建筑電氣節(jié)能技術(shù)哈工大所課件七

建筑電氣節(jié)能技術(shù)第三章.中央空調(diào)系統(tǒng)及節(jié)能技術(shù)第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)一.問(wèn)題的提出二.變流量水系統(tǒng)的基本概念及原理三.中央空調(diào)水系統(tǒng)的負(fù)荷特性四.變流量水系統(tǒng)的類型五.變流量水系統(tǒng)的控制方案第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)問(wèn)題的提出一.問(wèn)題的提出據(jù)新華社成都2009年12月12日電(記者齊中熙)中國(guó)房地產(chǎn)研究會(huì)副會(huì)長(zhǎng)顧云昌表示,中國(guó)現(xiàn)在每年新建的房屋面積占到世界總量的50%,而建筑能耗占到中國(guó)全社會(huì)能耗總量的40%。

建筑能耗所占的比例第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)問(wèn)題的提出中央空調(diào)存在的問(wèn)題：1.建筑空調(diào)都是以最不利工況為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；2.空調(diào)系統(tǒng)在大部分時(shí)間都是在部分負(fù)荷下運(yùn)行。3.在國(guó)內(nèi)，絕大多數(shù)大型建筑空調(diào)水系統(tǒng)均為定流量系統(tǒng)容量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需要，浪費(fèi)能源。解決方法：根據(jù)空調(diào)負(fù)荷變化對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行變流量節(jié)能控制，一種有效的節(jié)能手段。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)問(wèn)題的提出一個(gè)理想的空調(diào)水系統(tǒng)它應(yīng)該具備如下的特點(diǎn)：1)負(fù)荷變化時(shí)保持冷卻水和冷凍水的送回水溫差不變；2)水系統(tǒng)運(yùn)行能耗最小，當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，冷水機(jī)組運(yùn)行能耗隨之減少，水泵運(yùn)行能耗也隨負(fù)荷的減小而相應(yīng)減少；3)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，一次投資少；4)具備儲(chǔ)能功能。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)問(wèn)題的提出二.變流量水系統(tǒng)的基本概念及原理目的：使冷水所載的冷量及冷卻水所帶走的熱量與不斷變化的末端負(fù)荷相匹配，從而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。圖為二級(jí)泵系統(tǒng)。冷源所在環(huán)路稱為一次環(huán)路，水泵稱為一次泵；空調(diào)末端所在環(huán)路稱為二次環(huán)路，水泵稱為二次泵。管段A-B稱為旁通管，它為一次環(huán)路和二次環(huán)路共用。

第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理二次泵系統(tǒng)可用熱力學(xué)第一定律表述為：

3-1熱力學(xué)第一定律表明，在冷水系統(tǒng)中，可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際冷負(fù)荷大小調(diào)整冷水流量或冷水系統(tǒng)送回水溫差。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理在負(fù)荷末端，進(jìn)行冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，Q、W、Δt己經(jīng)確定。

Q為系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況下的冷負(fù)荷，Δt為按規(guī)范確定的溫差，一般取5℃。但是當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際冷負(fù)荷Q變化時(shí)，為保證式3-1的平衡，由熱力學(xué)第一定律，必須改變冷水流量W或溫差Δt

的大小。例如當(dāng)冷負(fù)荷在某一時(shí)刻為設(shè)計(jì)值的50%，并且冷水送水溫度不變，那么對(duì)于冷水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可能會(huì)產(chǎn)生三種情況：A.流量W減為設(shè)計(jì)流量的50%；----變流量系統(tǒng)B.Δt減??；----定流量系統(tǒng)

C.兩者同時(shí)變化。理想的變水量系統(tǒng)：冷水流量與負(fù)荷成線性關(guān)系。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理水泵的流量、揚(yáng)程、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系表示如下：

3-23-33-4以上3-1，3-2，3-3稱水泵的相似定律?？捎靡韵虑€描述：第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理

從相似定律可以看出，在理想狀況下，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速變化時(shí)，水泵功率將與轉(zhuǎn)速成三次方變化。即如果水泵轉(zhuǎn)速為設(shè)計(jì)工況下轉(zhuǎn)速的50%時(shí)，其功率將為設(shè)計(jì)工況下的12.5%。因此，變流量（變頻調(diào)速）對(duì)水泵的節(jié)能有很大的潛力。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)基本概念及原理，三.中央空調(diào)水系統(tǒng)的負(fù)荷特性（將討論節(jié)能的可行性）負(fù)荷主要來(lái)自圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱(包括太陽(yáng)輻射)和新風(fēng)負(fù)荷。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)水系統(tǒng)負(fù)荷特性表3-1，3-2說(shuō)明：冷水機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)一般留有20%裕量，即建筑物的最大冷量是冷水機(jī)容量的80%。因此可以推論：第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)水系統(tǒng)負(fù)荷特性一般流量的調(diào)節(jié)范圍可控制在70%3-5(或60%)～100%之間。變流量與定流量?jī)?-6種系統(tǒng)的水流量分別可表示為：3-7

第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)水系統(tǒng)負(fù)荷特性建筑負(fù)荷的實(shí)際能耗將遵守水泵相似定律，能耗只有設(shè)計(jì)工況時(shí)的21.6%～51.2%。所以變流量水系統(tǒng)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果將非常明顯。同時(shí)使用系數(shù)和參差系數(shù)按照0.6-0.8進(jìn)行計(jì)算，即：

3-8第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)水系統(tǒng)負(fù)荷特性四.變流量水系統(tǒng)的類型1.變流量一次泵系統(tǒng)①冷源側(cè)定流量，負(fù)荷側(cè)變流量的一次泵系統(tǒng)variableprimaryflow簡(jiǎn)稱：VPF對(duì)制冷機(jī)與水泵來(lái)說(shuō)：是先串后并方式。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)變流量水系統(tǒng)電動(dòng)兩通閥：只有開(kāi)、關(guān)兩個(gè)狀態(tài)。工作特點(diǎn)：A.只有一組定速泵,靠電磁閥調(diào)節(jié)流量;B.旁通管上多一個(gè)控制閥，當(dāng)系統(tǒng)水量小于單臺(tái)冷凍機(jī)最小允許流量時(shí)，旁通閥打開(kāi)，旁通一部分水量使冷凍機(jī)運(yùn)行在最小允許流量之上。最小流量由流量計(jì)或壓差傳感器測(cè)得。

第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)變流量水系統(tǒng)②水泵與冷水機(jī)組獨(dú)立并聯(lián)的方式工作特點(diǎn):A.靠電磁閥調(diào)節(jié)流量,B.接管較為方便，機(jī)房布置整潔、有序。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)變流量水系統(tǒng)2.冷源側(cè)定流量，負(fù)荷側(cè)變流量二次泵系統(tǒng)冷水機(jī)組多數(shù)要求通過(guò)蒸發(fā)器的水流量為恒定流量，負(fù)荷側(cè)和冷源側(cè)分別設(shè)置水泵工作特點(diǎn)：1)可得到用戶需要的不同水溫；2)系統(tǒng)冷源為定流量，而輸送泵和負(fù)荷環(huán)路為變流量。第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)變流量水系統(tǒng)3.單環(huán)路變水流量系統(tǒng)構(gòu)造前提：使用變負(fù)荷冷水機(jī)，允許蒸發(fā)器內(nèi)的水流量變化。運(yùn)行有嚴(yán)格的要求：A.負(fù)荷不小于規(guī)定值；B.供回水溫差不大于預(yù)定值。工作特點(diǎn)：A.節(jié)省了初投資；B.冷凍水流量和冷水機(jī)容量都可以有效配合各種負(fù)荷；C.便于計(jì)算機(jī)控制第三章.第二節(jié)中央空調(diào)變流量控制節(jié)能技術(shù)變流量水系統(tǒng)第三桐章.侍第二蘋節(jié)男中央社空調(diào)祥變流示量控尤制節(jié)擱能技攏術(shù)控制鹽方案五.堪變流鴉量水閱系統(tǒng)汪的控寺制方越案溴化玩鋰直孟燃機(jī)盒原理鋒：溴化寨鋰吸蕉收式抬制冷旱機(jī)是怨以溴劍化鋰私溶液丹為吸績(jī)收劑沃，以水為制恩冷劑，雪利用水槽在高真滔空下蒸軋發(fā)吸熱憶達(dá)到制怒冷的目的。為蓋使制冷例過(guò)程能異連續(xù)不撒斷地進(jìn)蠶行下去把，蒸發(fā)木后的冷劑水第蒸氣逢被溴溝化鋰描溶液林所吸趟收，捉溶液持變稀婦，這歸一過(guò)貸程是在吸收孩器中發(fā)借生的，磁然后以蝦熱能為武動(dòng)力，應(yīng)將溶液竊加熱使其水燦份分止離出姓來(lái)，揉而溶秘液變剝濃，惡這一販過(guò)程運(yùn)是在肥發(fā)生魄器中進(jìn)行的誕。發(fā)生衫器中得擠到的蒸席汽在冷墊凝器中籌凝結(jié)成待水，經(jīng)節(jié)流后秩再送至糖蒸發(fā)器把中蒸發(fā)阿。如此腎循環(huán)達(dá)菠到連續(xù)梯制冷的目的。擁可見(jiàn)溴醒化鋰吸冷收式制佳冷機(jī)主解要是由勒：吸收堂器、發(fā)生器、筍冷凝器卷和蒸發(fā)訓(xùn)器四部堵分組成撒的。舉例揀：某康綜合坡體1訂-2伙6樓秧為賓魄館客陳房，條裙樓食為大莖堂及案商場(chǎng)潛。采棕用3勺臺(tái)直敢燃式篇溴化捆鋰吸鎖收式嫩制冷漁（熱拌泵）抽機(jī)組財(cái)。該葉系統(tǒng)撇冷凍疫水系竭統(tǒng)類執(zhí)型屬括于冷仗源側(cè)攪定流姻量，叼負(fù)荷殖側(cè)變騾流量候的一招次泵壇水系報(bào)統(tǒng)。烈該水棋系統(tǒng)丑在部府分負(fù)嚼荷運(yùn)瀉行的果時(shí)候女，只姻能通壟過(guò)停劈燕用部竹分冷孔凍水動(dòng)泵和捎冷卻覆水泵房誠(chéng)來(lái)實(shí)平現(xiàn)節(jié)默能。別以冷令凍水翻循環(huán)問(wèn)為例善，當(dāng)視大廈壘負(fù)荷記不足辭50壤%時(shí)擊，可成以停座用一幟臺(tái)冷檔凍水肯泵，僵另一谷臺(tái)滿嗽負(fù)荷禿運(yùn)行誼。當(dāng)?shù)∝?fù)荷追大于命50期%時(shí)眨，兩瘦臺(tái)水笨泵則玻要同饒時(shí)滿遇負(fù)荷煉運(yùn)行祝。由齒此可蝴見(jiàn)，壓水泵鴨的負(fù)晃荷只芳能是膨50垮%和遲10豎0%開(kāi)有級(jí)怎可調(diào)運(yùn)，除林非負(fù)暫荷剛趴好處趨于5鉆0%鴿和1科00集%，妖否則菠都會(huì)礎(chǔ)有相秤當(dāng)部河分能固耗的咬浪費(fèi)窗。第三討章.飽第二檔節(jié)睛中央朋空調(diào)賽變流蔑量控爪制節(jié)膨能技罵術(shù)控制鋪方案圖3扭-2賴4大廈中央空調(diào)水系統(tǒng)圖將冷凍荷水和冷區(qū)卻水均稻設(shè)計(jì)為帥變流量算的控制挪系統(tǒng)1.冷蛛凍水側(cè)削的變流退量控制古方案已知原才系統(tǒng)為運(yùn)冷源側(cè)堅(jiān)定流量范，負(fù)荷他側(cè)變流禾量的一瞧次泵系駝統(tǒng)。制輝冷機(jī)組短本身也錫具有的冬變負(fù)荷素運(yùn)行能董力，允怠許根據(jù)治負(fù)荷的億大小改觀變制冷階機(jī)蒸發(fā)臨器內(nèi)的殘流量，腰所以可鍬以將系捐統(tǒng)改造銹成為一擇個(gè)一次監(jiān)泵變流互量系統(tǒng)聲（VP狹F）。當(dāng)末端識(shí)空調(diào)負(fù)頭荷變化狂時(shí)，電撈動(dòng)二通貝閥調(diào)節(jié)蝦開(kāi)度，摸改變冷眨凍水量禮，此時(shí)寬一采用稿定的控膠制措施踢，變頻聾水泵和寨冷凍機(jī)豈組荷的椅改的水稅流量都爆隨負(fù)變勢(shì)而改變控，通過(guò)雕調(diào)整冷剖水流量抄和制冷霧機(jī)容量弱，能有見(jiàn)效滿足炊所有負(fù)達(dá)荷工況蠻，另外得在旁通蛙管上增色設(shè)了旁寬通控制午閥，以交維持運(yùn)丘行冷凍皆機(jī)的最褲小流量恥。控制策償略：采第取定溫屯差控制提法或定咱壓差控死制法。第三章家.第二抹節(jié)中杯央空調(diào)燙變流量套控制節(jié)波能技術(shù)控制方盞案①冷凍水伸溫差控制化法根據(jù)公盼式：第三率章.蘆第二黑節(jié)歉中央期空調(diào)諸變流儀量控位制節(jié)獻(xiàn)能技桌術(shù)控制耗方案②壓差控躲制：因?yàn)樗擦T性逆時(shí)間常符數(shù)小，軍壓力變嚇化會(huì)比親溫度變膜化迅速道得多，懷故采用蛙壓差控閥制。水系塑統(tǒng)的氏功率期、揚(yáng)羊程及爺流量豆?jié)M足忍下式綠：揚(yáng)程H與供、自回水總逝管壓差四△P成線傭性關(guān)粗系。較如果H不變，鄉(xiāng)豐則水泵俱功率N只與持流量G的一次洋方成正府比，這椅種系統(tǒng)黨節(jié)能不叔顯著。第三章汽.第二昨節(jié)中支央空調(diào)富變流量瓜控制節(jié)普能技術(shù)控制父方案在定慘壓系遮統(tǒng)中唱，流蚊量從G0變化密到G′時(shí)，水旺泵速度只是剩由n0到曲孔線n1，系統(tǒng)寄壓差H0不變。實(shí)際上品在滿足泉流量的情況下鏡，水泵洲速度是慘可以由n0調(diào)到n2,此時(shí)吧壓差咳降低(H0-H1)，篩整個(gè)伐系統(tǒng)京處在變壓瞇狀態(tài)耳，此幅時(shí)水蟻泵能家耗將會(huì)透大幅搶度下寇降。如果真把正實(shí)現(xiàn)爭(zhēng)節(jié)能，輝壓差必撇須改變?，F(xiàn)討炊論G-妻H曲線浙：第三辜章.辮第二櫻節(jié)第中央毯空調(diào)吳變流借量控愈制節(jié)叫能技惰術(shù)控制方古案通過(guò)調(diào)橋整一次肉泵的轉(zhuǎn)器速來(lái)使最不利妻環(huán)路的獎(jiǎng)壓差保持奮不變質(zhì)的控制法訊，稱為最不詢利環(huán)片路壓書差控都制法。根據(jù)最跟不利環(huán)找路特性線設(shè)定Δ扶Pc，猾計(jì)算油機(jī)通過(guò)寫壓差傳牢感器測(cè)到最典不利末耳端的壓耗差ΔP，對(duì)姓兩者志的大釘小進(jìn)急行比確較，棉來(lái)調(diào)繼節(jié)水泵吸轉(zhuǎn)速圾。根貪據(jù)公桿式：第三章拼.第二懇節(jié)中紛央空調(diào)辟變流量稀控制節(jié)榜能技術(shù)控制討方案圖3-墾16未土壤熱間泵系統(tǒng)第三章盜.第二陣節(jié)中棒央空調(diào)趟變流量旨控制節(jié)獨(dú)能技術(shù)控制方妖案2.冷卻陽(yáng)水系萌統(tǒng)變富流量倡控制再方法在滿足贊負(fù)荷的蛾前提下哨（制冷宋機(jī)CO塞P值癢不變）雹，控制賽冷卻水流躺量越止小越陽(yáng)節(jié)能陳。①冷卻水壘變流量疲定溫差貢控制方滅法保持冷奧凝器內(nèi)馳冷卻水雄進(jìn)出水輕溫差不鳴變。流奔量會(huì)隨刑負(fù)荷而朱變化，為了珠保證座水流亦