技術(shù)文章
文章引言:
據(jù)統(tǒng)計(jì),全國夏季空調(diào)的用電量已達(dá)到4500萬KW,相當(dāng)于兩個(gè)半三峽電站的滿負(fù)荷出力。全國中央空調(diào)耗電量已接近社會(huì)總用電量的20%。我國人均能源資源占有量僅相當(dāng)于世界平均水平的一半,能量緊缺已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。而在建筑機(jī)電設(shè)備中,中央空調(diào)系統(tǒng)能耗一般占建筑總能耗的40%-60%。實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)節(jié)能迫在眉睫。
節(jié)能改造概念:
中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水泵和冷卻水泵的容量是按照建筑物最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的,且留有余量,而運(yùn)行情況是一年四季長期在固定的最大水流量下工作。由于季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷的變化,實(shí)際空調(diào)熱負(fù)荷在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)荷低。如圖1所示是一建筑物的實(shí)測熱負(fù)荷率變化的情況。由圖1可見,與決定水泵流量和壓力的最大設(shè)計(jì)負(fù)荷(負(fù)荷率為100%)相比,一年中負(fù)荷率在50%以下的小時(shí)數(shù)約占全部運(yùn)行時(shí)間的50%以上。一般冷凍水設(shè)計(jì)溫差在5—7℃最為理想,冷卻水的設(shè)計(jì)溫度差在4-5℃最為理想。但事實(shí)上在全年絕大部分運(yùn)行時(shí)間里,冷凍水、冷卻水的溫差僅為1-3℃,即在“小馬拉小車”的狀態(tài)下從而增加了管路系統(tǒng)的損失,浪費(fèi)了水泵運(yùn)行的傳送能量。

節(jié)能原理:
冷卻水泵是傳送流體的裝置,這類負(fù)載消耗的能量與流量的立方成正比,推算可得到能量消耗與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比,溫差△T%與轉(zhuǎn)速n成反比,揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比,而軸功率P與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比(見下表),從表中我們可以看出上述幾個(gè)量的變化關(guān)系。具體的關(guān)系表達(dá)式:
即 Q=K1n; H=K2n2; P=Q×H=K1K2n2=K3n3
式中,K為常數(shù),n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速

應(yīng)用方案:
中央空調(diào)水泵,我們采用溫度傳感器、微電腦、PID控制器與變頻節(jié)電器組成溫差閉環(huán)控制系統(tǒng),對水泵的出水、回水的溫度實(shí)時(shí)控制,使水泵的轉(zhuǎn)速隨熱負(fù)載的變化而變化,使冷卻水和冷凍水始終處于最佳溫度狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
顯然,變流量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分顯著的,見下圖的比較曲線

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