射冷负荷,但此方法很多时候由于外部条件限制无法采取,即使设了内遮阳节能效果也很有限。
  1.2室内人员及新风冷负荷:与室内的客流量及室外气象参数有关系,约占总负荷的25~50%。由于此负荷所占比例最大且随人流的变化比较明显,因此空调节能应在此负荷控制上重点入手。
  1.3灯光、设备冷负荷:为固定负荷,与其他因素无关,约占总负荷的15~30%。

2、中央空调系统的节能评价
  通常供给中央空调系统的能量由热源和冷源、经水系统传递给风系统,再由风系统将能量传递给被调节的房间,以达到所要求的室内温、湿度参数。能量有效利用的评价指数(1)可由单位能耗指数、空调耗能系数(CEC)来评定。 20120716115116257.jpg
2.1建筑物热特性评价指数
  建筑物围护结构的保温性能直接决定了空调房间的冷(热)负荷,若要节约中央空调系统的能耗,就必须改善围护结构的保温性能。现在许多国家提出了各种改善建筑保温性能的措施,并规定了围护结构最大传热系数。一些国家采用限制年负荷系数(PAL)
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2.2空调耗能系数(CEC)
  由(2)可知,当采取节能措施降低系统能耗时,CEC的值可判断中央空调系统的节能性。对不同规模(大、中、小)、不同地区(寒、温、热)的标准办公楼所做的设计以及利用计算机模拟求得CEC数值表明:基准型中央空调系统的CEC约在1.6左右;节能型中央空调系统的CEC可接近1.1。

3、中央空调系统的节能措施
3.1利用建筑构造实现节能
  (1)合理设计窗的构造。窗的构造应能起控制日光照射的作用并要限制窗户墙体的面积比,对于窗户面积比较大的建筑物,应考虑采用吸热玻璃、热反射玻璃或遮阳措施。
  (2)提高门窗气密性。房间换气次数由0.8h降到0.5h,建筑物的耗冷可降低8%左右,因此设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段。
  (3)使用环保、节能型建筑材料。使用环保、节能型建筑材料,可有效减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷,从而各主要设备的容量,达到显著的节能效果。当然,这可能会在一定程度上增大初期投资,这可通过合理的技术经济比较后确定。
3.2制冷主机的节能运行
在空调系统中,主机能耗占总能耗60%以上,因此主机的节能运行是整个系统节能的重要环节。在空调系统设计中,主机都要按最大负荷进行设计,而空调系统对每个具体工况而言,都有一条最佳的特性曲线,满足这条曲线工作,主机效率最高,能耗最小,控制主机尽量满足其特性曲线,则可以达到节能的目的,常见的节能控制方法有:
(1)启停最佳控制。空调装置消耗的电能等于装置运行的时间和装置的容量的乘积,如果运行时间减少,消耗的电能就会按比例下降,对大楼不同场所的空调负荷进行详细的调查分析,寻找最佳启停控制方式。
(2)针对负荷分别选择主机功率,即根据空调实际负荷调节主机台数或选择主机功率。
(3)参数选择。在中央空调设计时合理设定室内设计计算温度和湿度避免夏季采用过低温度和冬季采用过高温度,设计中避免送风温度过低,因为当送风温度由18℃降到14℃时,在同样的房间温度下(26℃,相对湿度50%),处理新风的能耗会增加25%。
3.3水泵的节能运行
  一般空调水系统的输配用电,在冬季供暖期间约占整个建筑动力的20%到25%,夏季供冷期间约占12%到24%。所以空调水系统的节能空间是比较大的。减少水泵能耗除了做好水管的保温外还要从以下着手:
  (1)尽量减少阀门、滤器的阻力。阀门是调节管路阻力特性的主要部件,由于阀门阻力会增加水泵的扬程和电耗,应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。
  (2)设定合适的水流量。水流量是与水泵电耗成一定比例的。空调系统中水流量是由空调冷热负荷和空调供回水温差决定的,供回水温差越大,空调水流量越小,水泵电耗越小。
  (3)提高水泵效率。水泵效率是指原动机轴功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从零到最大效率变化。在输出功率相同的条件下,如果水泵的效率降低,水泵的能耗也会增大。因此,空调系统设计时要选用合适的水泵,使其工作在高效率状态点。
3.4冷却塔的节能运行
  冷却塔的能耗在空调系统中所占的比例虽然并不大,但由于其使用频率高,累计能耗还是十分大的。冷却塔的设计也是按全年最不利工况进行设计的,如何改善其工作状况,实现节能的目的,同样具有重要的意义。
3.5加强中央空调的管理
  加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员操作证制度。加强日常和定期的对设备和系统的维护。这就要求管理人员要加强空调制冷理论和实际操作经验的学习和提高,以保证机组的正常运行和设备的使用效率,才能在节能中有所作为。

4、结论
  我国现阶段处于高速发展时期,能源紧张问题十分突出。采用合理的节能方式节约中央空调系统能耗,对国家来说可以节约资源、保护环境、避免不必要的电力投资;对用户来说可以减少运行费用的开支。因而中央空调系统节能的控制于国于民都具有重要意义。

参考文献:
[1]肖文,刘浙华.中央空调节能措施研究[J].中国测试技术, 2007(3): 47-49.
[2]韩胜利,韩早早.中央空调的节能改造[J].中国设备工程, 2008(1): 58-59.

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