中央空调系统的电气节能措施与控制设计分析论文_陈海

(广东申菱环境系统股份有限公司 广东佛山 528000)

摘要:随着社会的进步与发展,人们的生活水平也不断提高和改善。其中,空调作为温度调控的电气设备,使用已经极其普遍。同时,在当今提倡节能环保的大环境下,目前所使用的空调技术仍有进一步改进的空间。通过对中央空调系统采用电气节能措施,做好节能控制设计,逐渐提升中央空调系统电气节能水平,降低中央空调能源消耗。本文对中央空调系统的电气节能措施进行简单分析,探讨中央空调系统的电气节能控制设计策略。

关键词:节能措施;新风系统;中央空调

前言

中央空调因为其适用于大型建筑、隐秘性好、可进行加湿操作、采用新风系统等优点在现代建筑中被普遍应用,但中央空调系统运行耗能很大,在某些工业发达国家,供暖和空调系统的能源消耗约占国家总能源消耗的1/3。随着我国国民经济和人们生活水平的提高,中央空调系统的安装和使用过程中产生的能源消耗大、制冷剂破坏大气臭氧层、空调系统清洗不及时引起的室内空气污染等问题越来越严重;同时,由于我国目前主要采用非再生能源发电,在电能的转换过程中也对环境造成了污染,耗能越多,污染就越严重。在此背景下,合理解决中央空调系统的节能环保问题具有十分重要的意义。

1中央空调节能的必要性

节能减排工作是国家“十一五”经济发展的主题,也是科学技术人员目前需要解决的难题。在现代智能建筑物中,中央空调系统是必不可少的,然而其能耗也占到整个建筑物能耗的60%以上,空调水和风系统的能耗又占到整个空调系统能耗的30%。空调系统的负荷是根据季节、昼夜的温度变化等诸多因素而不断变化的,是季节性负荷,大部分时间都比设计负荷低。因而,对空调系统进行优化控制势在必行,也具有极大的节能空间。

2中央空调系统节能降耗影响因素分析

2.1以节约能源为目的的经济指标评价体系尚未建立

中央空调行业在我国的发展时间并不是很长,多数企业的主要注意力都集中在技术研发、市场开拓等领域。出于生产企业追求经济效益的根本目的,空调生产厂家在研制、生产中央空调的时候,会对空调系统经济指标进行相关评价,但受传统经营理念影响,空调生产厂家没有注意到产品节能性能与经济效益间的密切关系。在进行经济指标评价时,多数仅是对产品的生产、销售、研发成本进行分析,而缺乏对产品节能性能对经济效益的系统评价,特别是在空调系统投入使用后的运行成本上存在很大空白。这就使得中央空调系统从生产到使用整个过程中的成本失去控制。由于乏使用成本控制,中央空调系统的长期使用往往会造成一定程度的资金和资源浪费,不仅降低了空调经济效益水平,还给环境造成了较大负担。

2.2针对空调产品节能减排的相关政策体系不健全

现代社会,建筑中央空调的使用极为广泛,其节能减排不能单单依靠某几个企业或机构来实现,必须要有一套较为完善和成熟的政策、制度予以指导和规范。当前,我国对中央空调系统的规范制度还停留在空调设备的技术指标检测和使用安全管理方面,对于空调使用过程中的节能减排情况没有做出明确。由于缺乏统一的标准和规定,我国建筑中央空调系统节能减排工作推进缓慢,效果较差。

3中央空调系统电气节能措施及控制设计

3.1设计参数

中央空调的设计参数的数值内容一般影响的内容不只是中央空调整体的造价问题,同时还严重的影响了中央空调基础的运行效率和耗能问题。中央空调的设计上我们要满足一定的相关政策的实际要求,同时尽量地减低设计专业化标准,加大节能技术革新方面的设计内容,根据实际具体的相关情况,在允许的范围内调节室内的温度和湿度情况,从而进一步减少中央空调实际的耗能情况。

3.2中央空调系统结构图

中央空调系统的工作过程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。其理想运行状态是:冷冻水循环系统中,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机,在蒸发器进行热交换,被吸热降温后(7℃)被送到终端盘管风机或空调风机,经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后(12%),再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。在冷却水循环系统中,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机,在冷凝器吸热升温后(37℃)被送到冷却塔,经风扇散热后(32℃)再由冷却泵送到主机,形成循环。在这个过程里,冷冻泵、冷却泵得到动能,冷冻水、冷却水作

为能量传递的载体,不停地循环在各自的管道系统里,不断地将室内的热量经冷冻机的作用,由冷却塔排出。其工艺结构如图1所示。

图1:中央空调系统结构图

中央空调的节能措施主要有:

(1)建筑节能:主要是合理设计窗,采用环保节能型建筑材料等。

(2)制冷主机的节能运行: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。在设计时,设计人员应对建筑不同场所的空调负荷及运行模式进行详细的调查分析,合理确定空调主机的功率、数量及相关参数。在运行过程中应该根据空调负荷合理确定空调主机启动台数,使空调主机在其最佳的特性曲线范围内运行,以提高主机效率,达到节能的目的。

(3)水泵的节能运行:水泵能耗约占总能耗的10%~30%,主要节能措施为合理确定水泵的功率和数量,提高水泵运行效率,应采用变频方式调节水量,尽量避免采用阀门调节水量。

(4)冷却塔节能运行:合理设计,可采用变频调节。

(5)先进的智能控制技术及高效的运行管理:采用先进的控制策略,动态调整主机及水泵的运行模式。加强对空调操作人员的培训,定期对设备和系统进行维护,以保证机组的正常运行和设备的使用效率。

3.3柴油和蒸汽的能源的中央空调节能措施

柴油和蒸汽的能源的中央空调的节能措施和电力的节能措施的原理是一样的,也是用计算机的控制为核心的控制,根据外部环境的温度的变化还有回水温度等等数据做参考,然后设计控制的程序,来控制蒸汽还有柴油的量,避免会有生产的剩余的出现,造成成本的浪费。

蒸汽能源的中央空调的节能的措施的设计和电力的是相同的,不一样的是控制的设计,对不同的设备进行控制。柴油能源需要控制蒸汽阀还有喷油阀等设备,来调节供应的热量和冷量,来起到节能的效果。关于节能的控制,除了冷水机组还有蒸汽阀等控制之外,还有其他的设备可以进行调节,比如说排风机等等设备,都可以使用计算机进行自动监控与调节,达到节能的效果。

4结语

中央空调节能是一个系统性的工程,在设计初期应全面分析系统特性以及可能选用的运行管理模式,合理确定工艺设计参数和设备选型,并采用自动化控制的方式来节约能源。本文所述监控系统可实现空调系统的集中管理和自动化节能控制,已经成功应用于恒温恒湿、机房空调及水冷机组等领域,并取得了良好的经济效益。它是为企业提高工作效率、节约能源、保障设备安全的一种创新解决方案,在空调机组新建或改造项目中均值得推广应用。

参考文献:

[1]刘光林.关于中央空调设计与节能维护问题分析[J].科技创新与应用,2018(01):117-118.

[2]余锡华.基于中央空调系统节能的几点思考[J].江西建材,2017(23):74+76.

论文作者:陈海

论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/1

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