中央空調(diào)運(yùn)行管理節(jié)能問題的研究

1、中央空調(diào)運(yùn)行管理節(jié)能問題的研究天津商學(xué)院 劉清江 韓學(xué)庭摘要:中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行管理普遍存在諸多問題,影響正常使用,節(jié)能及其使用壽命,針對目前中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行管理中存在的問題,提出解決問題的建議。 關(guān)鍵詞:中央空調(diào)系統(tǒng) 運(yùn)行管理 節(jié)能The Study of the operation and Maintenance Of theCentral Air and Conditioning SystemLiu Qingjiang HanXuetingAbstract :The many problems exist in the daily operation of a central air

2、and conditioning system. which affect. its normal function and service 1ife. The author here put forward some solutions to the corresponding problems.Keywords: central air and conditioning system; operation maintenance; energy conservation【作者簡介】劉清江 男 1963生, 1988年大連海事大學(xué)碩士研究生畢業(yè) 現(xiàn)正在天津大學(xué)機(jī) 械學(xué)院就讀博士研究生職稱:副

3、教授 研究領(lǐng)域:低溫與制冷0引言目前我國家用空調(diào)擁有量已突破 9000萬臺(tái), 年耗電量超過 400億 kWh , 占總耗電的 40 %, 是眾多能耗當(dāng)中重要的一部分, 因此空調(diào)業(yè)推行節(jié)能運(yùn)動(dòng)顯得尤為迫切。 研究發(fā)現(xiàn)空調(diào) 系統(tǒng)在交付使用后最初幾年運(yùn)行良好, 隨著時(shí)間的推移, 空調(diào)系統(tǒng)普遍存在以下問題:冷熱 量衰減、 風(fēng)量減小、 空調(diào)機(jī)組噪音增大、 新風(fēng)系統(tǒng)效果不理想、 機(jī)組故障頻繁、 能耗增加等, 其主要的原因之一是缺乏良好的運(yùn)行管理和系統(tǒng)維護(hù)。本文就空調(diào)運(yùn)行節(jié)能措施進(jìn)行探討。 1 制冷主機(jī)的節(jié)能運(yùn)行在空調(diào)系統(tǒng)中,主機(jī)能耗占總能耗 60%以上,因此主機(jī)的節(jié)能運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能的 重要環(huán)節(jié)。 在空

4、調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中, 主機(jī)都要按最大負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì), 而空調(diào)系統(tǒng)對每個(gè)具體工況 而言,都有一條最佳的特性曲線,滿足這條曲線工作,主機(jī)效率最高,能耗最小,控制主機(jī) 盡量滿足其特性曲線,則可以達(dá)到節(jié)能的目的,常見的節(jié)能控制方法有:1啟停最佳控制?？照{(diào)裝置消耗的電能等于裝置運(yùn)行的時(shí)間和裝置的容量的乘積, 如果運(yùn)行時(shí)間減少, 消耗 的電能就會(huì)按比例下降。 對大樓不同場所的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析, 尋找最佳啟?？?制方式, 將既能滿足人們對空調(diào)環(huán)境的要求, 又能符合節(jié)能的要求。 管理人員可以針對辦公 室環(huán)境因素,制定多套節(jié)能運(yùn)行方案。2合理選擇主機(jī)功率。針對負(fù)荷分別選擇主機(jī)功率, 即根據(jù)空調(diào)實(shí)際負(fù)荷調(diào)節(jié)主機(jī)

5、臺(tái)數(shù)或選擇主機(jī)功率。 例如:廣東某大廈采用了空調(diào)大主機(jī)和小主機(jī)組合的辦法,即正常白天負(fù)荷高峰時(shí)使用大主機(jī), 18:00以后小負(fù)荷就改用空調(diào)小主機(jī),其節(jié)電情況非常顯著。 13 參數(shù)選擇。在中央空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)合理設(shè)定室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度和濕度, 避免夏季采用過低溫度和冬季采 用過高溫度。設(shè)計(jì)中避免送風(fēng)溫度過低,因?yàn)楫?dāng)送風(fēng)溫度由 18降到 14時(shí),在同樣的房 間溫度下 (26,相對濕度 50% ,處理新風(fēng)的能耗會(huì)增加 25%。因此,從健康、舒適、節(jié)能考慮,舒適性空調(diào)夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度確定取比室外環(huán)境溫度低 58為好,同時(shí)室內(nèi)外 相對濕度差也不宜太大 2.3。2 水泵的節(jié)能運(yùn)行由于水泵在設(shè)備選型時(shí)大都留有余量,

6、 因此水泵的出水側(cè)閥門都不會(huì)全開, 有的僅能開 到 1/2,這就造成了閥門的節(jié)流損失。同時(shí)由于閥門限制水量,使主機(jī)的制冷效果不理想, 往往造成單機(jī)供冷不夠, 雙機(jī)或多機(jī)時(shí)卻在部分負(fù)荷下工作, 造成大量的電能浪費(fèi)。 設(shè)計(jì)負(fù) 荷運(yùn)行時(shí)間約占總運(yùn)行時(shí)間的 6%8%, 水泵的能耗很大, 約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的 15% 20%4。為此,采用變頻變流量系統(tǒng),使輸送能耗隨流量的增減而增減,具有顯著的節(jié)能效 益。 但須注意的是, 設(shè)計(jì)變流量水系統(tǒng)時(shí), 必須注意到各末端裝置的流量變化與負(fù)荷的改變 并不是線性關(guān)系,所以應(yīng)考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡和穩(wěn)定的問題,才能達(dá)到節(jié)能的最佳效果。 3 冷卻塔的節(jié)能運(yùn)行冷卻塔的能耗在空

7、調(diào)系統(tǒng)中所占的比例雖然并不大, 但由于其使用頻率高, 累計(jì)能耗還 是十分可觀的。 冷卻塔的設(shè)計(jì)是按全年最不利工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的, 如何改善其工作狀況, 實(shí)現(xiàn) 節(jié)能的目的,同樣具有重要意義。冷卻塔冷卻能力的影響因素有循環(huán)水量, 水溫, 誘導(dǎo)風(fēng)量, 當(dāng)?shù)乜諝飧蓾袂驕囟群涂諝?中灰塵濃度等,在這些因素中,除空氣中灰塵濃度無法控制 要靠管理人員勤于清洗 外,其 它因素可以通過一些控制手段來改變冷卻塔的工作狀態(tài), 找出適合這些因素變化的最佳工作 狀況,從而達(dá)到節(jié)能目的。1 溫度控制:利用熱敏電阻聯(lián)接溫度調(diào)節(jié)器,控制冷卻塔風(fēng)機(jī)電源的通斷。熱負(fù)荷變化 時(shí),通過熱敏電阻的檢測,發(fā)信號給調(diào)溫計(jì),控制風(fēng)機(jī)的開停。熱負(fù)

8、荷低于某種程度,命令 風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn), 熱負(fù)荷升高, 則再讓風(fēng)機(jī)啟動(dòng), 從而達(dá)到節(jié)能目的。 此方法目前應(yīng)用最普遍。 2 風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的控制:對并聯(lián)配置的冷卻塔而言, 風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以通過風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)控制來實(shí) 現(xiàn),根據(jù)實(shí)際需要來確定風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)。4 降低水系統(tǒng)的隱性能耗在空調(diào)系統(tǒng)中,冷卻水,冷凍水兩大水系統(tǒng)的節(jié)能,即如何降低水系統(tǒng)的隱性能耗,往 往被人們所忽視。實(shí)際上,這兩大水系統(tǒng)水的耗失量是相當(dāng)大的,水的大量耗失,一則增大 水資源的壓力,二則也增加冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔的電能消耗,即隱性能耗。1 冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能冷凍水在空調(diào)系統(tǒng)中主要起著中間載冷作用, 在隱性能耗方面主要表現(xiàn)在管路保溫的冷 量損失及冷凍

9、水流失方面, 其中后者往往被忽視。 冷凍水流失絕大部分是因?yàn)榕盼坶y、 旁通 閥失效或關(guān)不死所致。2 冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能冷卻水系統(tǒng)中水的流失主要在如下三個(gè)方面:(1蒸發(fā)耗水。冷卻塔內(nèi)熱水通過蒸發(fā)釋 放潛熱而達(dá)到自身的冷卻。 在設(shè)計(jì)工況下, 冷卻塔內(nèi)空氣呈等溫加濕變化, 而空氣吸收了冷 卻水的蒸發(fā)水分, 從而冷卻水水溫降低。 然而當(dāng)冷卻負(fù)荷減少而風(fēng)量不變時(shí), 水分蒸發(fā)吸收 的熱量一部分來自空氣, 使空氣的干球溫度較之進(jìn)口溫度值下降。 從系統(tǒng)的角度來講, 通過 風(fēng)機(jī)大量送風(fēng)能降低冷卻塔出水溫度, 有利于提高機(jī)組的性能, 但卻增加了冷卻塔的風(fēng)機(jī)和 水泵的電能消耗, 機(jī)組冷凝溫度的降低并不總是導(dǎo)致機(jī)組性能

10、的提高, 實(shí)際上機(jī)組的耗電指 標(biāo)隨著冷凝壓力的進(jìn)一步降低有升高的趨勢 5,因而大風(fēng)量導(dǎo)致的出水溫度降低,并不能達(dá) 到節(jié)能的目的。 (2控制飛水,節(jié)約水耗?？諝鈱⑺?(滴 帶出冷卻塔,造成水耗稱為冷卻水飛 水。這是冷卻水系統(tǒng)的另一種隱性能耗,其產(chǎn)生的原因主要在于循環(huán)水量過大。因此,在滿 足冷卻水機(jī)組負(fù)荷的情況下,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整循環(huán)水流量,調(diào)整播水器角度,清掃散水槽,適當(dāng) 調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片的角度是可以將飛水降至最低程度的。 (3排污換水消耗。盡管排污換水消耗 是不可避免的,但是保持水系統(tǒng)清潔卻可以減小換水的頻率。5 減少水質(zhì)污垢、腐蝕及青苔影響水質(zhì)的水垢、腐蝕及青苔對制冷系統(tǒng)影響極大,這也是空調(diào)系統(tǒng)能耗高

11、的重要原因。 6為了減少水垢、 腐蝕及青苔對水系統(tǒng)的影響, 除設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)采取措施外, 應(yīng)增設(shè)水處理 裝置。國內(nèi)外的實(shí)踐證明,高頻多段磁場能很好的對水質(zhì)進(jìn)行處理,因此空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)增設(shè)、 提倡選用高頻電磁多功能水處理裝置。6 新的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用為了使得空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能, 近年來國內(nèi)外也有采用分散式機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)和冰蓄冷 中央空調(diào)系統(tǒng)的趨勢,例如戶式中央空調(diào) VRV 系統(tǒng)等,在這些新系統(tǒng)中,采用了大量的新 的節(jié)能技術(shù),數(shù)碼變?nèi)轀u旋壓縮機(jī)技術(shù),雙壓縮機(jī)技術(shù),制冷劑直接輸送技術(shù),制冷劑的智 能分配技術(shù), 風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù), 高智能化控制技術(shù)等。 但由于使用這些新技術(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng) 的初期投資大和各個(gè)城市

12、分時(shí)電價(jià)實(shí)施情況不同等原因,故至今仍在全面推廣之中。 7 結(jié)論以上是中央空調(diào)節(jié)能的部分措施, 隨著技術(shù)的發(fā)展, 越來越多的技術(shù)將應(yīng)用到空調(diào)節(jié)能 中來。 但是, 對節(jié)能的認(rèn)識應(yīng)該有一個(gè)正確的觀點(diǎn)即不能因節(jié)能而降低使用水平和抑制合理 需求, 而應(yīng)該從提高能源利用效率來采取對策解決問題。 每個(gè)從事中央空調(diào)管理的人員更應(yīng) 該在空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域積極地爭取挽回所有可能挽回的能量。致謝:感謝天津商學(xué)院引進(jìn)人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目的資助。天津商學(xué)院 SRT 資助北京工業(yè)大學(xué)傳熱與能源利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究課題資助參考文獻(xiàn):1卓明勝,梁榮光,許石高.現(xiàn)代大樓中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能探討J . 制冷, 2004(3: 79 812勞文慧.空調(diào)節(jié)能技術(shù)分析J 制冷,