柳叢叢

摘要：中央空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)當(dāng)中能耗最大的一個部分就是空調(diào)水系統(tǒng)，因此為從整體上提升空調(diào)系統(tǒng)的耗能效率，就需要充分結(jié)合當(dāng)前空調(diào)水系統(tǒng)的實際工程技術(shù)應(yīng)用情況，在原有的中央空調(diào)水系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之上進行完善和優(yōu)化，優(yōu)化和創(chuàng)新空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，控制中央空調(diào)系統(tǒng)的耗能水平，從總體上提高中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào);空調(diào)水系統(tǒng);變頻節(jié)能技術(shù);節(jié)能減排

引言

通過對當(dāng)前我國以及世界范圍內(nèi)的能源利用情況以及環(huán)境進行調(diào)查和分析，可以了解到環(huán)境污染和能源緊缺已經(jīng)成為了影響各國乃至全世界可持續(xù)發(fā)展的一個主要難題，因此，為了有效緩解能源緊張和環(huán)境污染等問題，國家和社會加大了對于節(jié)能減排的關(guān)注度。建筑中央空調(diào)系統(tǒng)作為一項耗能較大的工程，在實際應(yīng)用過程當(dāng)中需要在建筑能耗上進行控制，而在建筑中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中耗能最大的系統(tǒng)就是空調(diào)水系統(tǒng)，與風(fēng)道系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相比較來看，中央空調(diào)水系統(tǒng)的整體耗能較大，因為建筑空調(diào)系統(tǒng)通常在負荷條件下運作，但是并不會達到滿負荷條件，因此在設(shè)計中央空調(diào)系統(tǒng)方案的過程當(dāng)中，需要全面地考慮到該建筑系統(tǒng)的負荷特性，從而設(shè)計具有針對性和可行性的方案，從而提升中央空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)，這樣才能夠確保能夠進一步優(yōu)化和控制建筑中央空調(diào)系統(tǒng)，有效的提升建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗效率。

1中央空調(diào)水系統(tǒng)組成及工作原理

中央空調(diào)水系統(tǒng)主要由以下幾個部分所構(gòu)成：即供/ 回水管路、冷凍/ 冷卻水泵、冷卻塔、制冷機組以及末端裝置等。通過制冷機組可以對中央空調(diào)系統(tǒng)運行過程當(dāng)中進入中央空調(diào)水系統(tǒng)當(dāng)中的蒸汽通過噴射式系統(tǒng)、蒸汽壓縮式系統(tǒng)、吸收/ 吸附式系統(tǒng)等內(nèi)部系統(tǒng)進行處理，最后將處理后的冷卻水排出。制冷機當(dāng)中的蒸發(fā)器會通過低壓液態(tài)冷媒降低水的溫度，從而使進入蒸發(fā)器內(nèi)的水溫急劇降低成為冷凍水，隨后，冷凍水將會進入室內(nèi)末端，風(fēng)機盤管末端利用電動調(diào)節(jié)閥裝置對冷凍水流量進行調(diào)節(jié)，風(fēng)機盤管末端在對內(nèi)部通過的冷凍水進行處理時通常會控制保持7～12℃的空氣-水側(cè)的換熱溫差，以此來滿足房間銳宇空氣溫度和舒適度的基本需求。

2中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)原理

水泵是中央空調(diào)水系統(tǒng)當(dāng)中耗能最大的一個組成部分，因此，要加強對于中央空調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制，就需要將冷卻水與冷卻水水泵變頻節(jié)能這一方面作為控制的重點，以此來實現(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)的變頻節(jié)能功能。對比傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運作情況可以了解到，在傳統(tǒng)上對空調(diào)水系統(tǒng)進行設(shè)計的過程當(dāng)中，通常是采用定頻式水泵設(shè)計，即確保水泵在運作過程當(dāng)中始終保持單一轉(zhuǎn)速，利用這一設(shè)計能夠有效的避免空調(diào)水系統(tǒng)在實際運作過程當(dāng)中，內(nèi)部管壁出現(xiàn)腐蝕以及凍結(jié)等現(xiàn)象，同時也充分的考慮到了空調(diào)水系統(tǒng)內(nèi)部流速與換熱系數(shù)等影響因素。

由于中央空調(diào)整體系統(tǒng)在實際運行過程當(dāng)中是帶負荷運行的，所以中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻節(jié)能設(shè)計需要充分的結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)部分荷載運行這一特征，根據(jù)負荷情況對電機頻率進行調(diào)節(jié)，從而有效地控制水泵頻率，對中央空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制，在確?？照{(diào)系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)之上提升整個系統(tǒng)的運作效率，也能夠有效的降低水泵能耗能。結(jié)合水泵的實際工作原理，可以列出流量Q、揚程H、轉(zhuǎn)速n 與耗功p 之間的平衡式：

通過對上述平衡是進行分析，可以了解到水泵轉(zhuǎn)速和水泵耗功與其流量之間存在著相互作用的關(guān)系，水泵轉(zhuǎn)速降低對水泵耗功的影響程度較大，由此可知，通過變頻水泵調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠通過降低水系統(tǒng)能耗來全面控制和調(diào)節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

3 空調(diào)水系統(tǒng)變頻節(jié)能

溫度變送器會對所經(jīng)過的冷卻水溫度進行探測，冷卻水溫度達到相應(yīng)的溫度信號時，溫度傳感器就會將相應(yīng)的溫度信號傳送至變頻驅(qū)動模塊，隨后變頻驅(qū)動模塊將全面識別和判斷所接收到的溫度模擬信號，將該溫度模擬信號傳送至PLC模塊，模塊將會根據(jù)該流量值的大小設(shè)定相應(yīng)的流量系數(shù)，流量系數(shù)設(shè)置完成后，水泵會根據(jù)該流量系數(shù)調(diào)整和控制水泵的開啟數(shù)量。由于無法避免中央空調(diào)水系統(tǒng)在運行過程當(dāng)中出現(xiàn)管道凍結(jié)或腐蝕等現(xiàn)象，所以在此前就需要在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的流量保護限制，當(dāng)空調(diào)水系統(tǒng)所檢測到的流量值低于流量保護現(xiàn)值時，立即啟動強制升頻措施，確保系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

4 工程應(yīng)用

中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能方案設(shè)計需要充分考慮到系統(tǒng)運行過程當(dāng)中外部安裝環(huán)境以及機組性能的影響，從而根據(jù)該中央空調(diào)水系統(tǒng)的實際情況做出具有針對性的節(jié)能優(yōu)化方案，這樣才能夠確?？照{(diào)水系統(tǒng)節(jié)能方案設(shè)計的合理性和可行性，也能夠有效地提升系統(tǒng)的綜合效益。

4.1 項目概況

本次所研究的工程項目對象為商用寫字樓建筑中央空調(diào)系統(tǒng)，該中央空調(diào)設(shè)備機房位于地下一樓，系統(tǒng)主要采用溴化鋰吸收式系統(tǒng)作為制冷主機，其中央空調(diào)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳圖如下圖2所示。通過對下圖中央空調(diào)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)該商業(yè)寫字樓一共配置了兩臺冷凍水水泵，并且在周圍設(shè)置4臺冷卻水泵，由于此前該商業(yè)寫字樓所使用的中央空調(diào)水系統(tǒng)為傳統(tǒng)水系統(tǒng)，因此水泵主要為定頻運行，中央空調(diào)水系統(tǒng)在實際運行過程當(dāng)中存在著損耗較大、啟動電流大以及振動等現(xiàn)象，當(dāng)啟動定頻水泵時，水泵頻率會直接升高以達到工作頻率，在這一過程當(dāng)中，會導(dǎo)致水泵啟動電流過大，甚至?xí)^電機額定電流，導(dǎo)致很難對中央空調(diào)水系統(tǒng)能耗進行調(diào)節(jié)和控制。

4.2 改造方案

在對商業(yè)寫字樓項目中央空調(diào)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行改造的過程當(dāng)中，可以根據(jù)項目的實際情況設(shè)計不同的系統(tǒng)水泵和冷卻塔數(shù)量組合搭配，通常來說，每個水泵配置一臺變頻驅(qū)動模塊就可以確?？照{(diào)水系統(tǒng)的控制效果達到最佳，但是這在一定程度上會增加系統(tǒng)的初始投資壓力，因此，在實際改造過程當(dāng)中，需要全面的結(jié)合該項目的經(jīng)濟效益、能耗情況以及實際運行過程當(dāng)中的安全性等各項因素。通過對該商業(yè)寫字樓項目的各項因素進行分析，從而確定出最終的系統(tǒng)節(jié)能改造方案如下：即每兩臺冷凍水水泵配置一臺變頻驅(qū)動模塊，并且在配置變頻驅(qū)動模塊的過程當(dāng)中，需要對整體的運行情況進行分析，以確保改造方案的合理性和可行性。

4.3 效益評價

在對某商業(yè)寫字樓項目中央空調(diào)水系統(tǒng)進行改造后，收集中央空調(diào)水系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并與改造前的運行數(shù)據(jù)進行對比和分析，從而可以得出結(jié)論：在對中央空調(diào)水系統(tǒng)進行變頻改造之后，有效地提升了整個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制效率，確保系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，同時也能夠有效降低運行過程當(dāng)中的能耗，從總體上來看，具有較強的實用價值和推廣價值。在對改造前后空調(diào)系統(tǒng)的性能進行對比時，主要是在確?？照{(diào)系統(tǒng)日平均負荷率和氣候條件相同的前提之下，對改造前后空調(diào)的運行性能進行對比，對比結(jié)果顯示：在對中央空調(diào)水系統(tǒng)進行改造之后，系統(tǒng)所降低的耗能高達20%。

5 結(jié)語

建筑能耗是能源消耗的代表，而在建筑能耗當(dāng)中主要是通過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行耗能，其中，空調(diào)水系統(tǒng)耗能最大。因此，為有效降低建筑系統(tǒng)的耗能，就需要加強對于空調(diào)水系統(tǒng)耗能的調(diào)節(jié)和控制，根據(jù)負荷情況對電機頻率進行調(diào)節(jié)，從而有效地控制水泵頻率，對中央空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制，達到節(jié)能減排的目標。

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