中央空调安装及节能技术探讨.docx

1、中央空调安装及节能技术探讨中央空调安装及节能技术探讨摘要:本文对中央空调系统的设备安装、风系统安装、水系统安装等过程中的安装关键技术及应注意的问题进行了探讨,并介绍了中央空调系统的节能技术。关键词:中央空调 安装 节能随着人们生活水平的逐步提高,空调系统在日常生活中的应用也越来越广泛,尤其在大中城市中,绝大部分宾馆、商场、写字楼等都设有中央空调系统,人们对空调的使用要求也逐渐提高。而中央空调系统安装质量决定了系统中每个房间进行气流的均匀型和空调系统的舒适性,同时安装质量的好坏对系统的噪声及电耗都有很大的影响。所以,空调系统的安装质量直接影响到其使用效果。占我国总建筑面积约5%的大型公共建筑,却

2、耗去了超过两成的全国城镇总用电量,而中央空调系统耗能又占大型公共建筑电耗量近一半。如何做好大型公共建筑中央空调系统节能技术,其意义十分重大。1 中央空调系统工作原理 (1)由空调机组制出冷水,然后把空气冷却,再把冷却后的空气送入室内。同时,空调机组还会把制取冷水而移出得热量通过冷却水送到冷却塔,进行冷却,冷却完了再回来带走热量。(2)制冷剂从汽化状态转换为液化状态,在转换过程中,释放出大量的热量,通过室外机风扇将热量排出,通过周而复始的循环,达到制冷的目的。(3)中央空调制冷时,空调系统内置一种吸热介质 制冷剂,制冷剂通过膨胀阀节流后经室内机内部蒸发气化,室内机风扇将冷风吹向室内,吸收室内空气

3、中的热能。(4)冷冻水与冷却水通过制冷剂循环联系,制冷剂起中介作用。冷冻水把房间的热量带走,冷却水把冷冻水的热量带走。2 设备安装在中央空调系统的安装工程中,设备安装非常关键的步骤,所以一般对设备的安装质量控制要求会非常严格。而中央空调安装工程所涉及到的设备有冷水机组、新风机、风机盘管等等,每项工程多达成百上千台。所以,我们必须高度重视设备安装工作。2.1 冷水机组作为中央空调系统的核心设备,机组由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经压缩机绝热压缩以后,变成高温高压状态。被压缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后变化成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。2.2 新风机、风机

4、盘管它们是中央空调系统安装工程中数量较多的设备,但是安装比较简单。因生产厂家及型号各有差异,安装前必须要对照图纸,核实后再施工。风机盘管的安装高度应根据凝结水的排放而确定,设备凝结水出水口应在本系统凝结水管道最高点以上,并留有安装水封位置的高差。无论空调末端设备是落地安装还是吊装,为了防止设备振动传递到楼面,对建筑结构产生影响,都必须设置减振隔垫或者减振吊杆。同时还需要对设备进行复检工作,以保证水压试验正常进行,做好排水管坡度设计和施工,以保证冷凝水能够顺利的达到设计制定的位置。保证风机盘管与管道的连接正常,一般采用软管进行连接,其耐压值控制在1.5倍工作压力,保证软管连接可靠,不得出现扭转现

5、象。2.3 冷却塔、水泵等其它设备水泵等设备安装都有国家标准,所以出现问题的情况较少;冷却塔在安装前多数为玻璃钢制件,运送到工地后再对散件进行组装,就需要在验货时仔细核对货单与到货设备是否相符。安装过程中要注意检查间隙是否达到要求,否则运行中会产生较大的噪声。3 风系统安装3.1 风管材料风管可利用很多材料来制作,每一种材料都有其本身的优点和缺点。使用何种风管材料关键取决于建筑物的结构形式、用户要求等因素。风管制作使用的材料有三大类:金属、非金属、复合材料,它们的制作和安装工艺都有所区别,在施工前,需要对风管类型进行检查,根据设计要求合理制作。(1)金属材料:常用的金属材料有普通薄钢板、复合钢

6、板、不锈钢板、铝板。镀锌钢板属于复合钢板、表面呈银白色。由普通钢板镀锌制成。起到了防锈作用,所以一般不需要再刷漆。(2)非金属材料:常用的非金属材料有硬聚氯乙烯、有机玻璃钢。有机玻璃钢是一种防腐材料,由玻璃纤维和合成树脂粘接制成。(3)复合材料:常用的复合材料有表层铝箔复玻璃棉、复酚醛泡沫、复聚氨酯绝热材料。这些材料制成的风管优点是将保温和风管统一为一体,减轻了管道重量。管道的保温性能好,不存在结露现象,消声效果良好。3.2 风管的安装风管的安装除遵守风管安装规定外还要按设计要求采取有坡度安装。通风管道在安装时,必须对大边大于500mm的风管弯头合理设置导流片,这样可以减少系统阻力,同时还可以

7、保证管道内风速均匀;在大边大于500mm的风管三通处合理设置三通调节阀,这样对空调调试过程中各风口的风量均匀有重要作用;特别是在大的主风管上腹部开风口时,在离空调设备最近的3只风口后面必须设置导流调节叶片。防火阀设置位置必须在防火分区或墙体前后500mm的范围以内。消声器的作用是降低空调设备产生的噪声,因此严格讲空调设备出风口端与回风口端均应设置消声器。管道底部不宜设纵向接缝,如有接缝应做密封处理;法兰垫片的材质应采用强性闭孔发泡橡塑密封材料或橡胶材料。当采用大尺寸风管时,应在风管靠近室外机风口处安装可调试手动或电动风阀,对风量进行调节。风管保温:风管与部件保温施工应在风管系统严密性检验合格后

8、进行。当使用阻燃的橡塑发泡保温材料时可在风管安装前进行保温管体施工。3.3 风管保温风管保温要求保温材料要设置接口严密、粘贴牢固,设置隔气防潮层。水管、风管在穿墙穿楼层处和技术缝处保温层应该连续紧密。4 水系统安装空调水系统一般由空调冷水机组、锅炉、热交换器、水泵、膨胀水箱、集分水器、空调管路、保温层等组成。空调水系统管道一般分为同程式管路和异程式管路。同程式管路系统中水力稳定性好,各设备间的水量分配均衡,调节方便。室内管网,尤其是有吊顶的高层的室内管网,当采用风机盘管时,用水点很多,利用调节管径的大小进行平衡很难实现。异程式管路系统 经过每一并联环路的管长均不等。系统简单,耗用管材少,施工难

9、度小。对于外网,各大环路之间、用水点少的系统,可以采用异程式,水量调节可采用在每一个并联支路上安装流量调节装置。在空调水管安装过程中应当在系统最高点设置排气阀。膨胀水箱分为开式膨胀水箱和闭式膨胀水箱两种。开式膨胀水箱设置在系统的最高点,闭式膨胀水箱一般设置在水泵附近。膨胀水箱的作用是热胀冷缩,当水膨胀时水进入水箱,不至于把水管或机械胀破。膨胀水箱事先放入水,水不足时膨胀水箱也可起到补充水的作用。膨胀水箱与中央空调水系统是靠一根膨胀管进行连接,由于空调系统运行时,系统水的膨胀与收缩在不断的变化,所以膨胀管必须保证在常开状态,在安装膨胀管时管路上严禁安装任何切断阀门。5 中央空调节能技术由于四季的

10、变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。据统计,67%的工程设计热负荷值为94165W/m2,而实际上83%的工程热负荷只有5893W/m2,满负荷运行时间每年不超过10h20h。在中央空调系统中,冷冻水泵、冷却水泵及冷却风机的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的,且留有一定的设计余量。一般中央空调控制系统中,水泵及风机一年四季都是在工频状态下全速运行,采用节流或回流的方式来调节流量或风量,产生大量的节流或回流损失,且对水泵或风机电机而言,由于它是在工频下全速运行,因此造成了能量的大大浪费。实践证明,在中央空调的循环系统(冷却泵、冷冻泵及

11、冷却风机)中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量,能取得明显的节能效果。5.1 节能原理交流异步电动机的转速公式为:n=60f (1-s)Pp。可见,转速与电源频率近似成正比,即改变频率可改变电机的转速。风机、水泵类负载属于平方转矩负载,即转矩T 与转速n2成正比,电机轴上的输出功率W 与转速n3成正比。而电机的耗电量近似同电机轴上的输出功率成正比,即电机的耗电量近似与转速的三次方成正比。由此可见,当电机的转速稍有下降时,电机的耗电量就会大幅度地下降。过去由于电机转速不可调,电机只能工作在开或停两种状态,即使当热负荷很小的时候,也必须至少开一台,电机

12、轴上的输出功率远大于实际负荷的需要,从而造成不必要的能耗。若将电机的运行频率由原来的50Hz下调到40Hz时,则电机的实际转速大约降为额定转速的80%,即n实际=0.8n额定,由于电机的额定功率为:W额定=Kn3额定,因此,电机运行在40Hz时的实际功率为:W实际=Kn3实际=K(0.8n额定)3=0.512Kn3额定=0.512W额定节电率=(电机额定功率-电机实际功率)P电机额定功率=(W额定-W实际)PW额定=(W额定-0.512W额定)PW额定=48.8%。由此可见,若风机和水泵的电机运行在40Hz时,理论上,电机实际轴上的输出功率只有额定功率的一半左右。此时,理论上的节电率为48.8

13、%,节电效果和经济效益十分显著。5.2 变频调速技术的中央空调循环系统中的应用中央空调系统的构成及工作原理中央空调压缩式制冷系统主要由制冷机、冷却机循环系统、冷冻水循环系变频调速技术的发展,使变频调速器在调速范围、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率、使用的方便性等方面都是其他交流调速方式不可比拟的,也超出了直流调速的性能指标,完全可以取代直流调速。电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术集成的一项高技术。它为提高产品质量和产量,节约能源、降低消耗,提高企业经济效益提供了重要的新手段。电机可在很宽的范围内无极调速,所有的节流阀可以开至最大,使管道畅通,这样就避免了节流损耗。通过改变

14、电机转速而改变冷冻水、冷却水的流速,从而改变它们流量,达到平衡热负荷所需冷量的要求。由于节流阀开至最大,所以不存在节流损耗,电机转速降低使电机功率大幅度下降,从而达到节能的目的。采用变频调速技术的关键在于可使电机转速连续可调。开一台泵不够时,开第二台泵可以根据实际需要设定其转速,从而节约能量。因此,在这种系统中,任何时候只要求有一台水泵电机处于可调状态,就可以达到节能的目的。冷冻泵变频调速系统,可以简单地根据回水温度进行如下控制:回水温度高,说明房间温度高,应提高冷冻泵的循环速度,以节约能源。在此类系统中,只须在冷却水和冷冻水系统中各采用一台变频调速器,分别各用一台PLC控制器和切换控制器对一

15、组冷却泵电机和冷冻泵电机进行切换控制,使两个系统都有一台泵处于可调节状态,这种控制方式在最大程度上节约了投资,从而达到用最少的投资取得最大回报的效果。使变频调速器在调速范围、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率、使用的方便性等方面都是其他交流调速方式不可比拟的,也超出了直流调速性。6 结语实践证明,在中央空调系统的安装施工阶段,工程质量控制得好,可以缩短施工工期减少返工,而且还会降低噪声和能耗。节能技术在中央空调系统中的应用这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。参考文献1 孙丰勇.中央空调系统安装的质量控制问题J.企业技术开发,2011,30(12):156-157.2 张生军.浅析中央空调系统安装过程中应注意的问题J.价值工程,2011,16:28-29.3 校荣保.浅谈中央空调系统的节能改造J.广东科技,2011,14:140-141.4 周芒,刘足堂.交流变频调速技术在中央空调系统节能改造中的应用J.电工技术,1999,3:6-9.