中央空调系统节能及SPC变频调速节能装置_精品文档.ppt

1、 中央空调系统节能中央空调系统节能及及SPCSPC变频调速节能装置一，中央空调节能简介一，中央空调节能简介 随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆，高，中央空调正越来越广泛的得到应用。从早先的宾馆，大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。大型场馆，到现在分布密集的商场、办公场所等。中央空调是高耗能产品。它在为人们提供舒适生活环中央空调是高耗能产品。它在为人们提供舒适生活环境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几境的同时，也在大量的消耗宝贵能源。一个随处可见的几万平米的建筑，空调主

2、机及辅助万平米的建筑，空调主机及辅助 设备一个制冷季节的耗电设备一个制冷季节的耗电量，即可达到数百万度电。量，即可达到数百万度电。1 1，中央空调系统，中央空调系统的典型运行过程的典型运行过程中央空调系统运行的过程实质上是热量转移的过程。中央空调制冷时，典型的热量转移过程如下：空调室内热空气经风机盘管中的冷水吸收，热量被转移到冷水中；制冷机耗能做功，把冷水中的热量转移到冷却水中；冷却水的热量经冷却塔喷淋、气化被转移到环境大气中。空调在营造舒适小环境的同时，消耗大量能源和淡水，向大气排放的热量和CO2气体污染了环境。2，中央空调系统节能的内在因素，中央空调系统节能的内在因素n n传统的建筑中央空

3、调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷传统的建筑中央空调系统设计以极端气象条件和最大负荷 需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系需求为依据，再加上一定的安全裕量，选择冷热源和水系统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失统容量；水泵按上述设定的流量和最不利支路的压力损失确定其功率。确

4、定其功率。确定其功率。确定其功率。n n 由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际由于气象环境和负荷需求的时变特点，中央空调的实际工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全工况与设计工况相差甚远。我国多数宾馆的中央空调，全年中有年中有年中有年中有70%70%以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的以上的时间，都是在设计负荷的50%50%左右或

5、以左右或以左右或以左右或以下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状下的部分负荷工况下运行的；其他建筑内的中央空调的状况与之相似。况与之相似。况与之相似。况与之相似。n n 大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功大多数空调主机已具有根据负荷变化自动调节能量的功能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统

6、。水泵、风机一启动，始终能，但水系统仍为定流量系统。水泵、风机一启动，始终满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送满负荷运行，形成大流量、小温差的高耗能工况；水输送系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。系数低，水泵耗能产生的附加冷负荷还加重了主机的负荷。3 3，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面，中央空调节能的几个主要方面

7、，空调主机节能，空调主机节能 设计：提高空调主机的能效比设计：提高空调主机的能效比-选用高能效比主机选用高能效比主机 螺杆式主机螺杆式主机EER4.1EER4.15.25.2，离心式主机，离心式主机EER4.4EER4.45.85.8 风冷热泵：风冷热泵：EER3EER34 4。发展：改变设计；改变制造工艺；压缩发展：改变设计；改变制造工艺；压缩 机变频压缩；控机变频压缩；控 制系统提高自动化控制能力等。制系统提高自动化控制能力等。，空调辅机节能（对压缩式主机约占整个能耗，空调辅机节能（对压缩式主机约占整个能耗3030左右）左右）冷冻水泵、冷却水泵、风机节能冷冻水泵、冷却水泵、风机节能变频调速

8、控制变频调速控制，空调系统管理节能，空调系统管理节能 调节设备投入调节设备投入按季节和时段变化；按高能效点运按季节和时段变化；按高能效点运行，提高主机效率。行，提高主机效率。加强管理，减少能量损失加强管理，减少能量损失保温、关闭不用场所；保温、关闭不用场所；加强维护，提高效率等加强维护，提高效率等及时清洗，提高传热效率。及时清洗，提高传热效率。4，对中央空调系统节能产品的最基本要求，对中央空调系统节能产品的最基本要求 节能运行不应影响空调服务质量；节能运行必须保障主机安全高效运行；空调实际运行工况下，冷冻水泵、冷却水泵运 行受最小流量和堵转频率限制，因此存在最低 工作频率设置；需能优化工况运行

9、，提高空调主机的节能率；需长期可靠运行；初投资的费用少，节能费用尽量高，投资回收 期尽可能短。5 5，中央空调变流量节能方法，中央空调变流量节能方法 中央空调系统节能的技术原理是将水系统定流量运行，改变为变流量运行，使空调负荷自动跟踪并满足用户的需要。目前常用的节能方法：台数控制变流量：控制设备投入台数，步进式运行，设备频繁启/停，影响设备寿命。节能不能获得最佳；变频调速变流量：实现设备连续无极调速，节能效率高。有利于改善工作环境，有利于设备长期安全运行。国家发改委节能中长期专项规划十大重点节能工程实施意见：推广电机变频调速技术，逐步淘汰阀板、阀门等节流调节方式；推广软启动装置、无功补偿装置、

10、计算机自动控制系统等，实现电机系统经济运行。(电机效率提高2个百分点，全国形成年节电能力200亿kWh。)6 6，中央空调系统变流量节能运行，中央空调系统变流量节能运行 温度传感器实时检测冷水供回水温度和冷却水进出水温度，控制器按内建算法输出各变频器的工作频率，变频器控制各水泵和风机调速运行，水泵和风机变流量运行使各设置温度与实际温度之差达到或接近设定值；水泵和风机消耗功率与转速（工作频率）的三次方成正比，频率45Hz工作时，理论上节电率可达27.1%，频率30Hz工作时节电率可达78.4%。冷却塔风机变频运行，除大幅度减少电能 消耗，还大量减少水资源 蒸发.。变频调速的优势：高效节能，自动化

11、程度高，软启动软停机，机械磨损和机械噪声大幅度减小。二，中央空调四代节能产品分析二，中央空调四代节能产品分析1 1，四代技术及产品对比简介，四代技术及产品对比简介，四代技术及产品对比简介，四代技术及产品对比简介第一代技术第一代技术第一代技术第一代技术 ：基于基于“可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）+电器控制系统电器控制系统”设计的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置直燃式中央空调变流量节能控制装置 压缩式中央空调变流量节能控制装置压缩式中央空调变流

12、量节能控制装置 第二代技术第二代技术：基于基于“工控机工控机/PC/PC模块模块+电器控制系统电器控制系统”设计的设计的节能控制技术节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：一体化（工控机一体化（工控机/板卡）控制的节能装置板卡）控制的节能装置 集中式（上位机集中式（上位机/执行模块）控制的节能装置执行模块）控制的节能装置 分布式（上位机分布式（上位机/智能下位机智能下位机DDCDDC）控制的节能）控制的节能装置装置 第三代技术第三代技术第三代技术第三代技术 ：基于基于“中继控制器中继控制器/PC/PC模块模块”设计的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技

13、术应用：分布式（各子系统控制中心）节能装置分布式（各子系统控制中心）节能装置 第四代技术第四代技术第四代技术第四代技术 ：基于基于“嵌入式芯片嵌入式芯片”设计的节能控制技术设计的节能控制技术 技术应用：技术应用：技术应用：技术应用：通用变频调速智能控制节能工作站通用变频调速智能控制节能工作站 适用于适用于各种类型的电机拖动系统各种类型的电机拖动系统 2 2，第一代技术及产品，第一代技术及产品，第一代技术及产品，第一代技术及产品 第一代产品是基于第一代产品是基于“可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）+电电器控制系统器控制系统”设计的节能控制产品（详见下表）设计的节能控制产品（详见下

14、表）这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明这类产品最具有代表性的是某单位开发、已申请发明专利专利直燃机变流量节能控制系统直燃机变流量节能控制系统和和压缩式中央空调压缩式中央空调自适应变流量节能控制装置自适应变流量节能控制装置的中央空调节能控制装置。的中央空调节能控制装置。其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生其中前一种发明专利和专有技术已有偿转让给另一公司生产产 。表表2-1 2-1 第一代中央空调节能控制系统产品第一代中央空调节能控制系统产品 名名 称称 直燃机变流量节能控直燃机变流量节能控制系统制系统压缩式中央空调自适压缩式中央空调自适应变流量节能控制装应变流量节能控制

15、装置置适用范围适用范围 吸收式冷热水机组为吸收式冷热水机组为主机的中央空调系统主机的中央空调系统节能控制。节能控制。压缩式冷水机组为主压缩式冷水机组为主机的中央空调系统节机的中央空调系统节能控制。能控制。控制模型控制模型 模糊模糊PIDPID控制控制 自适应模糊自适应模糊PIDPID控制控制 设设计计原原理理与与控控制制方方法法 1 1）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系）用工控机内置的控制软件和模糊控制模型作为全系 统参数设置与修改、运行控制和管理；统参数设置与修改、运行控制和管理；2 2）各子系统都由小型）各子系统都由小型PLCPLC的的CPUCPU模块，模块，AIAI、AOAO

16、、DIDI、DODO模块及其相对应的继电器阵列所构成；模块及其相对应的继电器阵列所构成；PLCPLC软件系软件系统由系统程序和用户程序组成，系统程序由统由系统程序和用户程序组成，系统程序由PLCPLC的制造的制造厂编制，固化在厂编制，固化在PLCPLC中，随产品提供给用户，用户程序中，随产品提供给用户，用户程序由制造厂商提供的编程语言自行编制的应用程序；由制造厂商提供的编程语言自行编制的应用程序；3 3）用冷热水总管检测供回水温度及压差，控制旁通阀）用冷热水总管检测供回水温度及压差，控制旁通阀开度和冷热水泵运行频率；开度和冷热水泵运行频率；4 4）用冷却水总管检测进出水温度，利用设定的温差数）用冷却水总管检测进出水温度，利用设定的温差数值控制冷却水泵运行频率，用冷却水进水温度值控制冷值控制冷却水泵运行频率，用冷却水进水温度值控制冷却塔风机运行频率却塔风机运行频率；产产品品的的优优缺缺点点1 1）这类产品在国内率先突破传统的中央空调冷冻水只能）这类产品在国内率先突破传统的中央空调冷冻水只能定流量运行，更改为变流量运行的观念，使水系统流量定流量运行，更改为变流量运行的观念，使水系统流量跟随