中央空调的节能技术

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1、中央空调的节能技术奥宇员工技术培训之三中央空调的节能技术目录一、中央空调系统的能耗分析二、中央空调冷冻水系统的节能控制三、中央空调冷却水系统的节能控制四、中央空调冷水机组的节能控制中央空调系统的工作过程——五个循环与四次热交换中央空调系统的能耗分析一、中央空调系统的能耗分析1、中央空调系统的工作过程目前，大中型中央空调系统都采用间接制冷方式。间接制冷的中央空调系统的工作过程（制冷过程）是一个多环节串联构成的复杂过程。中央空调系统的能耗分析中央空调系统的耗能设备及热量关系图2、中央空调系统的能耗分析（1）中央空调系统的主要耗能设备中央空调系统有五种流体机械——末端风机、冷冻水泵、

2、制冷压缩机、冷却水泵和冷却塔风机，它们是流体的输送设备，驱动着系统中的五个流体循环，以保障空调制冷过程的持续进行。这些流体机械是中央空调系统的主要耗能设备。中央空调系统的能耗分析在中央空调系统这些耗能设备中：制冷机等制冷设备能耗，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20%；末端用冷设备的能耗，约占系统总能耗的35%～40%。（2）降低中央空调系统能耗的途径水泵、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N，可用下式计算：式中，N——流体机械的轴功率，kW；ρ——流体的密度，kg/m3；G——流体的循环流量，m3/h；H——流体循

3、环所需的扬程或压差，mH2O；η——流体机械的效率。中央空调系统的能耗分析流体机械的能耗W可用下式计算：式中，W——流体机械的耗电量，kWh；h——流体机械运行的小时数。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η成反比。因此，降低空调系统能耗的途径有：◇通过有效的管理，实现“精细化使用”，减少设备不必要的运行时间h；◇采用动态调速技术，减小部分负荷时所输送流体的流量G和扬程H；◇采用先进的智能控制技术，提高流体机械的效率η，保证流体机械始终保持在高效低耗状态下运行。冷冻水系统的节能控制二、中央空调冷冻水系统的节能控制1、中央空调冷冻水系统的复杂性特

4、征中央空调冷冻水系统是一个很复杂的系统，其复杂性表现为：◇现代大中型建筑物的中央空调系统，空调面积大，管道结构复杂、管网庞大，形式多样，路径各异，使管路系统运行的阻力特性和延迟特性十分复杂；◇现代建筑内部功能存在复杂性和多样性，导致各个区域空调负荷需求特征差异性很大，冷热均衡控制难度大；◇中央空调系统中，无论是风系统还是水系统，其热容量和热惯性都很大，是一个典型的大惰性系统。多个环节的热惰性使控制过程存在很大的时间延迟（大时延、大滞后）；冷冻水系统的节能控制◇中央空调制冷的过程是一个多环节串联而成并与物理反应、相变、能量转换、传热传质等复杂过程相伴随的，这些过程都是高度的非线性

5、过程；◇中央空调的负荷由建筑物围护结构的传热特性，室内人员、工艺设备、照明灯具的散热散湿状况以及新风量输入的多少等诸多因素所决定，由于气象条件和人员流动等因素的多变性，造成空调负荷的多变性与不确定性；◇中央空调运行过程的变量涉及到负荷（制冷量）、流量、流速、压力（扬程）、水温、室温、室外温度、湿度、能耗等，是一个典型的多变量系统，而且这些变量间相互关联，相互影响，存在着强耦合及非线性关系。这种复杂性使中央空调系统的动态特性不易掌握，难以用精确的数学模型或方法来描述，因而控制难度较大。冷冻水系统的节能控制2、中央空调系统负荷的时变性（1）空调负荷的概念空调冷负荷，是指要维持空调房

6、间所要求的空气温度，在某一时刻应从室内除去的热量。空调系统的负荷主要由两部分构成：◇外部得热量：指某一时刻由外界进入空调房间的热量，包括建筑物围护结构传热、外窗太阳辐射得热、新风和渗透空气所带入的热量；◇内部得热量：指空调房间内部的热源散发热量，包括室内人员、照明、机电设备、物料等热源所散发的热量。得热量的种类，分为稳定得热量和瞬变得热量两大类。稳定得热量是不随时间变化的得热量，如室内照明和机电设备的发热量。冷冻水系统的节能控制瞬变得热量是指随时间而变化的得热量，如外部得热量，因为外部因素是不稳定的，波动幅度较大而且随天气和季节而变化。瞬变得热又分为显热得热（包括辐射得热和对流

7、得热）和潜热得热（室内散湿过程产生的潜热）。瞬变得热使中央空调系统的负荷具有时变性特征。（2）人流量的变化人体的散热量和散湿量是中央空调系统的一种主要负荷。建筑物内人体的散热、散湿量随着室内人流量的增减而变化。由于人的流动性，使得一些大中型建筑物公共场所人流量大且人流量变化也大。人流量的变化会造成空调负荷大幅波动，这种波动不仅随时间而变化，而且还随空调区域的不同而变化。（3）室外气象条件的变化冷冻水系统的节能控制建筑物外墙、门窗的传热特性，以及输入建筑物的新风焓值都与室外气象参数（空气温度、