中央空调综合节能改造应用分析

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1、中央空调综合节能改造应用分析【摘要】本文对中央空调系统进行了节能分析，并阐述了中央空调系统采用变频调速、自动控温、能耗数据实时监控等先进技术进行综合节能改造的实际效果。【关键词】中央空调；节能改造；能耗；变频调速1、引言我国目前既有建筑面积超过500亿平方米，建筑能耗约占全国能耗总量的30%,其中90%以上是高耗能建筑。如果达到同样的室内舒适度，我国单位建筑面积能耗是同等气候条件发达国家的2至3倍。随着城镇化进程的加快，能源对经济发展的制约以及环境压力日益突出，既有建筑的节能改造已成为全面推进建筑节能的迫切要求。

2、建筑使用能耗主要包括采暖、空调、通风、照明、炊事、电气、给排水等，其中空调能耗占夏热冬暖地区建筑能耗的50%以上，采取有效的措施降低空调能耗是建筑节能的关键所在。现阶段我国公共建筑中央空调能耗巨大且逐年递增，但由于设计裕量及管理控制手段粗放等原因导致系统能效较低，节能改造潜力很大。2、中央空调系统节能分析大中型中央空调系统基本都采用间接制冷方式，主要耗能设备由制冷压缩机、末端风机、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机组成。其中，制冷压缩机等制冷设备能耗约占系统总能耗的40%〜45%，水泵等输送设备的能耗约占系统总能耗的

3、20%,末端风机的能耗约占系统总能耗的35%〜40%。中央空调系统的主要耗能设备都是流体的输送设备，流体机械的能耗W是水泵、风机、压缩机等流体机械推动流体流动时所消耗的机械功或压缩功，可用下式计算：式中，W——流体机械的耗电量，kWh；N——流体机械的轴功率，kW;h流体机械运行的小时数；P流体的密度，kg/m3；G流体的循环流量，m3/h；H—一流体循环所需的扬程或压差，mH2O；n—流体机械的效率。由此可见，W与流体流量G、流体扬程H、运行时间h成正比，而与流体机械的效率n成反比。因此，降低空调系统能耗就要减

4、少设备不必要的运行时间h、减小部分负荷时所输送流体的流量G和扬程H以及提高流体机械的效率n。主要途径有以下几种：(1)温湿度的控制。建筑内温湿度控制在设定值精度范围内是中央空调节能的有效措施。室内温度越低、相对湿度愈低，系统设备耗能愈大，相应地初投资和运行费用也随之增大。如果能提高空调系统温湿度控制精度，则可以保证舒适性的同时，取得较好的节能效果。(2)降低冷却水温度。冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度每上升rc，冷机的COP下降近4%。(3)提高冷冻水温度。冷冻水温度越高，冷机的制冷效率就越

5、高。冷冻水供水温度提高rc，冷机的制冷系数可提高3%。(4)采用变频调速控制技术。采用变频控制对制冷压缩机转速、冷却和冷冻水流量以及末端风机风量进行自动调节控制，让空调机组始终处于最佳(最合理)的运行状态，从而实现节能。(1)能耗监测管理平台。采用远程传输等手段实时采集能耗数据，对建筑能耗进行分类、分项精确计量，并通过计量数据远程传输，实现数据采集与存贮、数据统计和分析以及能耗异常预警功能，为建筑业主的能耗监控与“精细化用能”提供有效手段，减少设备不必要的运行时间。3、中央空调系统节能改造案例3.1改造前空调系统

6、概况某商场建筑面积约6.3万平方米，现有中央空调系统按最大负荷设计，主机总制冷量约16400千瓦。空调在运行过程中受室外温、湿度及商场、办公楼层等各个功能区人流量影响，冷负荷变化范围大、各区域冷热不均匀，而供冷系统目前依赖于人工操作，无法及时地根据冷负荷变化调整冷量和流量输送，空调系统运行过程中制冷效率无法实时监控及记录，造成大量电能浪费。3.2节能改造技术及方案从提高整个系统运行效率、降低系统能耗的角度，改造采用变频调速、自动控温、能耗数据实时监控等先进技术，对中央空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、末端

7、风机等各个运行环节进行全自动控制，通过智能监控平台，对各设备运行状态及冷源系统实际运行能耗进行实时监测，并对中央空调冷源系统运行参数进行整体联动调节，实现中央空调系统的高效节能运行。项目具体改造方案包括水泵和风机变频调速改造、冷源管理控制改造、数据采集和集成（含远程监控软件、能效统计分析软件、室内环境参数优化软件、末端设备管理软件等）。主要设备有现场监控工作站、冷源管理控制系统、水泵变频控制柜、水泵低压变频器、超声波流量计、压差传感器、水温度传感器、制冷主机电动阀、室外温湿度传感器、冷却塔控制子系统、室内综合舒适

8、性采集器、室内风柜无线控制节点、室内无线通信总线系统、风柜和新风机智能控制箱、风柜和新风机变频器、电动风阀、风柜比例积分阀等。选用的改造方案采用“计算机智能控制技术+模糊控制技术+变频调速控制技术+系统集成技术+优化控制技术”，通过对全系统的运行信息的全面采集及综合分析处理，实现冷冻水系统、冷却水系统和末端风量的最佳匹配以及协调运行，实现变负荷工况下整个系统综合性能优化，