摘要:据统计,中央空调系统的耗电量约占整座大楼总耗电量的60%,空调只要减少耗能10%,就能减少整栋大楼6%的能源成本。建筑节能已经成为环保节能的重大课题。当今,中央空调出现了许多种,比如:家庭式中央空调、图书馆式中央空调等。不管是哪种,中央空调的
摘要:据统计,中央空调系统的耗电量约占整座大楼总耗电量的60%,空调只要减少耗能10%,就能减少整栋大楼6%的能源成本。建筑节能已经成为环保节能的重大课题。当今,中央空调出现了许多种,比如:家庭式中央空调、图书馆式中央空调等。不管是哪种,中央空调的工作原理是相同的。同时中央空调设计是以节能为前提。本文对中央空调的工作原理以及中央空调设计常见的问题,以及节能控制的原理进行简要的分析。
关键词:中央空调;节能设计;问题探析
一、中央空调的工作原理
随着人们生活质量的提高,中央空调已是人们生活的必需品。中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间以达到室内空气调节目的的空调。采用风管送风方式,用一台主机即可控制多个不同房间并且可引入新风,有效改善室内空气的质量,预防空调病的发生。
中央空调原理包括:(1)中央空调制冷原理:有压缩式、吸收式等;(2)中央空调系统原理:新系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等。
本文针对中央空调原理的新风系统工作原理,盘管系统工作原理,风管积尘原因进行简单介绍。
(1)中央空调原理的新风系统工作
室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜,并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房间,这时的新风不能满足室内的热湿负荷,仅能满足室内所需的新风量,随着室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的同时,多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室外,一部分返回到进风口处以便再次循环利用。
(2)中央空调原理的盘管系统工作
室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风,再吸入一部分室内未处理的空气经过工艺处理后,由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气,使室内温度湿度达到所需要的标准,如此循环工作。
(3)中央空调原理的风管积尘原因:
室外空气经中央空调处理时,由于大多数粗精过滤网仅能过滤3um以上的悬浮颗粒物,其微细颗粒物则随风直接进入风管,而风管内表面实际粗糙度远远高于微细颗粒物的大小,因此,这些微细的颗粒物随着空气与风管内壁相互碰撞摩擦产生静电吸附越积越多,从而导致风管内壁的粗糙度越来越大,灰尘粘附加速进行,
二、目前我市大型商场中央空调问题现状分析
据调查显示,我市大型商场的中央空调系统不仅占据一半以上的能耗,存在巨大节能空间,而且普遍存在过热问题。
比如,过渡季及冬季,易产生内区过热,部分系统新风不足,人员感到闷热;部分商场气流组织不合理,经常出现冷热不均现象;冬季外区还需热源供热,内区则有大量余热未被利用等。
我市大商场的中央空调系统还存在冷机多数时间在部分负荷下低效率运行,造成很大投资和能源浪费;自然能源利用率低,多数商场不能实现全新风运行;为满足个别空间的除湿和降温要求而使用7度冷水,降低了冷机能效;较少根据负荷情况调节,交叉污染问题难以控制;运行控制与管理调节存在诸多不到位等多项市民很难察觉的内在问题。造成上述问题的原因,不仅是因为现有中央空调系统形式及设备本身的局限性,也是传统的中央空调设计理念的问题。
三、节能控制原理
中央空调节能控制系统,通过采集中央空调系统的冷冻水、冷却水、冷却塔风机等各个子系统的多处运行数据,将各个控制子系统在物理上、逻辑上和功能上互连在一起,对各个环节进行全面控制,通过计算机精确运算后发出指令,动态调整系统的运行周期,使主机工作随负荷的变化得到最大最优化,主机工作效率提高5%一10%左右(视使用环境及条件决定),辅机系统能效提高30%以上(按国际检测方法),从而实现系统节能降耗,提高设备管理水平,延长设备使用寿命的多重功能。
以冷源控制系统为例(其他系统与此类似),冷源系统需要采集冷冻水的出水温度、回水温度、系统的压力以及室外环境温度、湿度。对于水系统的温度使用PT100作为采集装置,采集温度范围0一150℃;PT100的采集信号通过温度变送器转换为PLC可以接收的4一ZmA的标准信号。PLC把接收到的标准信号转换为实际的温度、压力信号。冷冻回水温度与系统中预先设定好的回水温度进行比较,计算出设定回水温度与实际回水温度的差值1;环境温度与系统中预先设定好的环境温度进行比较,计算出设定环境温度与实际环境温度的差值2。PLC根据计算的温度差值选择一种预先设定好的控制方式,在系统中预先设定好不同温度差值与频率实际值的对应关系,系统运行中根据温度差值与实际频率的关系计算出系统需要的实际频率值。PLC把实际频率值转换成O一10V的标准信号输出到变频器,变频器根据接收到的信号转换为0一50Hz的频率输出,达到调节电机输出功率的目的。
通过变频器控制电机运转,可限制启动电流,消除电动机起、停对电网产生的冲击,适时调节电机运行功率,降低磨损,改善润滑条件,延长电机使用寿命。
结语
随着我国经济的快速发展,公共建筑亦随之增多,对中央空调设计在节能、经济效益、实际运行以及舒适度等方面要求也越来越高。中央空调节能控制系统作为一种新的节能控制理论,其技术先进性以及高节电率与传统的电机能耗相比具有无法比拟的优越性,各类工程中的运行节能结果,也充分证明了其可能性。所以,应该得到更广泛的应用和发展。
参考文献:
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