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中央空調系統(tǒng)的節(jié)能改造

作者:admin 日期:2019-03-29 11:38 關鍵詞:酒店中央空調,空調節(jié)能改造,中央空調改造

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      中央空調是酒店的耗電大戶,每年電費中空調約占60%,而且近年來“電荒”問題日益突出,因此酒店中央空調的節(jié)能改造顯得尤為重要。

       一、改造前酒店中央空調系統(tǒng)工作簡述

      1.系統(tǒng)啟動后,冷凍單元工作,蒸發(fā)器吸收冷凍水熱量,同時冷凝器釋放熱量升高冷卻水溫度。

      2.冷凍泵加壓將降溫后的冷凍水送入冷凍水管道,在房間由室內風機加速進行熱交換,帶走房間內的熱量降低房間溫度后流回冷凍水端。

      3.冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻塔,冷卻塔風機加速將冷卻水熱量散發(fā)到大氣中。

      4.冷凍機組工作一段時間后,當溫度達到設定值時中間繼電器及接觸器動作,冷凍機停止工作,溫度回升冷凍機則再次運行,往復循環(huán)。

       二、系統(tǒng)存在的問題及可行性改造

       1.冷卻/冷凍水泵不能根據(jù)實際需求調整循環(huán)量,電機工作效率低;系統(tǒng)由閥門和旁通調節(jié)水泵系統(tǒng)的流量與壓差,存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象,致使中央空調使用效果不理想。

       2.水泵電機采用Y-△起動方式,起動電流均為額定電流的3~4倍,大電流沖擊和電器的頻繁動作,將會縮短電機的使用壽命;起動時的機械沖擊和停泵時水垂現(xiàn)象,容易損壞機械散件、軸承、閥門、管道。

       3.系統(tǒng)運行噪聲大、控制性能差、機組磨損嚴重、維護管理投入費用大。

        為此必需對水泵系統(tǒng)進行節(jié)能改造,而解決問題的關鍵是水泵能夠隨著負載的變化有效調節(jié)流量并關閉旁通。根據(jù)流體機械理論:水泵、風機的流量與其轉速成正比,其軸功率與轉速(電源頻率)的三次方成比例。當水泵、風機的轉速減小時其軸功率顯著減小,例如將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50(P為電機軸功率)??梢娡ㄟ^變頻方式調節(jié)流體機械轉速從而達到控制其流量的目的,可節(jié)約大量電能。中央空調系統(tǒng)是按現(xiàn)場最大冷量需求量、冷卻/冷凍泵按單臺設備的最大工況設計的,實際使用中有90%強的時間,冷卻/冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下。機械閥門調節(jié)流量不僅增大系統(tǒng)節(jié)流損失,而且調節(jié)是階段性的,造成整個空調系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)。變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現(xiàn)對系統(tǒng)的平穩(wěn)調節(jié),系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定,且易實現(xiàn)自動控制,延長機組及管網的使用壽命。綜合考慮決定在冷卻/冷凍水泵加裝變頻器系統(tǒng)作為改造的核心。

        三、酒店中央空調系統(tǒng)改造方案

        根據(jù)現(xiàn)有設備對冷卻/冷凍水系統(tǒng)及冷卻塔風機系統(tǒng)進行變頻改造。變頻器和PLC組成控制單元,其中冷卻/冷凍水泵采用溫度自動閉環(huán)調節(jié):溫度傳感器將采樣的冷卻/冷凍水溫度轉換為電信號后送至PLC,PLC將該信號(水溫)與設定值進行比較運算后確定變頻器輸出頻率,改變冷凍/冷卻水泵轉速,達到節(jié)能目的。在系統(tǒng)的最末端安裝壓力傳感器,保證供水壓力,確??照{使用效果(圖1)。

         在冷卻/冷凍水循環(huán)系統(tǒng)各裝設一套變頻器,分別供2臺冷卻嶺凍水泵切換使用。其中冷卻水循環(huán)系統(tǒng)回水與出水溫度差,反映了需要進行交換的熱量,根據(jù)這個熱量,系統(tǒng)控制循環(huán)水速度從而調節(jié)熱交換速度。若溫差大說明冷凍機組產生的熱量大,此時系統(tǒng)提高冷卻泵的轉速,增大循環(huán)速度,加速冷卻水的降溫;若溫差小,說明冷凍機組產生的熱量小,系統(tǒng)降低冷卻泵的循環(huán)速度。

        具體的電氣設計是:PLC先控制變頻器軟啟動電動機M1,當M1達到額定轉速但系統(tǒng)仍未達到設定溫差值,PLC就將M1切換到工頻電網運行,再啟動電動機M2,通過變頻器控制M2運行,調節(jié)冷卻水的循環(huán)速度。當M2轉速在下限值時,如果檢測值大于設定值,plc控制M1停機,然后調節(jié)M2轉速達到設定要求。

        冷凍循環(huán)系統(tǒng)由于出水溫度比較穩(wěn)定,因此回水溫度就能反映房間溫度,PLC根據(jù)回水溫度進行控制?;厮疁囟雀撸f明房間溫度高,系統(tǒng)應提高冷凍泵轉速,加快冷凍水的循環(huán);反之亦然。

         考慮到酒店的正常經營,電路設計有工頻/變頻切換裝置,一旦變頻部分發(fā)生故障就將系統(tǒng)切換到工頻狀態(tài)運行。

       四、改造效果

        新系統(tǒng)運行一段時間后,主要設備均達到了預期的節(jié)電效果,

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