中央空调节能基本原理.doc

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1、中央空调节能基本原理     在中央空调系统中，水泵和风机流量Q、压力P、转速n和功率N满足如下关系：     流量Q与转速n成正比的关系; Q=an     压力P与转速n2成正比的关系;P=bn2     功率N与转速n3成正比的关系：N=gn3   由此可见，如果采用变频器，在改变输出频率的同时，改变输出电压就能保障电动机稳定运行。在降低电源频率时，即可降低水泵和风机转速，减少水泵和风机的流量（风量），从而按立方关系大幅度降低水泵电机和风机的功率消耗，实现有效节能。   见表1。表1.变频调

2、速的节电比率如下表： 冷量2.52.52.52.52.52.5温差℃2.52.753.133.584.185.0水流量Q1.00.90.80.70.60.5泵转速n1.00.90.80.70.60.5水压力P1.00.810.640.490.360.25电机轴功率N1.00.730.510.340.220.13节电率00.270.490.660.780.87 中央空调节能技术路线      水系统节能的技术途径是将定流量运行改变为变流量运行。      调节旁通阀开度的变流量方法，其目的仅在于实现

3、空调主机的定流量运行，保护主机安全,并不能节省能量。      增减运转水泵数量的变流量方法，调节粗放，节电效果不好。      能够有效的节能的变流量方法，是改变拖动水泵、风机转动的交流电动机的工作频率，即改变水泵、风机的转速。 应用变频调速技术，使水泵电机和冷却塔风机按照实际的需要，降低工作频率运行，实现变流量工作，这就是水系统节能的基本原理。      由于水泵、风机消耗的电功率与其工作频率的三次方成正比，即,变频运行的节能效果是十分显著的。      寻求并建立水系统运行参数与主机制冷/制

4、热效率之间的耦合关系，也就是通过优化空调主机的工况，及时调节水系统的温度、流量，提高主机的效率，这就是主机节能的基本原理。中央空调系统潜在的节能空间为什么与工频运行时的温差大小有关？•        中央空调水系统节能的基本原理是：在保持流量与温差之乘积即转移的热量不变的前提下，用大温差、小流量代替工频时小温差、大流量工况，以大幅度地减少转移等量热量时的水系统运输耗能（当然，这里的大温差、小流量是有约束条件的）。•        若工频时，流量为1，温差为1，转移的热量=1×1=1。变频调速后，流

5、量减小为0.5，温差扩大为2，则转移的热量=0.5×2=1不变；但水泵消耗的电功率则锐减至  (0.5)3=0.125，节能效果是非常明显的•        GB50019—2003《采暖通风与空气调节设计规范》6.4.1条（2）空气调节冷水供回水温差：5～10℃，一般为5℃（其他国家的地区也常用较大设计温差，并在国内一些工程中使用例如建筑物取6～9℃，区域供冷为8～10℃。   考虑到我国目前制冷设备常用冷热量的名义工况，推荐为5℃)。7.7.2条（3）冷却水进出口温差应按冷水机组的要求确定：电

6、动压缩式冷水机组宜取5℃，溴化锂吸收式冷水机组宜为5～7℃（当考虑室外气候条件可采用较大温差时，应与设备生产厂配合选用非标准工况冷却水量的设备）。     如某系统工频运行时冷却水温差均值为3.5℃，则其潜在节能空间按(3.5/5)3=0.343计，约65.7%。  中央空调及其节能1 空调  空调，即空气调节，指使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度、气流速度等参数，达到给定要求的技术。  空调可分为舒适性空调和工艺性空调。·舒适性空调满足人的居住，工作和活动时对环境舒适性的要求。一般把冬季1

7、8～24℃,夏季22～28℃作为舒适性空调的标准。·工艺性空调满足生产、科研过程对环境空气参数的要求。  工艺性空调对温度变化范围、湿度、空气洁净度和气流速度等有特殊要求。1.1 空调作温度调节时的主要物理过程空调作温度调节时的物理过程的主线是热量转移。有时说冷量转移，实际上，冷量转移与热量转移是等价的。（1）      中央空调热季制冷时，热量转移的过程可示意如下。·室内空气中的热量，通过风机盘管传热作用转移到冷水中；冷水升温，室内空气降温。·制冷机消耗外部能量做功：把冷水中的热量搬移到冷却水中

8、；冷却水升温，冷水降温。·冷却水中的热量，经冷却塔喷淋气化、风机吹风蒸发作用，转移到室外环境大气中；室外空气升温、湿度加大，冷却水降温。需要说明的是：·空调运行时转移的是热量，不是携带热量的水和空气。室内空气并没有流到室外去；冷水和冷却水是相互隔离的。·冷却水带出的热量大于从空调室内移出的热量，其差额部分就是制冷机耗能做功产生的热量。·上述热量转移过程必须连续不断地进行，通道中任何一个地方都不能中断或消弱热量转移；否则，该处就会因为热量堆积而引发故障。·热量转移的最终归属应该是一个