中央空調節(jié)能方案

1、精品中央空調系統(tǒng)的節(jié)能方案探討中央空調系統(tǒng)的節(jié)能方案探討1. 影啊空調系統(tǒng)能源消耗的關鍵因素隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高，空調應用日益廣泛、普及，空調用電占總用電總量的比例在不斷上升，空調能耗已占總能耗20 左右，因而空調節(jié)能意義巨大。 同時， 在空調系統(tǒng)的設計及設備選型中均以最大負荷作為設計工況， 而實際運行中空調負荷則隨多種因素而變化， 最小時甚至還不到設計負荷的10 ，存在很大的能源浪費現(xiàn)象。因此，空調系統(tǒng)如何適應在低負荷下高效節(jié)能運行及在系統(tǒng)設計中對設備進行節(jié)能選配就成為空調節(jié)能的關鍵。2. 系統(tǒng)的節(jié)能運行方案空調系統(tǒng)的節(jié)能主要可從以下幾個方面考慮： 系統(tǒng)的選擇、 設備的選配

2、及系統(tǒng)的運行管理。2.1 系統(tǒng)的選擇首先，在空調系統(tǒng)設計之初選定空調方案（ 系統(tǒng)方式） 時，即應將節(jié)能作為重要依據(jù)之一。中央空調能耗一般包括三部分：空調冷熱源；空調機組及末端設備；水或空氣輸送系統(tǒng)。 這三部分能耗中， 冷熱源能耗約占總能耗的一半左右， 是空調節(jié)能的主要內容。2.1.1 采用冰蓄能系統(tǒng)冰蓄冷技術是利用峰谷電價的差別將用電高峰時的空調負荷轉移到電價較為便宜的夜間，從而節(jié)約運行費用。對于傳統(tǒng)的冰蓄能系統(tǒng)， 主機所耗的總能量變化不大， 因而可節(jié)約運行費用但不節(jié)能； 如采用再冷式冰蓄能系統(tǒng)則因采用了新型的冰剝離法， 而減少了剝離能耗，即可節(jié)約運行費用又可節(jié)能。 采用冰蓄能系統(tǒng)時， 具體地

3、有下面幾種方案可供選擇：“全部蓄能系統(tǒng)” ：當電價在峰、谷時段里有差別時，可將全部負荷轉移到廉價電費的時間里運行。 這種方式常用于改建工程， 它可利用原有的冷水機組， 只需加設蓄冷設備和有關的輔助裝置； 這種方式也適用于需要瞬時大量釋冷的特殊建筑物，如體育館建筑物等?！安糠中钅芟到y(tǒng)” ：冷水機組連續(xù)運行，它在夜間用來制冷蓄能，在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。將運行時數(shù)從14 h 擴展到 24 h ，可以得到最低的平均負荷。需電量費用大大地減少，而冷水機組的制冷能力也可減少50%60 或者更多一些。 在新建的建筑中， 這是最實用的、 投資有效的負荷管理方案。 。2.1.2 采用變風量系統(tǒng)

4、，以減少空氣輸送系統(tǒng)的能耗全空氣空調系統(tǒng)設計的基本要求， 是要確定向被空調房間輸送的、 經(jīng)過一定處理的空氣數(shù)量，用以吸收室內的余熱和余濕，從而維持室內所需要的溫、濕度。當室內余熱值發(fā)生變化而又需要使室內溫度保持不變時，可采用兩種方法：1 . 定風量：將送風量L 固定，而改變送風溫度；2 .變風量：將送風溫度值固定，而改變進風量。考慮到現(xiàn)代化樓宇的空凋要求， 正從集中式控制向各個房間進行獨立、 個別控制的方面發(fā)展。變風量空調（VAV）控制系統(tǒng)可以克服定風量系統(tǒng)的諸多缺點，它可以根據(jù)各個房間溫度要求的不同進行獨立溫度控制， 通過改變送風量的辦法， 來滿足不同房間（或區(qū)域）對負荷變化的需要。同時，采

5、用變風量系統(tǒng)可以使空調系統(tǒng)輸送的風量在建筑物中各個朝向的房間之間進行轉移，解決一天中同 -u,-t 間 各朝向房間的負荷并不都處于最大值的問題， 從而減少系統(tǒng)的總設計風量。 這樣，空調設備的容量也可以減小， 既可節(jié)省設備費的投資， 也進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗。有資料顯示，采用變風量系統(tǒng)可節(jié)省能源達到 30 ，并可同時提高環(huán)境的舒適性。 該系統(tǒng)最適合應用于樓層空間大而且房間多的建筑。 尤其是辦公樓，更能發(fā)揮其操作簡單、舒適、節(jié)能的效果。因此。變風量系統(tǒng)在運行中是一種節(jié)能的空調系統(tǒng)。2.1.3 利用能量回收系統(tǒng)節(jié)能在室內外溫差較大的情況下， 可在系統(tǒng)中增設熱回收系統(tǒng)， 可得到較為明顯的節(jié)能效果。

6、2.1.4 根據(jù)國家能源政策、能耗指標和當?shù)啬茉礂l件合理選擇冷熱源在制冷機組的選用中 .根據(jù) “提高電力在終端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重，有效利用石油和天然氣資源” 的國家能源政策，鼓勵采用電制冷機組，限制采用燃煤鍋爐的產(chǎn)品。同時，可積極發(fā)展太陽能空凋與燃氣空調 （直燃機）、合理利用其他熱源。太陽能空調： 建立在太陽能熱水器應用的基礎上的太陽能空調， 可充分利用夏天的太陽能， 具有很好的經(jīng)濟性。 利用太陽能供冷與供熱， 不僅可以節(jié)省電力和常規(guī)能源，對環(huán)境保護尤其有重要意義。燃氣空調：燃氣空調具有削減夏季電力高峰、填補夏季燃氣低谷的益處， 1996已成為我國中央空凋市場的主導產(chǎn)

7、品。土壤熱源的有效利用： 目前我國南方地區(qū)空調系統(tǒng)主要用空氣源熱泵作為冷熱源，由于其 “室外機 ”受環(huán)境空氣季節(jié)性溫度變化規(guī)律的制約，夏季供冷負荷越大時對應的冷凝溫度越高，從而主機能耗增大。與地面上環(huán)境空氣相比，地下 5rn以下全年土壤溫度穩(wěn)定且約等于年平均溫度， 可以分別在夏冬兩季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發(fā)溫度。 所以從原理上講， 土壤是一種比環(huán)境空氣更好的熱泵系統(tǒng)的冷熱源。土壤熱源熱泵的主要優(yōu)點有：節(jié)能效果明顯（可比空氣源熱泵系統(tǒng)節(jié)能約 20） ；埋地換熱器不需要除霜，減少了冬季除霜的能耗；由于土壤具有較好的蓄熱性能， 可與太陽能聯(lián)用改善冬季運行條件； 埋地換熱器在地下靜態(tài)的吸放熱

8、， 可減小空調系統(tǒng)對地面空氣的熱污染及噪音污染。 水源熱泵系統(tǒng)：水源熱泵系統(tǒng)空調系統(tǒng)是一種水冷的整體式供冷、 供熱機組，可進行制冷、 制熱循環(huán)，因而是一種全年運行的空調設備。其制冷（熱）性能受外界環(huán)境變化的影響較小， 換熱效率也高于空氣熱泵。 水源熱泵系統(tǒng)空調系統(tǒng)是一種極具特色的新新產(chǎn)品， 具有不同于傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)的諸多技術特點， 是一個熱回收和內部能量平衡的系統(tǒng)， 尤其在過渡季其節(jié)能的效果非常顯著。 由于其設計安裝簡單、 控制管理方便、總體造價較低，故目前常用于住宅小區(qū)。2.1.5 熱電冷三聯(lián)供（CCHP）系統(tǒng)這是一項較適合我國國情的、 利國利民的系統(tǒng)工程， 但在我國尚處于研究和建設的初步

9、階段，還有許多相關的政策的技術問題有待深入研究。2.2 空調系統(tǒng)設計中的設備節(jié)能選配方案2.2.1 離心式冷水機組的選擇在空調系統(tǒng)的設計中， 主張選用高能效制冷機， 但也反對盲目追求能效。 實際采用方法應結合中國當前經(jīng)濟發(fā)展水平、采用系統(tǒng)法選用高效離心式制冷機的方法。工況差異對蒸氣壓縮式水冷冷水機組滿負荷效率存在很大的影響。 故在選用冷水機組時， 必須重視工況不同對冷水機組性能產(chǎn)生的影響， 考慮并滿足中國氣候和水質條件的要求，以保證機組長期高效可*運行。2.2.2 末端設備國產(chǎn)風機盤管從總體水平看與國外同類產(chǎn)品相比差不多，但與國外先進水平比較， 主要差距是耗電量、 盤管重量和噪聲方面。 因此設

10、計中一定注意選用重量輕、單位風機功率供冷（熱 ）量大的機組。空調機組應該選用機組風機風量、風壓匹配合理，漏風量少，空氣輸送系數(shù)大的機組。2.2.3 冷凍水泵在一般公共和民用建筑中空調水系統(tǒng)的能耗約占空調總能耗的15%20% o因此， 空調水系統(tǒng)的節(jié)能也具有十分重要的意義。 水系統(tǒng)節(jié)能除了重視水系統(tǒng)設計， 認真進行水系統(tǒng)各環(huán)路的設計計算， 并采取相應措施保證各環(huán)路水力平衡外，采用變頻調速水泵進行變流量運行， 或采用冬、 夏兩用雙速水泵是兩種較為有效的節(jié)能措施。有資料表明，空調水系統(tǒng)采用變流量運行具有很大的節(jié)能潛力，變頻器投資在12年內即可收回。冷卻水泵變速驅動和風機起停控制是兩種較為有效的節(jié)能運

11、行方式。2.3 系統(tǒng)運行過程中的節(jié)能2.3.1 加強中央空調的運行管理，采用一定的計量方法在空調能耗中， 有很大一部分是由于管理不善而引起的。 各項調節(jié)和節(jié)能措施的實施， 亦與操作人員的技術素質直接相關。 故應加強對空調操作人員的培訓， 提高管理人員素質， 實行空調操作人員操作證制度。 另外， 集中空調實行計量收費，是建筑節(jié)能的一項基本措施。 目前在歐美等國熱量計量已是成熟的技術， 據(jù)國外調查資料表明：實行集中空調計量收費后，其節(jié)能率在 8%15% o我國在計量方面也已取得了一定的成就。2.3.2 通過控制設備進行調節(jié)控制隨著用能計量收費體制的改革， 室內空調系統(tǒng)裝配溫控閥后整個空調系統(tǒng)如何正

12、確配備控制設備是非常重要的。每一個有效節(jié)能的空調系統(tǒng)都應配置相應的調節(jié)控制設備，如自力式流量控制閥、壓差控制閥、溫度控制閥等等。在控制模式上需根據(jù)建筑物的具體功能、氣候條件、使用狀況等靈活處理，無統(tǒng)一的模式可循。如：年運行管理問題，主要應考慮過渡季節(jié)的運行：室外新風的利用、新風量的確定等； 日運行管理問題， 主要應考慮隨室外溫度的變化采取不同的日節(jié)能運行模式， 這可采用合理的自控系統(tǒng)及一定的手動調節(jié)裝置來實現(xiàn)； 建筑預冷預熱時間的合理選擇。 建筑預冷預熱時間的選擇將直接影響冷熱設備的大小， 從而影響初期投資。 特別是對于大空間的體育場館等蓄熱量較大的建筑， 如何做到既不影響正常使用， 又能實現(xiàn)

13、節(jié)能或節(jié)約投資，預冷預熱時間的合理選擇是關鍵。2.4 利用建筑構造實現(xiàn)節(jié)能如有條件， 可在制定建筑方案階段就有暖通專業(yè)人員參與， 保證在不對建筑方案造成較大影響的前提下在建筑構造方面充分體現(xiàn)節(jié)能的要求、滿足節(jié)能的需要。2.4.1 合理控制窗墻比、對外墻及屋頂?shù)膶嵯禂?shù)等提出具體要求通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的 35 一 45 。故在進行前期建筑設計時，在保證室內采光的前提下，合理確定窗墻比將十分重要。2.4.2 提高門窗的氣密性有資料表明，房間換氣次數(shù)由 0.8 h-1 降到 0.5 h-1 ，建筑物的耗冷可降低8 左右， 因此設計中應采用密閉性良好的門窗。 加設密閉條是提高門窗氣密性的

14、重要手段之一。2.4.3 使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料使用環(huán)保、 節(jié)能型建筑材料， 可有效減少通過圍護結構的傳熱這一主要的空調負荷，從而各主要設備的容量，達到顯著的節(jié)能效果。當然，這可能會在一定程度上增大初期投資，這可通過合理的技術經(jīng)濟比較后確定。2.4.4 冷屋頂“ ”節(jié)能冷屋頂”(coolroofs)指具有高曰射反射率的屋頂，通過在普通屋頂表面涂上淺色的、高反射率的屋頂，通過在普通屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?，減少太陽熱量的吸收，從而達到減少空調冷負荷、節(jié)約空調能耗的目的。采用 “冷屋頂 ”節(jié)能可使空調負荷減少約 10-50 。3. 結束語節(jié)能和環(huán)保是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。 空調領域作為一用能大戶， 其能

15、耗已占總能耗的 20左右，故節(jié)能意義十分巨大。而從可持續(xù)發(fā)展理論出發(fā)，空調系統(tǒng)如何適應在低負荷下高效節(jié)能運行及在系統(tǒng)設計中對設備進行節(jié)能選配就成為空調節(jié)能的關鍵， 這對于節(jié)約能源、 降低運行費用、 促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。作為一個暖通專業(yè)的工作者，在空調系統(tǒng)的設計、管理過程中，均應將對節(jié)能降消問題引起足夠的重視， 在各個環(huán)節(jié)中均應積極地爭取挽回所有可能挽回的能量。并將能源消耗作為衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的一項重要指標?？照{系統(tǒng)的節(jié)能可從以下幾個方面進行考慮： 系統(tǒng)的選擇、 設備的選配及系統(tǒng)的運行管理。具體節(jié)能方案應根據(jù)建筑物的結構、使用要求、環(huán)境條件等因素，通過廣泛的調查研究后確定。 只要各方

16、共同努力， 空調系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題是不難解決的?？照{、供熱水系統(tǒng)泵的節(jié)能1 序言根據(jù)全國第三次工業(yè)普查公布的統(tǒng)計數(shù)字， 我國風機消耗壓縮機類通用機械總裝機容量為1.6億kW,其中風機約為4900萬kW,水泵約為1000萬kW,年耗電3200億kWh,占全國耗電總量約1/3,占工業(yè)用電量的40%,在國民經(jīng)濟中舉足 輕重，節(jié)能潛力很大。北京合理用能評估中心在北京地區(qū)公用建筑空調調查報告中指出， 1999年，北京市空調制冷的裝機容量約為 200 x 104R1®季空調及制冷用電量約占全市總用電量的15%20%。其中冷凍水泵用電量約占電制冷機用電量的8%12%,冷卻水泵用電量約為12%15%

17、。預計北京市公用建筑每年增加空調制冷能力約50 X 104Rt ,增加制冷空調電功率約 40 X 104kW,其中泵電功率約5 X 1046X104kW。上述數(shù)據(jù)表明水泵裝機容量及年耗電量很大，與一些相關標準比較，差距較大，因此，節(jié)能潛力很大。根據(jù) "三北 "地區(qū) 29個大、中城市鍋爐供暖期實際能耗調查：單方實耗標準煤礦，最高64.9kg/m2,最低19 kg/m2;單方實耗電，最高5.6 kWh /m2,最低2.4 kWh /m2;單方實耗水最高0.34t/ m2,最低0.07 t/ m2。表1是北京市供熱電耗指標。說明供 熱系統(tǒng)電耗較大，節(jié)電潛力很大。電耗指標kWh/(

18、 m2 a)表1類別最低較低較高最高分散鍋爐房2.1” 3.53.446集中鍋爐房3.744.54.457民用建筑節(jié)能設計標準 規(guī)定， 供熱系統(tǒng)中循環(huán)水泵的電功耗一般應控制在單位建筑面積0.35- 0.45W/m2的范圍內，實際上約為0.50.6 W/m2,甚至高達0.6 0.9 W/m2。以上數(shù)據(jù)表明， 供熱空調泵系統(tǒng)存在設計電功率容量偏大， 運行耗電量較高的問題， 而泵的電耗在空調供熱系統(tǒng)能耗中占的比重也較大， 設計泵電功率容量大要求增大發(fā)電容量， 增大峰谷差； 運行耗電量大意味著發(fā)電煤耗的增大和污染物排放量的增大； 容量增大使初投資加大， 運行電耗增大使耗電費增多， 兩者都提高了空調供熱

19、運行成本，加大了熱(冷)費用和用戶的負擔。為此，必須了解空調供熱泵容量和能耗增大的原因， 探討泵節(jié)能的方法， 并從設計、 運行和設備上提出改進的措施。2 空調供熱泵電耗在的原因分析2 1 設計泵功率大的原因 從泵軸功率可知，影響泵功率的主要因素是流量 V(m3/min),揚程H (m)和泵效率4(%)。( 1) 設計熱(冷)負荷偏高，造成熱(冷)水流量偏大。從可知，設計熱(冷)負荷 Q和供回水溫差A層計算流量的主要依據(jù)。" 三北 "地區(qū)各城市，在以往的供熱設計中，設計熱指標值均較高。如沈陽市計熱指標選用的平均值為88W/m2 76kcal/(m2ffh禺測伯勺為5258 W

20、/m2 4550kcal/(m2 - h)；北京過去一般* 81 W/m2 60 70kcal/(m2 - h),而實測值 約為4658 W/m2 4050kcal/(m2 - h)熱里荷基數(shù)偏大，熱水流量增大水泵 選用偏大， 增大了泵初投資， 降低了泵運行效率， 加大了運行成本， 浪費了電能。北京市賓館類建筑設計單位面積冷負荷指標為90130 W/m2，而實測值約為5080 W/m2 ,制冷機配置容量過大，不僅增加了冷卻水泵和冷凍水泵的流量(見表 2)和電氣導設備安裝容量和造價，而且也會造成泵電氣設備的閑置和系統(tǒng)的低效運行。消耗設計流量與實際需要流量表2賓館空調面積(萬m2)單位建筑面積設計

21、冷凍水流量kg/(m2 h)單位建筑面積實際冷凍水流量kg/(m2 h)實瞅計( %)13.322156826.024125038.71795343.5211152(2) 揚程選擇過高，造成選用泵偏大供熱系統(tǒng)設計時，二次網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)實際揚程一般約為150300kPa,但水泵選型時，揚程值一般為400600kPa,水泵電功率與揚程成正比關系，揚程偏高導致 水泵電氣容量增大?？照{系統(tǒng)的冷卻泵和冷凍泵揚程選擇過大也是一個非常普遍的問題。 如果辦公大樓，制冷量為355Rt,設計冷卻水量為300t/h,揚程55m,但實測冷卻水泵揚程約為2025m,節(jié)流閥門消耗了 34m,即冷卻水泵的70%的能量消耗在閥門

22、上。（ 3）一些國產(chǎn)水泵屬低效產(chǎn)品，新設計制造的泵或國外引進的泵，效率較高，一般效率提高10%20%,電動機一般提高1%5%。效率的提高往往是指其額定工作點的75%附近。但實際工況常常偏離高效率點， 的以實際運行效率還是較低。2 2 泵運行耗電量大的原因從熱（冷）水泵運行期耗電量可知，水泵軸功率和運行期延時小時數(shù)是影響泵運行耗電量大的主要原因，而泵的流量、揚程和運行效率又直接影響軸功率。（ 1）大流量運行方式增大了泵的運行功率為了解決熱網(wǎng)水平失調帶來的用戶冷熱不均的問題，許多供熱系統(tǒng)采用了 "大流量、小溫差" 的運行方式。如住宅間接供暖的二次循環(huán)水泵或直接供暖的一次水循環(huán)水

23、泵流量，單位建筑供暖面積約為23kg/h,實際運行達到35kg/h,流量大，加大了泵的設計電功率容量；流量大，增加了泵的運行功率，降低了供、回水溫差，溫差從25c降至510C。住宅間接供暖的一次水循環(huán)水泵流量，單 位建筑供暖面積約為1.3kg/h,實際為23kg/h。流量大使供、回水溫差從設計 值45c降至于1520C,增加了泵的運行功率。由于熱（冷）水流量與水泵軸功率成三次方關系，流量的增加，將帶來耗電量的增大。例如，一般建筑面積3.0萬m2供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵的電功率約為1530kW之間，若系統(tǒng)循環(huán)水量提高1.4倍，則消耗電功率提高2.74倍，達4182kW。（ 2）水泵運行在低效率區(qū)，增大了

24、無效能耗泵的工作點指的是運行時水泵的流量和揚程， 它是由泵的性能曲線和水系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線兩方面因素確定的點。目前，泵運行時的流量和揚程比要求的大得多，消耗的功率也比預想的大得多。如圖 1 所示， 水泵工作點 （Q2、 H2） 大于設計水量Q1、 設計揚程 H1 ， 圖中 （Q1、H1 ）點是"理想狀態(tài)" ，水泵處于低效運行區(qū)，增大了無效運行范圍。圖 1 現(xiàn)有設備的運行狀態(tài)（ 3）定流量運行方式增大了水泵運行電耗一般供熱系統(tǒng)平均負荷率約為 0.60.7?？照{系統(tǒng)平均負荷率一般約為0.30.35,北京地區(qū)98%的時間負荷率均在70%以下。但水泵為恒速泵。 為了適應負荷的變化，流

25、量的調節(jié)依 * 閥門來實現(xiàn)，采用這種方法，如果要求把流量調至額定流量一半， Q1= （1/2） QH ，系統(tǒng)的能耗大致與額定狀況下的能耗（ QH ）相同。圖 2 表示通過調節(jié)供水側閥門開度的方法調節(jié)水量。 從圖中可知， 通過水量的調節(jié)減少了泵所耗功率， 但， 由于增加了泵的運行壓力， 又產(chǎn)生了新的無用運行范圍。圖 2 調節(jié)閥門改變流量（ 4）并聯(lián)運行方式增加了水泵運行電耗"一機對一泵" 的運行模式是供熱空調水系統(tǒng)中一次泵普遍選用的運行模式。 如圖3 所示，當相同特性的 2 臺泵并聯(lián)運行時，流量與揚程及耗電功率都增加了，變化的多少與管網(wǎng)的特性曲線有關，管網(wǎng)阻力越大時，流量、揚

26、程增加的較少。圖 3 相同特性泵的并聯(lián)運行（ 5）空調供熱水系統(tǒng)一般采用一級泵系統(tǒng)，節(jié)電效果不明顯?？照{供熱水系統(tǒng)的冷（熱）源要求定流量運行，末端設備要求變流量運行。一級泵系統(tǒng)的特點是利用一根旁通管來保持冷 （熱） 源側定流量， 而讓用戶處于變流量運行， 當用戶負荷變化需水量減小時， 部分冷凍水旁通， 但這并不影響通過水泵的總水量，水泵揚程也保持不變，所以其水泵耗電功率不變。二級泵系統(tǒng)由兩個環(huán)路組成， 一次環(huán)路定流量運行， 二次環(huán)路變流量運行， 節(jié)電效益非常明顯。國內電動機拖動系統(tǒng)運行效率低， 先進技術推廣應用面窗， 遠不如國外經(jīng)濟發(fā)達國家。 特別是國內的泵類系統(tǒng)中老產(chǎn)品、 低效產(chǎn)品尚占50%

27、以上，系統(tǒng)的平均運行效率約為40%50%。3 空調供熱泵的節(jié)能使空調供熱泵能耗偏大的原因有設計造成的、 運行形成的和泵本身等。 因此， 應從設計、運行和提高泵的性能等方面進行。3 1 嚴格按照水輸送系數(shù)的要求確定水泵的型號建設部1986年批準頒布的民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）中規(guī)定的控制指標為：設計選用的水泵水輸送系統(tǒng)WTF 應大于、等于設計計算條件下（供、回水設計溫度為95/70）的理論水輸送系數(shù)（WTF） th 的 0.6倍，即WTF> 0.6(WTF)th水輸送系數(shù)的定義是：循環(huán)水泵單位電耗(1kWh)所能輸送出的熱媒供熱量。設計水輸送系數(shù) ：全日設計供熱量： Nq ：

28、全日水泵輸送熱媒的設計耗電量。設計條件下的理論水輸送系數(shù)(WTF) th 見表 3。0.6(WTF)th表 3E L(m)20040060080010001200140016000.6(WTF)th274240229209200195189179£ L(m)18002000220024002600280030000.6(WTF)th169161153146140134129按上述標準，一個約9.0萬m2供熱系統(tǒng)的循環(huán)水泵的軸功率不得超過32kW03 2 采用先進的泵的性能調節(jié)方法( 1)傳統(tǒng)的泵性能調節(jié)方法以往，采用改變葉輪外徑或采用減速機改變轉速等方法來改變泵的性能，表4為泵性能改

29、變的情況。泵性能的改變表 4葉輪外徑轉速水量揚程軸功率性 能 DNQHP葉輪外徑加工 D' NQX (D ' /D)2H 乂 (D ' /D)2P 乂 (D ' /D)4調節(jié)轉速 DN' QX (N ' /N)2H 乂 (N ' /N)2P 乂 (N ' /N)3從表 4 可知，理論上泵的性能調節(jié)是非常簡單的，但，實際上尚存在許多問題，例如，在改變葉輪外徑時，可能出現(xiàn)的問題：1）必須拆下葉輪，停泵時間較長；2）葉輪可能出現(xiàn)重量不平衡，產(chǎn)生異常振動；3）加工量大時，泵的效率下降，甚至產(chǎn)生噪聲；（ 2）當需要增加負荷時，則不能恢復到原

30、來的性能。設置減速機時，必須修改基礎。（ 3）變頻器的應用多年來已經(jīng)研制出多種交流電動機調速裝置， 如定子調壓調速、 變極調速、 滑差調速、電磁耦合器調速、串級調整、整流子電機調速和液力耦合器調速等。但上述調速方式仍存在調速范圍窄等缺點。 隨著電力電子技術、 微電子技術及控制理論的發(fā)展， 作為交流調速中心的變頻調速技術得到了顯著的發(fā)展。 這種調速方式具有節(jié)能，調速范圍大（從1: 001: 100。，易于實現(xiàn)正、反轉切換，起動電流小和結構簡單、運行安全可* 的優(yōu)點。我國變頻調速裝置的市場售價是8001500元/kW ,大致是被控制調速的電動機自身價格的812倍，投資回收期短，一般為12年。變頻調

31、速系統(tǒng)中交流電動機和變頻調速裝置的發(fā)展， 隨著技術水平的提高， 當前國內外都在開展諸如變頻調速專用異步電動機這類的高效運行電動機的研究， 使電動機適應驅動裝置的特點， 因此電動機的功率密度可提高20%， 功率因數(shù)可提高 5 個百分點，平均效率可提高3%。隨著電力電子技術、計算機技術、控制技術的發(fā)展， 變頻器的功能、 性能得到了很大的提高。 根據(jù)其性能及控制方式可分為： 通用型、 多功能型、 高性能型， 其控制方式也依次為 v/f 控制、 電壓型 PWM 控制、矢量控制等。圖 4 表示的是泵的運行時間較長、 出力較大的循環(huán)泵的性能， 泵出口口徑100mm，4極單吸離心泵，軸功率15kW,運行時間

32、24h X 3550,配管阻力約為揚程的50%。采用變頻調速運行方式后， 計算節(jié)電量約為47%。 實際運行時的節(jié)電量也能達到35%。見表5。圖 4 節(jié)能效果節(jié)電量計算值表 5 流量（ L/min ） 表示設計流量的百分比轉速比軸功率（kW）耗電量 （kWh/年）節(jié)約電量（kWh/年）現(xiàn)狀流量現(xiàn)狀閥門開度（全開） 1850（1.23）1.013.51150000設計流量運行點 1500（1.00）0.817.26130053700改變流量時-10%1350（0.9）0.735.24430070700-20%1200（0.8）0.653.73150083500-30%1050（0.7）0.572.

33、521300937003.3 強化管理，實施泵系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和節(jié)能運行（ 1） 管理標準：中華人民共和國國家標準泵類系統(tǒng)電能平衡的測試與計算法（ GB/T 13468 ） 。工業(yè)用離心泵、 混流泵、 軸流泵與旋渦泵系統(tǒng)經(jīng)濟運行（ GB/T13469-92） 。（ 2） 測試系統(tǒng)圖（5）（ 3）測試項目與內容：包括泵系統(tǒng)輸入電能和有功功率；電動機輸出能量、功率和運行效率； 機械傳動機械和調速裝置的能量損耗和傳動效率； 泵輸入能量和功率；泵輸出的能量、有效功率和運行功率；機組運行效率、電能利用率；系統(tǒng)管網(wǎng)的能量損耗和效率；泵系統(tǒng)運行效率、電能利用率。（ 4）系統(tǒng)經(jīng)濟運行和節(jié)能運行的技術要求：包括系

34、統(tǒng)的機組設備必須達到選型優(yōu)化、匹配合理；交流電動機的選型必須符合GB 12497的要求；泵的選型要求；管網(wǎng)設置要求和系統(tǒng)運行要求等。（ 5）系統(tǒng)經(jīng)濟運行的判別與評價（見表6）圖 5 測試系統(tǒng)圖系統(tǒng)經(jīng)濟運行判別與評價表 6比較內容對現(xiàn)有機組設備 的判別指標對現(xiàn)有機組設備 的差別指標對管網(wǎng)的判別指標對系統(tǒng)運行 的判別指標現(xiàn)有機組額定效率+節(jié)能型產(chǎn)品機組額定效率X現(xiàn)有100實測電有利用率一現(xiàn)有機組額定電能利用率X簿00電能利用率+管網(wǎng)額定電能利用率X實100際單位電耗+電耗定額X100優(yōu)良 >90>85>80>100合格80907085>80=100 不合格 100 摘

35、自供熱節(jié)能國家標準行業(yè)標準匯編（ 6）系統(tǒng)經(jīng)濟運行的管理。包括掌握與運行有關的工況因素，了解系統(tǒng)中機組管網(wǎng)是否經(jīng)常處于經(jīng)濟運行狀態(tài)； 在泵機組和管網(wǎng)的有關部位安裝流量、 壓力流量儀表， 監(jiān)視系統(tǒng)運行情況； 建立運行日志和設備技術檔案； 建立系統(tǒng)運行操作規(guī)程、事故處理規(guī)程、用電考核制度、檢測維修制度。（ 7）系統(tǒng)經(jīng)濟運行、節(jié)能運行的技術措施3 4 選用高效、可* 、耐用、維修量少的水泵有許多資料表明：水泵投資占公用建筑空調系統(tǒng)總投資的0.5%1%,水泵電功率約為空調總電功率的15%20% （約為56W/m2）而冷凍水泵的耗電量為空調系統(tǒng)總能耗的8%12%,冷卻水泵的耗電量約為1215%。投資少、

36、能耗大是水泵輸送系統(tǒng)的特點， 因此， 即使稍微增加一些水泵投資， 也應通過選用高效、可*、耐用的泵，降低運行電耗，提高運行效率。同樣，也有許多資料表明：水泵投資約占鍋爐房供熱系統(tǒng)總投資的 4%，但在運行成本中，電費約為10%15%。高效泵雖然價格稍貴些，但為了可*、安全供熱，為了降低運行成本，從投入產(chǎn)出比上看，也是非常合理的。4 小結本文介紹了供熱空調系統(tǒng)運行中存在水泵耗能量較大， 運行效率較低的問題： 初步分析了能耗較大的原因；提出了要從設計、先進調速方法、管理、設備等各方面采取相應措施、降低能耗、提高效率。由于水泵節(jié)能牽涉到設計、施工、運行和生產(chǎn)廠家等各個方面只有大家都重視， 才能達到預計

37、的節(jié)能目標。 雖然， 作者了解的情況不多， 分析問題也不夠， 但寫這篇文章的目的， 主要是引起大家的重視。中央空調節(jié)能方案中央空調節(jié)能方案1.1 節(jié)能改造的必要性中央空調系統(tǒng)是一個龐大的設備群體,大量的統(tǒng)計結果表明,空調系統(tǒng)所消耗的電能，約占樓宇電耗的40 60%。就任何建筑物來說,選用空調系統(tǒng)都是按當?shù)刈顭崽鞖鈺r所需的最大制冷量來選取擇機型的,且留有10% 15%的余量，各 配套系統(tǒng)按最大負載量配置，這種選擇不是最合理的。在組成空調系統(tǒng)的各種設 備中，水泵所消耗的電能約占整個空調系統(tǒng)的四分之一左右。 早期空調的水泵普 遍采用定流量工作，能源浪費非常嚴重。而實際運行時，中央空調的冷負荷總是 在

38、不斷變化的，冷負荷變化時所需的冷媒水、 冷卻水的流量也不同，冷負荷大時 所需的冷媒水、冷卻水的流量也大，反之亦然。而根據(jù)一項對中空調機組運行狀態(tài)進行分析的權威調查顯示，中空調機組90%的運行時間處于非滿負荷運行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風機在此90%的時間內仍處于100%的滿負荷運行狀態(tài)。這樣就導致了 “大流量小溫差” 的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費。1.2 中央空調系統(tǒng)的構成及工作原理中央空調系統(tǒng)主要由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結構如下圖所示:空調系統(tǒng)在實際運行時，隨著時間不同、使用空間以及氣溫變化，絕大多數(shù)時間內，實際需要的冷負荷低于設計值

39、，但冷卻水泵由工頻控制，處于100%的滿負荷運行狀態(tài)，浪費大量電能。1.3 改造方案工作原理在原中央空調系統(tǒng)中增加溫差控制器、變頻器控制冷凍水泵及冷卻水泵，其 系統(tǒng)結構如下圖所示，溫差控制器對中央空調冷媒水、冷卻水的進出口水溫進行 檢測，并根據(jù)實際的溫差值控制變頻器調整冷卻泵的工作狀態(tài)（主要是轉速）， 使系統(tǒng)冷媒流量跟隨負荷的變化而同步變化， 從而在確保中央空調系統(tǒng)能夠滿足 人體對舒適度的要求的前提下，保證空調系統(tǒng)的能效率（ COP值）總是處在最 優(yōu)化的節(jié)能運行狀態(tài)，以此大幅度的降低系統(tǒng)能源消耗。溫差控制器可以采用 PID控制方式，使進出水溫差控制在一個恒定值，也可以采用純比例控制方式， 冷卻

40、水泵的工作頻率與溫差成比例。這兩種方案都能達到理想的節(jié)能效果。D曲竭態(tài)控制濟圖2控制原理圖1.4 具體做法貴公司現(xiàn)有空調主機3臺，配有冷凍泵6臺（每臺4.5kw）,其中冷卻泵各有1臺為備用泵，運行時冷凍泵和冷卻泵各開1-2臺不等（根據(jù)環(huán)境溫度不同）o經(jīng)現(xiàn)場調查，可對此處進行節(jié)能改造，冷卻泵各配 1臺變頻節(jié)能器（共3臺），根據(jù) 以往經(jīng)驗及現(xiàn)場勘測結果，水泵系統(tǒng)節(jié)電率約在35%左右，由此可為貴公司節(jié)省一大批電費開支 經(jīng)濟效益顯著。通過溫度傳感器、PID溫差控制器及變頻器對水泵進行調速，從而達到節(jié)能的目的，同時又增加房間溫度的舒適性。1.5 投資回報分析冷凍泵及冷卻泵功率均為4.5kw,由于開機運行1臺不等，即冷卻泵運行總功率為4.5KWX 3=13.5KW,以節(jié)電率40%計算：改造前每小時耗電：13.5kwX 1hX 0.9=12.15度）（功率負荷系數(shù)：0.9）改造后每小時耗電：13.5kwX 1hx （1-35%） =8.78（®）每小時省電：149度-97度=3.38（度）每月節(jié)省費用（電價：0.9元/度）：3.38度X 12小時X 30天X 0.9元/度=1095（元）全年節(jié)省費用按開機12個月計：1095元X 12=13141阮）中央空調節(jié)能改造方案作者：kemron1 .中央空調工作