隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,中央空調(diào)已進(jìn)入賓館、飯店、工礦企業(yè)、辦公樓等各領(lǐng)域。常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)是按照最大冷熱負(fù)荷進(jìn)行選型設(shè)計。而全年最熱及最冷的天氣只有幾天,因而中央空調(diào)大多數(shù)時間是在低于機(jī)組額定負(fù)荷即部分負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,造成了電能極大的浪費(fèi)。隨著科技的發(fā)展,變頻器已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),其價格便宜,技術(shù)成熟,特別是對風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能改造目前已在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛推廣,其平均節(jié)電在30%以上。
一、中央空調(diào)節(jié)能最佳方式
中央空調(diào)采用變頻器后有如下優(yōu)點:
變頻器可軟啟動電機(jī),大大減小沖擊電流,降低電機(jī)軸承磨損,延長軸承壽命。
調(diào)節(jié)水泵風(fēng)機(jī)流量、壓力可直接通過更改變頻器的運(yùn)行頻率來完成,可減少或取消擋板、閥門。
系統(tǒng)耗電大大下降,噪聲減小。
若采用溫度閉環(huán)控制方式,系統(tǒng)可通過檢測環(huán)境溫度,自動調(diào)節(jié)風(fēng)量,隨天氣、熱負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié),溫度變化小,調(diào)節(jié)迅速。
系統(tǒng)可通過現(xiàn)場總線與中央控制室聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控。
二、供水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造
無論是溴化鋰機(jī)組或電制冷(氟利昂)機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng),主機(jī)自身的能量消耗有機(jī)組控制,機(jī)外的電力消耗組不能控制,而這部分的成本是相當(dāng)高的,卻通常被人忽視了。尤其是溴化鋰機(jī)組,在額定狀態(tài)制冷運(yùn)用行時,機(jī)外水泵、冷卻塔的電機(jī)耗電量約占總體能源消耗成本的30%(以每公斤油2元、每度電1元計算)。無論從環(huán)境保護(hù)角度還是用戶切身利益角度,都應(yīng)將中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成最節(jié)能的系統(tǒng)。采用變頻器來控制機(jī)外水泵電機(jī)、冷卻塔電機(jī)是最簡單、最有效的節(jié)能措施。一般情況節(jié)電20%~50%,每年可節(jié)省機(jī)組及系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用的12%~20%,十分驚人。
1、 冷卻水泵變頻控制
中央空調(diào)的冷卻水泵的功率是根據(jù)空調(diào)冷凍機(jī)組的壓縮機(jī)滿負(fù)荷工作設(shè)計的,當(dāng)環(huán)境溫度及各種外界因素,冷凍機(jī)組不需要開啟全部壓縮機(jī)組,此時空調(diào)的冷凝系統(tǒng)所需要的冷卻量也相應(yīng)地減小,這時就可以通過變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷卻水的循環(huán)速度及流量,使冷卻水的冷負(fù)荷被冷凝系統(tǒng)充分利用,從而達(dá)到節(jié)能目的。從我公司對中央空調(diào)的變頻節(jié)能改造得出以下的數(shù)據(jù),其冷卻水泵、冷溫水泵在低流量運(yùn)行時,可以大幅度節(jié)省電力,尤其針對直燃機(jī)冷卻水流量曲線的特點,采用變頻控制,意義更大,從遠(yuǎn)大BZ型直燃機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器控制水泵測試數(shù)據(jù)為例:
當(dāng)制冷量75%時,機(jī)組所需冷卻水流量34%,水泵電耗約20%;
當(dāng)制冷量50%時,機(jī)組所需冷卻水流量22%,水泵電耗約15%。
2、 冷溫水泵變頻控制
中央空調(diào)的冷媒水泵的功率是根據(jù)空調(diào)滿負(fù)荷工作設(shè)計的,當(dāng)賓館、酒店、大廈需要的冷量或熱量沒有達(dá)到空調(diào)的滿負(fù)荷,這時就可以通過變頻器調(diào)速器來調(diào)節(jié)冷媒水泵的轉(zhuǎn)速,降低冷媒水的循環(huán)速度,使冷量和熱量得到充分利用,從而達(dá)到節(jié)能目的。如果制冷、采暖共用一臺水泵,則冬季水泵流量只需50%,自然可大大節(jié)省電力;即使是冬夏分泵運(yùn)行,也可在低負(fù)荷季節(jié)適當(dāng)降低流量,如90%流量時,電耗約75%。
3、 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制
風(fēng)機(jī)功率一般都較小,節(jié)電不如水泵明顯。但風(fēng)機(jī)采取變頻控制能極大地有助于冷卻水恒溫,這對于機(jī)組制冷恒溫極為關(guān)鍵;且能使機(jī)組溶液循環(huán)穩(wěn)定,獲得最大限度的節(jié)省燃料。冷卻塔風(fēng)扇低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能大幅度減少漂水,節(jié)省水源、延緩水質(zhì)劣化、減少水霧對周圍的影響。
4、 采用變頻器的其他益處
由于變頻器的啟動、停止過程是漸強(qiáng)、漸弱式,能消除電機(jī)啟動對電網(wǎng)的沖擊。并可避免電機(jī)因過載而引起的故障。
由于電機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷運(yùn)行,能大幅度延長電機(jī)及水泵、風(fēng)機(jī)的壽命,同時因沒有啟動、停止的沖擊,加上流量的減少,管路承壓及所受沖擊力減小,故對管道、閥門、末端設(shè)備也起到了保護(hù)作用。另一方面,設(shè)備噪音、震動均減小,保護(hù)了環(huán)境。
5、 中央空調(diào)機(jī)組外變頻器的控制方式
根據(jù)冷卻水出/入口的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
根據(jù)冷卻水入口溫度改變冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)整水溫;
根據(jù)冷溫水出/入口的溫差改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
根據(jù)冷卻水出水的溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整流量;
根據(jù)冷媒水的回水溫度改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)稅流量;
三、中央空調(diào)末端設(shè)備—變風(fēng)量機(jī)組變頻控制
變風(fēng)量機(jī)組也是中央空調(diào)系統(tǒng)重要的組成部分,其性能指標(biāo)(風(fēng)量、冷量、噪音、用電量)的優(yōu)劣,除了變風(fēng)量機(jī)組本身的性能外,更重要的還取決于控制的模式、控制器的性能、品質(zhì)。
隨著中央空調(diào)的不斷普及,變風(fēng)量機(jī)組調(diào)節(jié)控制器已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段:
第一階段:風(fēng)閥調(diào)節(jié)。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用,但電能量消耗大、噪音大。
第二階段:可控硅調(diào)壓調(diào)速。能起到調(diào)節(jié)風(fēng)量、冷量、節(jié)能的作用,對變風(fēng)量機(jī)組的噪音有一定的改良作用,其缺點是體積大、可靠性穩(wěn)定性低、故障率高。
第三階段:變頻調(diào)節(jié)。能最大限度的滿足變風(fēng)量機(jī)組對風(fēng)量、冷量、噪音的調(diào)節(jié)要求,節(jié)能效果更明顯,體積小,可靠性穩(wěn)定性高。
目前,變頻控制器以其特有的優(yōu)勢,正被中央空調(diào)業(yè)內(nèi)人士所青睞。