集中空调水系统的变流量节能改造

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1、2006年12月重庆大学学报(自然科学版)Dec．2o06第29卷第12期JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_29No．12文章编号：1000—582X(2006)12—0041—04集中空调水系统的变流量节能改造周洪煜，徐春霞，陈晓锋，王驹(重庆大学动力工程学院，重庆400030)摘要：为了实现集中空调水系统的节能控制，分析了集中空调定流量水系统改造为变流量运行的可行性，并结合工程实例给出了利用变频器和工控计算机实现该项目的水系统变流量节能控制方案．硬件系统采用

2、计算机加变频器的电机调速，通过RS一485连接，结构简单、性能可靠；软件部分采用VisualC++6．0编写整个程序，结构清晰、稳定可靠．运行结果表明，采用变频器对中央空调水系统施行变流量改造可以带来良好的节能效果．关键词：集中空调；水系统；变流量中图分类号：TP273文献标识码：A对于公共和民用建筑，空调系统占建筑物的总能30耗的30％～50％，空调水系统的耗电量又约占空调总耗电量的15％～20％-】J．由于公共和民用建筑空调系术25统负荷是随室外气象条件以及室内热源情况而变化，匿20但空调系统一般是按照最不利工况来选择冷水机组及l5

3、1水泵，这样使得空调系统绝大部分时间都是在部分负l0荷下运行的2J．当冷水系统为定流量部分负荷运行-LIIJ—5时，将浪费大量的能源．因此，根据空调负荷变化对水I．I_■．11．I■，Jl

4、系统进行节能控制，对于建筑节能具有重大意义．1集中空调负荷变化特性据统计，在重庆地区，每年空调运行时间大约8个月左右．由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际上空调负载在绝大部分时间内比设计负载低很多．图1所冷水机组要求保持定流量运行，一般认为有以下示的是重庆某大厦空调负荷时间频率图，该大厦为一几个原因：栋27层综合商务大厦，其中1～4楼为商场，5～6楼

5、1)避免由于冷水流量突然减小，引起蒸发器的为餐饮娱乐场所，7～27楼则为写字间，配备2台大连冻结；三洋直燃型溴化锂吸收式冷水机组，每台制冷量2)蒸发器(或冷凝器)内，水流速改变会改变水500USRT，供暖量1265kJ／W．受写字间出租率和各个侧放热系数，影响传热；对象的空调使用时间的影响，空调负荷一直处在较低3)管内流速太低，若水中含有有机物或盐，在流的水平．从图中可以看出，有6O％以上的时间集中空速小于1m／s时，会造成管壁腐蚀．调都是在低于60％的负荷下运行的，而冬季供热时，在该项目采用的溴化锂吸收式冷水机组的说明文则有约8O％左

6、右的运行时间负荷率低于60％．件上标明该机组是可以变流量运行的，其冷冻水允许·收稿日期：2006—06—11基金项目：重庆市建委资助项目(城科字2003节(3O)号)作者简介：周洪煜(1954一)，男，山东泗水人，重庆大学副教授，主要从事热工自动化、智能控制系统的理论与应用研究42重庆大学学报(自然科学版)2006．if-的流量调节范围为50％～120％，冷却水允许的流量看出该系统属于一级泵系统，采用2台55kW普通Y调节范围是20％～100％．可以根据负荷变化自动调系列异步电机作为冷冻泵，2台75kW电机作为冷却节供给的燃气量，同时溶

7、液泵采用变频控制，自动调节泵．用户通过末端盘管上的二通阀调节末端盘管水流溶液循环量，所以进人蒸发器的冷媒流量是随负荷改量，通过控制水泵和机组的运行台数，可以使水系统在变而改变的．冷水流量如果也随负荷按比例变化，冷媒50％和100％两种工况下运行．所以，流量调节范围有侧与水侧的热交换将会保持一个平衡，是不会发生蒸限，节能效果差．整个系统冷冻水设计流量为604t／h，发器内冷冻水冻结的．冷却水为1000t／h．冷冻水设计给水温度7℃，回水温另外，对于变流量对水侧放热的影响，由于水侧放度l2oC；冷却水设计出口温度燃气时为37．5℃，人口热系

8、数Ot与水流速的0．8次方成正比，即OtOC：温度32℃，燃油时则分别为32℃和28℃．下面将给8．在额定工况下：出该系统改造为流量从60％～100％连续可调的变频Q0=o~oFAt．(1)改造方案．式中，Q。为在额定工况下水侧放热量，w；or∞为在额定工况下水侧的表面传热系数，w／(m·。C)；F为传热面积，In；A为传热温差，℃．当负荷发生变化时，假设实际要求的供冷量Q。’0．8Q。．水流量相应下降20％．此时蒸发器内水流速=0．8。(。为额定工况下水流速)．部分负荷下的表面传热系数为：(a)空调冷冻水系统Co)空调冷却水系统～(．

9、(2)如果W。／W=0．8，Ot=0．836a∞此时通过蒸发器图2水系统原理图的传热量：3．1硬件方案与控制方法Q=0．836a~oFAt=0．836Q0>0．8Q0．(3)硬件设计方案如图3所示，冷冻水和