中央空調(diào)改造方案問題
發(fā)布時間：2013年08月03日 點擊數(shù)：
中央空調(diào)改造方案問題
1、例如，當(dāng)兩臺冷凍水額定流量分別為 200m3/h、100m3/h 的機組并聯(lián)運行時，假設(shè)某 一時刻系統(tǒng)所需冷凍水總量為 150 m3/h，此時兩臺機組實際冷凍水流量極有可能按 照設(shè)計工況下的比例進行分配，即分別為 100m3/h、50m3/h，如此時系統(tǒng)供回水溫 差為 5℃ ，兩臺機組制冷量雖不同（比值為 2:1），但其負(fù)載率均為 50%。
2、不同機組在不同負(fù)荷率的EER是不同的，當(dāng)制冷量需求變化時，要切換成最節(jié)能的機組或機組組合運行，實現(xiàn)最優(yōu)中央空調(diào)改造方案組合。
3、多個機頭機組在部分機頭運行時，當(dāng)水流量隨著制冷量的變小而變小，分配給部分機頭的蒸發(fā)器流量也隨之減小，流速降低，有可能導(dǎo)致蒸發(fā)溫度下降而造成在管板接縫處結(jié)冰，而破壞蒸發(fā)器。
4、當(dāng)蒸發(fā)器進出水溫差保持不變時，冷凍水流量與機組負(fù)荷率 n 成比例減小，此時制冷劑側(cè)及管壁熱阻值也穩(wěn)定不變，水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αw 按照流速 v 的 0.8次方變化，對于干式蒸發(fā)器，水側(cè)熱阻R w一般占總熱阻 R 的 35%～40%。
5、即相對流量在75%～100% 范圍變化時，機組 EER 變化幅度不到 4%?？紤]到不同測試工況下，難以保證機組冷凝溫度等其它參數(shù)工況的完全一致，加上測試誤差，所以，當(dāng)冷凍水流量減小時，機組實際 EER 變化幅度可能更小。相關(guān)測試數(shù)據(jù)也表明，當(dāng)冷凍水流量在額定流量的 50%以上時，變流量對機組的性能幾乎沒有影響。因此，可以得出，冷凍水流量在一定范圍內(nèi)變化時，其對機組能效影響甚小，這就為冷凍水系統(tǒng)變流量節(jié)能創(chuàng)造了十分有利的條件。
6、溫差控制的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，只需在機房內(nèi)布置傳感器和傳輸導(dǎo)線，投資較低，特別適用于原有空調(diào)系統(tǒng)變流量節(jié)能改造、或末端大多裝設(shè)電動二通開關(guān)閥且負(fù)荷變化較為一致的賓館客房部、辦公等建筑中。當(dāng)采取這種控制方式時，冷凍水流量依建筑整體負(fù)荷一致變化，對于存在不同功能房間負(fù)荷變化不一致的情況時（如商業(yè)樓中的商場和寫字樓部分），該種控制方式容易產(chǎn)生水力失調(diào)。此外，由于溫差控制檢測的是同一時刻下的溫度信號，一幢大樓的冷凍水循環(huán)一周通常需要幾分鐘甚至十幾分鐘的時間，因此，該種控制方式反應(yīng)較慢，存在一定的滯后性。
7、最不利未端壓差控制方法實時性好、反應(yīng)迅速、各末端支路不易產(chǎn)生水力失調(diào)。但也存在一些缺點，如布線較長、施工不太方便、實際工程中尤其是針對同程式水系統(tǒng)來說其最不利末端環(huán)路確定較為困難、末端必須安裝有電動二通調(diào)節(jié)閥等。
8、和末端定壓差控制方式原理相似，干管定壓差控制則是將壓差變送器布置在機房分、集水器處，通過對實時干管壓差值和設(shè)定壓差值進行比較，控制水泵提高或降低轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)干管壓差的近似恒定。該種控制方法由于線路僅局限在機房內(nèi)，中央空調(diào)改造方案施工方便，且具有控制實時性強、水力平衡性好等優(yōu)點，在實際工程中也得到了普遍應(yīng)用。但是，和溫差控制、末端壓差控制相比，其節(jié)能效果較差。
9、采用溫差控制時，可能會導(dǎo)致大空間某些表冷器供水量不足。而在實際的中央空調(diào)改造方案工程中，表冷器的選型通常都留有 20%以上的裕量，且表冷器排數(shù)多為 6 排，其供冷量與水量的變化并不成等比一致關(guān)系，供冷量降低的速度遠小于水量下降速度。由于表冷器排數(shù)較多，空氣和水的換熱更充分，其對冷水流量偏差的適應(yīng)能力較強。因此，只要控制水泵頻率下限（實際運行時都在 30HZ 以上），溫差調(diào)節(jié)方式對局部末端換熱能力下降的影響并不會太明顯。
10、由于采用了變頻控制，水量和揚程都會變小，但揚程下降的更快，會不會出現(xiàn)揚程滿足不了要求。實際上，系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)揚程和流量，當(dāng)揚程不足時，自動會減少流量而保持揚程。
11、當(dāng)變頻泵+定頻泵運轉(zhuǎn)時，變頻泵設(shè)定頻率下限，防止水倒流到變頻泵。
12、當(dāng)比轉(zhuǎn)速小于 0.4 時，變頻器效率衰減較快，當(dāng)比轉(zhuǎn)速高于 0.5 時，電機效率及變頻器效率都高于 0.85。因此，為了使水泵高效運行，建議變頻調(diào)速比控制在 0.5 以上。
13、1)采用“1 臺定頻+1 臺變頻”的水泵搭配時，其總能耗高于兩臺泵同時變頻時的情況，且定、變組合下的流量調(diào)節(jié)范圍較小，變頻泵運行容易進入“死點”， 造成嚴(yán)重的安全隱患。定速泵與變速泵相結(jié)合的方案雖然能降低部分初投資，但其運行能耗較高，變速泵運行效率較低且容易出現(xiàn)安全問題，因此，在變水量系統(tǒng)中，推薦采用水泵全部變速的方案。這和文獻[45～47]中的結(jié)論一致。2）冷水機組“一大一小”搭配運行時，冷凍水泵采取“一大一小”同步調(diào)速時的運行能耗小于采取“兩臺大泵”同步調(diào)速運行時的能耗。因此，對于多臺不同型號的冷水機組并聯(lián)運行時，其冷凍水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)應(yīng)開啟相應(yīng)型號的水泵進行同 步變頻運行，以實現(xiàn)節(jié)能效果最優(yōu)。
14、干管定壓差控制時，水泵控制曲線： H = Δ P +0.000175Q2，下面將分 ΔP=7、15、22 mH2O 的三種干管壓差設(shè)定值進行計算；最不利末端定壓差控制時，水泵控制曲線： H = 5+0.000189Q2；定溫差控制時，水泵控制曲線： H =0.00022Q2；為了保證水泵變頻后仍能具有較高的效率，設(shè)定其變頻下限值為 30HZ。同時，為了保證機組安全運行，冷凍水流量下限值設(shè)定為機組額定流量的 50%。、
15、冷凍水系統(tǒng)采取不同的流量調(diào)節(jié)方式時，其水泵運行總能耗的大小排序為：定流量能耗＞節(jié)流調(diào)節(jié)能耗＞干管壓差控制能耗＞干管壓差控制能耗＞干管壓差控制能耗＞末端壓差控制能耗＞干管溫差控制能耗（ΔT=7℃）。
16、冷卻水變流量雖然會降低水泵能耗，但是制冷機組能耗的增加也是明顯的，綜合節(jié)能效果較差或者反而會多耗能，并且流量降低后，管道水流沖刷能力減弱，易造成冷凝器結(jié)垢，換熱效果變差，縮短機組壽命。再者，冷卻水環(huán)路沒有變流量的需求。因此，這些作者不支持冷卻水變流量，認(rèn)為變流量反而可能造成“因小失大”，白白增加水泵變頻投資，得不償失。
17、常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)是固定冷卻水流量，定溫差變流量系統(tǒng)是固定冷凝器進出水溫差，而冷凝溫度控制的變流量系統(tǒng)則是固定冷凝器出水溫度。定溫差控制時，冷卻水流量與負(fù)荷呈線性變化，冷凝溫度控制時其流量不再與負(fù)荷等比變化，負(fù)荷越小時，室外溫度可能越低，兩種控制方式的流量差異也越大。在某一部分負(fù)荷下，相比與定溫差控制，冷凝溫度控制時機組冷凝溫度稍高，能耗較大，而水泵能耗卻較低，其能充分發(fā)揮水泵的節(jié)能潛力、冷卻塔的換熱能力及充分利用部分負(fù)荷下的室外氣候特征。故冷凝溫度控制法對于水泵功率權(quán)重較高、建筑部分負(fù)荷率較高的系統(tǒng)更為適合。在控制方面，定溫差控制需要兩個溫度測點，而冷凝溫度控制只需要一個測點，其控制精度更高，也更簡便易行。對于兩種控制方式的節(jié)能效果的比較，其與建筑負(fù)荷特性、室外氣候特性、機組變流量性能、水泵功率相對大小等多因素 有關(guān)，應(yīng)針對具體工程做具體計算和分析。
18可以看出，當(dāng)采用 37℃冷凝器出水控制時，冷卻水變流量的綜合節(jié)能效果最好，夏季總節(jié)能量為 37744 kW·h，節(jié)能率為 29.4%（相對于定流量下冷卻水泵能耗）。可見，對于冷卻水泵功率與制冷機組功率比值高達 15.4%的主教冷卻水系統(tǒng)來說，設(shè)法降低水泵的運行能耗將會更有效地促進系統(tǒng)整體節(jié)能，因此，采用冷凝溫度控制法帶來的節(jié)能率普遍高于溫差控制方式。當(dāng)采用 3℃定溫差控制時，雖然有利于主機的節(jié)能，但冷卻水流量的增加將使水泵能耗大幅上升，綜合節(jié)能率僅為 1.8%，如繼續(xù)降低溫差運行，不僅不節(jié)能反而會多耗能。所以，在冷卻水泵功率所占比重較高的空調(diào)系統(tǒng)中，推薦對冷卻水進行變流量，且相比于定溫差變頻控制方式，此時采用定冷凝溫度控制方式將更有利于系統(tǒng)節(jié)能。
19、從自控系統(tǒng)監(jiān)控主界面上可實時方便地手動/自動控制各設(shè)備的運行工況。例如，需調(diào)節(jié)冷凍水泵頻率時，只需點擊相應(yīng)的“冷凍水泵”圖標(biāo)，然后在彈出的頻率控制界面上手動輸入合適的頻率即可。此外，系統(tǒng)還能針對主要部件和位置的實時水溫、壓力、流量、功率等參數(shù)進行自動記錄和保存。
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