建筑電氣節(jié)能技術哈工大所課件七

建筑電氣節(jié)能技術第三章.中央空調系統(tǒng)及節(jié)能技術第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術一.問題的提出二.變流量水系統(tǒng)的基本概念及原理三.中央空調水系統(tǒng)的負荷特性四.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)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出一.問題的提出據(jù)新華社成都2009年12月12日電(記者齊中熙)中國房地產研究會副會長顧云昌表示,中國現(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全社會能耗總量的40%。

建筑能耗所占的比例第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出中央空調存在的問題：1.建筑空調都是以最不利工況為設計標準；2.空調系統(tǒng)在大部分時間都是在部分負荷下運行。3.在國內，絕大多數(shù)大型建筑空調水系統(tǒng)均為定流量系統(tǒng)容量往往遠遠大于實際需要，浪費能源。解決方法：根據(jù)空調負荷變化對水系統(tǒng)進行變流量節(jié)能控制，一種有效的節(jié)能手段。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出一個理想的空調水系統(tǒng)它應該具備如下的特點：1)負荷變化時保持冷卻水和冷凍水的送回水溫差不變；2)水系統(tǒng)運行能耗最小，當負荷減少時，冷水機組運行能耗隨之減少，水泵運行能耗也隨負荷的減小而相應減少；3)系統(tǒng)簡單，一次投資少；4)具備儲能功能。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出二.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荷相匹配，從而節(jié)約運行費用。圖為二級泵系統(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)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理二次泵系統(tǒng)可用熱力學第一定律表述為：

3-1熱力學第一定律表明，在冷水系統(tǒng)中，可以根據(jù)系統(tǒng)的實際冷負荷大小調整冷水流量或冷水系統(tǒng)送回水溫差。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理在負荷末端，進行冷水系統(tǒng)設計時，Q、W、Δt己經(jīng)確定。

Q為系統(tǒng)設計工況下的冷負荷，Δt為按規(guī)范確定的溫差，一般取5℃。但是當系統(tǒng)實際冷負荷Q變化時，為保證式3-1的平衡，由熱力學第一定律，必須改變冷水流量W或溫差Δt

的大小。例如當冷負荷在某一時刻為設計值的50%，并且冷水送水溫度不變，那么對于冷水系統(tǒng)來說可能會產生三種情況：A.流量W減為設計流量的50%；----變流量系統(tǒng)B.Δt減?。?---定流量系統(tǒng)

C.兩者同時變化。理想的變水量系統(tǒng)：冷水流量與負荷成線性關系。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理水泵的流量、揚程、功率與轉速的關系表示如下：

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)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理

從相似定律可以看出，在理想狀況下，當水泵轉速變化時，水泵功率將與轉速成三次方變化。即如果水泵轉速為設計工況下轉速的50%時，其功率將為設計工況下的12.5%。因此，變流量（變頻調速）對水泵的節(jié)能有很大的潛力。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理，三.中央空調水系統(tǒng)的負荷特性（將討論節(jié)能的可行性）負荷主要來自圍護結構傳熱(包括太陽輻射)和新風負荷。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術水系統(tǒng)負荷特性表3-1，3-2說明：冷水機在設計時一般留有20%裕量，即建筑物的最大冷量是冷水機容量的80%。因此可以推論：第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術水系統(tǒng)負荷特性一般流量的調節(jié)范圍可控制在70%3-5(或60%)～100%之間。變流量與定流量兩3-6種系統(tǒng)的水流量分別可表示為：3-7

第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術水系統(tǒng)負荷特性建筑負荷的實際能耗將遵守水泵相似定律，能耗只有設計工況時的21.6%～51.2%。所以變流量水系統(tǒng)對中央空調系統(tǒng)的節(jié)能效果將非常明顯。同時使用系數(shù)和參差系數(shù)按照0.6-0.8進行計算，即：

3-8第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術水系統(tǒng)負荷特性四.變流量水系統(tǒng)的類型1.變流量一次泵系統(tǒng)①冷源側定流量，負荷側變流量的一次泵系統(tǒng)variableprimaryflow簡稱：VPF對制冷機與水泵來說：是先串后并方式。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術變流量水系統(tǒng)電動兩通閥：只有開、關兩個狀態(tài)。工作特點：A.只有一組定速泵,靠電磁閥調節(jié)流量;B.旁通管上多一個控制閥，當系統(tǒng)水量小于單臺冷凍機最小允許流量時，旁通閥打開，旁通一部分水量使冷凍機運行在最小允許流量之上。最小流量由流量計或壓差傳感器測得。

第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術變流量水系統(tǒng)②水泵與冷水機組獨立并聯(lián)的方式工作特點:A.靠電磁閥調節(jié)流量,B.接管較為方便，機房布置整潔、有序。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術變流量水系統(tǒng)2.冷源側定流量，負荷側變流量二次泵系統(tǒng)冷水機組多數(shù)要求通過蒸發(fā)器的水流量為恒定流量，負荷側和冷源側分別設置水泵工作特點：1)可得到用戶需要的不同水溫；2)系統(tǒng)冷源為定流量，而輸送泵和負荷環(huán)路為變流量。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術變流量水系統(tǒng)3.單環(huán)路變水流量系統(tǒng)構造前提：使用變負荷冷水機，允許蒸發(fā)器內的水流量變化。運行有嚴格的要求：A.負荷不小于規(guī)定值；B.供回水溫差不大于預定值。工作特點：A.節(jié)省了初投資；B.冷凍水流量和冷水機容量都可以有效配合各種負荷；C.便于計算機控制第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術變流量水系統(tǒng)第三桐章.侍第二蘋節(jié)男中央社空調祥變流示量控尤制節(jié)擱能技攏術控制鹽方案五.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盒原理鋒：溴化寨鋰吸蕉收式抬制冷旱機是怨以溴劍化鋰私溶液丹為吸績收劑沃，以水為制恩冷劑，雪利用水槽在高真滔空下蒸軋發(fā)吸熱憶達到制怒冷的目的。為蓋使制冷例過程能異連續(xù)不撒斷地進蠶行下去把，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，這歸一過貸程是在吸收孩器中發(fā)借生的，磁然后以蝦熱能為武動力，應將溶液竊加熱使其水燦份分止離出姓來，揉而溶秘液變剝濃，惡這一販過程運是在肥發(fā)生魄器中進行的誕。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)達菠到連續(xù)梯制冷的目的。擁可見溴醒化鋰吸冷收式制佳冷機主解要是由勒：吸收堂器、發(fā)生器、筍冷凝器卷和蒸發(fā)訓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潛。采棕用3勺臺直敢燃式篇溴化捆鋰吸鎖收式嫩制冷漁（熱拌泵）抽機組財。該葉系統(tǒng)撇冷凍疫水系竭統(tǒng)類執(zhí)型屬括于冷仗源側攪定流姻量，叼負荷殖側變騾流量候的一招次泵壇水系報統(tǒng)。烈該水棋系統(tǒng)丑在部府分負嚼荷運瀉行的果時候女，只姻能通壟過停劈燕用部竹分冷孔凍水動泵和捎冷卻覆水泵房誠來實平現(xiàn)節(jié)默能。別以冷令凍水翻循環(huán)問為例善，當視大廈壘負荷記不足辭50壤%時擊，可成以停座用一幟臺冷檔凍水肯泵，僵另一谷臺滿嗽負荷禿運行誼。當?shù)∝摵勺反笥诿?0期%時眨，兩瘦臺水笨泵則玻要同饒時滿遇負荷煉運行祝。由齒此可蝴見，壓水泵鴨的負晃荷只芳能是膨50垮%和遲10豎0%開有級怎可調運，除林非負暫荷剛趴好處趨于5鉆0%鴿和1科00集%，妖否則菠都會礎有相秤當部河分能固耗的咬浪費窗。第三討章.飽第二檔節(jié)睛中央朋空調賽變流蔑量控爪制節(jié)膨能技罵術控制鋪方案圖3扭-2賴4大廈中央空調水系統(tǒng)圖將冷凍荷水和冷區(qū)卻水均稻設計為帥變流量算的控制挪系統(tǒng)1.冷蛛凍水側削的變流退量控制古方案已知原才系統(tǒng)為運冷源側堅定流量范，負荷他側變流禾量的一瞧次泵系駝統(tǒng)。制輝冷機組短本身也錫具有的冬變負荷素運行能董力，允怠許根據(jù)治負荷的億大小改觀變制冷階機蒸發(fā)臨器內的殘流量，腰所以可鍬以將系捐統(tǒng)改造銹成為一擇個一次監(jiān)泵變流互量系統(tǒng)聲（VP狹F）。當末端識空調負頭荷變化狂時，電撈動二通貝閥調節(jié)蝦開度，摸改變冷眨凍水量禮，此時寬一采用稿定的控膠制措施踢，變頻聾水泵和寨冷凍機豈組荷的椅改的水稅流量都爆隨負變勢而改變控，通過雕調整冷剖水流量抄和制冷霧機容量弱，能有見效滿足炊所有負達荷工況蠻，另外得在旁通蛙管上增色設了旁寬通控制午閥，以交維持運丘行冷凍皆機的最褲小流量恥。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)中杯央空調燙變流量套控制節(jié)波能技術控制方盞案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)歉中央期空調諸變流儀量控位制節(jié)獻能技桌術控制耗方案②壓差控躲制：因為水疾力慣性逆時間常符數(shù)小，軍壓力變嚇化會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、揚羊程及爺流量豆?jié)M足忍下式綠：揚程H與供、自回水總逝管壓差四△P成線傭性關粗系。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)中支央空調富變流量瓜控制節(jié)普能技術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，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調到n2,此時吧壓差咳降低(H0-H1)，篩整個伐系統(tǒng)京處在變壓瞇狀態(tài)耳，此幅時水蟻泵能家耗將會透大幅搶度下寇降。如果真把正實現(xiàn)爭節(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)第中央毯空調吳變流借量控愈制節(jié)叫能技惰術控制方古案通過調橋整一次肉泵的轉器速來使最不利妻環(huán)路的獎壓差保持奮不變質的控制法訊，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)找路特性線設定Δ扶Pc，猾計算油機通過寫壓差傳牢感器測到最典不利末耳端的壓耗差ΔP，對姓兩者志的大釘小進急行比確較，棉來調繼節(jié)水泵吸轉速圾。根貪據(jù)公桿式：第三章拼.第二懇節(jié)中紛央空調辟變流量稀控制節(jié)榜能技術控制討方案圖3-墾16未土壤熱間泵系統(tǒng)第三章盜.第二陣節(jié)中棒央空調趟變流量旨控制節(jié)獨能技術控制方妖案2.冷卻陽水系萌統(tǒng)變富流量倡控制再方法在滿足贊負荷的蛾前提下哨（制冷宋機CO塞P值癢不變）雹，控制賽冷卻水流躺量越止小越陽節(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馳冷卻水雄進出水輕溫差不鳴變。流奔量會隨刑負荷而朱變化，為了珠保證座水流亦