中央空调系统的节能运行.docx
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中央空调系统的节能运行.docx
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中央空调系统的节能运行
中央空调系统的节能运行
机关管理服务中心动力处叶宁
引言
我们将冬季热泵循环性能系数和夏季热泵的能效比表达形式均采用COP(能效比)表示。
COP值(制冷效率)实际就是系统所能实现的制冷量(制热量)和输入功率的比值,在相同的工况下,其比值越大说明这个系统的效率越高越节能。
中央空调系统的节能办法体现在检测和运行维护中。
检测是判断系统是否节能的基础。
因此需要检测,加强维护管理。
一.空调系统的检测
检测依据:
《通风与空调工程施工及验收规范》GB50243-2002
《采暖通风和空气调节设计规范》GB50019-2003
《组合式空调机组》GB/T14294-93
《风机盘管机组》GB/T19232-2003
1.室内空气温湿度的检测:
对于舒适性空调,测点布置在室中心或具有代表性的位置,一般当室内面积小于等于50平方米,测室中心一点;当室内面积大于50平方米至少测5点;测点一般应离开外墙表面和热源不小于0.5m,测点高度宜取距地面1.2米处。
对于恒温恒湿空调机房测点布置,当温湿度波动范围较大时,室面积小于等于50平方米时测点数为5个,室面积每增加20-50平方米,测点数增加3-5个;当温湿度波动范围较小时,测点间距不应大于2米,点数不应小于5个。
相关测量仪器:
玻璃水银温度计、温湿度记录仪、普通干、湿球温度计等
2.空调系统风速和风量的检测
检测目的:
检查系统各位置的风量是否符合设计要求。
检测内容:
送回风量、排风量、新风量,以及房间正压风量的测定。
(检测应在通风机正常运转,消除风管中出现的漏风、阀门启动不灵或损坏等问题后进行。
)
系统风量的平衡与调整直接关系到空调房间空气参数能否到达设计要求,以及空调系统能否经济运行。
系统的风量的测试方法:
在风管内,各送风口,回风口处,空调箱内测定。
风速、风量测量的仪表:
热球风速仪,毕托管、数字微压计等。
风口风量测定:
需要专门测风量的仪器——风量罩。
风量罩可测定流经各种风口(散流器、百叶等)的风量。
把风量罩安放在风口上,就可由数字显示屏直接读出进风或排风量。
3.空调系统压力和压差的检测
在空调通风工程中,压力指单位面积上的作用力。
测量仪表:
毕托管、微压差计、U形压力计、微型风压计等
4.空调系统的水流量
空调系统水流量检测方法:
空调系统水流量的检测一般使用超声波流量计。
超声波流量计是利用超声波在流体中的传播速度会随着被测流体流速变化的原理进行测量的。
适用于管径25~2540mm的管道中各种介质的流量测量,并具有较高的测量精度(一般在0.5%~1%)。
二:
中央空调系统在运行维护中的节能体现
空调系统不节能的最主要的原因之一是缺乏良好的运行维护。
中央空调系统的节能体现在运行维护中,应从以下三方面来入手:
主机和冷却塔
空调输送系统(水泵、空调和新风机组、风机盘管、风道等)
降低末端负荷
以下从上述三方面分别进行举例说明
1主机和冷却塔
举例一:
冷水机组选型偏大造成的不节能。
如果冷水机组选型偏大,正常运行时最大制冷量仅为其额定制冷量的很小部分,则对应COP值将很小,机组长期处于低负荷运行状态,节能效率将很低。
经验判断:
离心机在负荷70%以上运行时节能效率较好,机组cop可达5.4,初开机负荷40-50%时,可用较小的螺杆机调节,不同机型的活塞机的cop对负荷的敏感度不同,需要实际测量。
举例二:
机组蒸发器和冷凝器不清洗造成的不节能。
冷水机组蒸发器和冷凝器的污垢热阻导致冷水机组蒸发器和冷凝器传热系数下降,机组性能系数降低。
冷凝器列管在长期运行后,污垢就会达到一定的厚度。
因此在人工清洗之前的大部分时间内,空调一直带垢运行;对管道造成损伤,缩短空调使用寿命;增加能耗。
中央空调在运行过程中常出现结垢、生锈、制冷效果下降,耗电量上升,严重是甚至产生高压跳机现象,因此需要定期对冷凝器列管除垢。
经过清洗后,中央空调制冷效果会明显改善,节省了压缩机时间,相关技术统计表明机组可节电达10%~30%,并延长使用寿命。
举例三:
常见主机、冷却塔运行时需要注意的问题。
冷冻机运行时要注意:
不运行的冷冻机的水阀是否关闭,冷冻水泵(一次)的开启和冷机是否对应,冷冻水分集水器之间旁通阀的开启状态是否正常。
通过测量冷冻水的供回水温度,压缩机电流,冷机水流量,得到冷机的运行效率、制冷量等参数。
冷却塔运行时要注意:
冷却塔是否存在布水不均、填料损坏现象,冷却塔的出水温度是否正常。
测试冷却塔供回水温度检查冷却塔效率。
要保证冷却塔运行期间布水管和布水孔出水均匀,布水孔没有水垢堵塞,填料完整,分布均匀,集水槽内各部位的冷却水被冷却均匀一致。
冷却塔布水均匀是其高效工作的基本要求之一。
冷冻机、冷却塔等是空调系统中装机容量最大的设备,物业部门对其维护保养要较为重视。
做到日常检查、定期保养等,使其做到高效运行。
举例四:
不开的冷机水阀应该关死。
由于冷机是并联的,不运行的冷机如果旁通冷冻水,将导致运行中的冷机运输冷冻水量减少,COP因此降低,对冷机的高效运行不利。
冷冻水旁通将导致混水,实际送入末端的冷水温度升高,导致末端换热效果不佳。
因此:
在低负荷时暂停运行的冷冻机进出口阀门应关死,否则大大影响制冷效果。
举例五:
多台冷机运行时合理选择启停台数而实现节能。
冷机COP值随冷量变化明显,小负荷下离心机组COP(制冷效率)很低。
因此,多台冷机应根据负荷大小和进出口水温合理选择冷机的启停台数,尽量使得每台冷机运行在较高的负荷下,以获得较高的COP,达到节能目的。
举例六:
适当提高冷冻水供水温度。
冷水机组供水温度设定不合理(应根据室外温湿度进行调节,适当提高供水温度,不能永远固定7℃)
冷机的性能同蒸发温度有关:
相关技术统计表明将蒸发器供水温度升高1℃,冷水机组可节能3%。
因此按照负荷变化适时调整冷水机组供水温度,既可以提高冷水机组的运行效率,又可以起到节能效果。
实践证明:
适当提高冷机供水温度能取得较大的节能效果。
一般中央空调冷冻水供水温度设计为7℃,但将冷冻水温度提高到9℃运行,基本不影响人的舒适度,可实现全面的节能效果。
(室内相对湿度会稍有提高)
例如我们可以在7月1日以前,冷水机组的设定温度为9℃;在7月1日到9月10日,冷水机组的设定温度为7℃;在9月10日以后,冷水机组的设定温度为9℃。
举例七:
冷水机组冬季润滑油加热时间可以缩短。
在冬季冷水机组不起动,由于润滑油保温需要,机组处于长时间处于待机状态,而始终保持油温不低于50℃,油加热器不断加热。
建议可将冷水机组待机时间缩短,只在将要供冷前大约一个月左右进行待机保养,可以节省待机耗电。
2空调输送系统(水泵、空调和新风机组、风机盘管、风道等)的清洗维护和运行检查
2.1空调输送系统的清洗维护
重要性:
延长设备使用寿命、提高设备运行效率、降低运行成本。
(1)空气过滤器清洗维护
对于一些常年不经常更换空气过滤器的空调系统,过滤器往往会因为尘土太多,造成过滤器失效。
如果空气过滤器清洗不到位,将引起过滤器阻力过大,风量严重不足。
空调机组的过滤器堵塞,将导致风机运行工况点偏离额定工况点,送风量较少,风机效率降低。
清洗前后,风机效率差距显著。
及时的清洗或更换堵塞的空气过滤器对空调系统的节能运行是必不可少的。
(2)表冷器清洗维护
表冷器是空调系统内的换热设备。
空调系统运行后,表冷器翅片上会沉积大量灰尘,严重影响表冷器的换热能力,也会使污染的处理空气进入空调房间,因此必须清洗。
新风机组表冷器堵塞将导致风量不足,表冷器前后压差阻力增大。
对表冷器进行冲洗,可以有效的减少阻力,增加风量,改变换热效率从而节能。
(3)风道、风口、风机盘管等其他空调设备清洗维护
风道清洗的必要性:
风道污染对人体健康会产生影响;精密机器易发生故障;风管易发生火灾;降低空调送风效率。
风口的污染会使吹出来的气流也夹杂着灰尘等,使室内空气受到污染,因此风口应定期进行清洗。
风口的清洗重点主要是清洗风口内外两侧。
风机盘管的维护保养主要针对以下几方面:
空气过滤网,冷凝水盘,盘管翅片,风机。
清洗风机盘管带来节能,确保了换热效果和明显增加了风量。
风机盘管由于数量多,维护条件限制,清洁维护工作普遍较差,风量偏小换热效果差,同时能耗浪费大,应定期对风机盘管的过滤器等进行清洗。
有加湿器的场合,特别是在冬季,加湿器处的积水可能滋生病菌,污染空调系统,因此在空调清洗中也是一个重要的环节。
综上可见,过滤器、表冷器、风管、风口、风机盘管、加湿器等空调设备的清洗维护是至关重要的,不仅为空调系统的正常运行提供保证,而且可以降低运行成本,减少能耗。
2.2空调输送系统的运行检查
中央空调系统输送系统还包括输送冷热量的各类水泵,它们与冷冻机相比功率较小,但实际上,水泵运行时间较长,而且多数定速运行,不能根据负荷变化而进行调节,再加上普遍存在的水泵选型偏大导致泵常年在低效点工作,不仅增加初投资,而且提高了水泵的运行能耗,因此水泵在总能耗中所占的比重非常大。
变频水泵的应用能起到较大的节能作用。
输送系统节能可能是潜力最大的环节,对此应给与足够的重视。
水泵运行检查:
检查冷冻水泵、冷却水泵的运行效率;实际工作点和设计工况点的偏离情况。
通过测试水泵流量,扬程、功率等参数,可分析得到水泵实际运行工况点和设计工况点的偏离情况,进而得出合理的水泵型号以及是否需要改进。
风机运行检查:
空调箱风机皮带或叶轮有无损坏。
风机节能的途径首先是维护保养,避免皮带或叶轮损坏等问题。
通过测试风机风量,风压,功率等参数,可分析得到风机实际运行工况点和设计工况点的偏离情况。
冷冻水流量分配检查:
检查冷冻水流量是否分配合理,
系统水力是否平衡。
可通过测量系统各分支的冷冻水量和回水温度,从而判断各分支的冷量的提供情况。
必要时调节分水器各支路的调节阀。
检查各水路阀门状态,避免水路旁通引起的浪费能耗。
3.降低末端负荷
空调房间的负荷包括室内负荷和室外负荷。
由室内设备和人员活动、太阳辐射和室外新风等因素造成。
想要节能必须从源头上阻止负荷的产生,从而减少空调的能耗。
以下是降低末端负荷(空调房间负荷)的举例。
例一:
夏季开空调时开窗导致冷量散失
开窗后室内新风量大幅度增加,新风负荷占到建筑总冷负荷的大部分。
为避免无组织新风导致负荷增大的不节能,可以采取如下措施:
夏季白天应尽量关闭窗户,同时尽量控制房间开窗时间和开窗面积,减少新风负荷;过渡季节尽量开窗通风带走室内热量,减少空调开启时间;冬季夜间把窗户都关上。
例二:
避免大量冷、热空气散失
如果建筑物处于负压运转状态,会导致室外空气通过大门、窗户以及其它地点进入楼内,从而使舒适度降低;并且,由于需对这些新风进行调节而增加了能源消耗。
为了防止此现象的发生,应使楼内气压保持略微正压状态,可用微压计测量是否房间保持正压。
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