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摘要:随着时代的发展,我国的经济水平有了大幅度的提升。我国在很长一段时间中,过分的重视经济的发展,忽略了对环境的保护和能源的节约,进而导致我国目前的环境问题非常的严重。现阶段,能源问题严重,中央空调高速的发展,中央空调系统在运行中会耗费大量的能源,为了提升系统的节能效果,需要对整个系统进行有效的改造,以此来降低能源的消耗,增加系统的最终效益。
关键词:中央空调系统;水泵;风机;智能变频;
引言
最近几年来,我国的环境问题越来越严重,能源的消耗越来越大。节能问题是目前世界范围内最关注的问题之一,是我国政府和研究部门广大科学工作人员探究中最重视的一项内容。城市化进程的推广,使得我国大部分城市高层建筑中都应用了中央空调制冷系统,这一空调系统在运行阶段会消耗大量的能源,通常情况下,中央空调系统的能源消耗占据建筑物总量的60%~70%,这种能源的消耗是非常大的。为了有效的降低城市能源的消耗,首先就需要对中央空调制冷系统进行改造,提高系统运行过程中的管理力度,以此来提升中央空调系统的节能效果。
1、冷却塔系统运行存在问题
(1)传统的冷却塔采用的都是单层喷淋结构,这种喷淋结构的布水不均匀,整体的降温效果较差。(2)冷却塔在运行过程中,冷却塔的供水和回水阀门都是开启状态的,只能通过开关冷却塔的风机来进行控制,整体的控制效果较差,导致运行情况较差。(3)冷却水泵和冷水泵的控制方式是非常简单的,整个系统在运行过程中,冷水泵和冷却水泵开启都不能有效的按照逻辑进行,特别是在一些低负荷情况下,中央空调机组的冷水需求较少,水泵根本无法有效的进行调节。(4)传统的中央空调机组位置相对较为分散,智能化水平相对较差,系统的运行必须要有专业的技术人员现场进行监管,并且进行定期的运行维护工作,人力资源的成本是非常大的。(5)循环泵房中的工艺设备冷却水温度波动非常大,尤其是在白夜交替和车间工业出现变化等情况中,如果不及时的进行冷热水的交换,就会增加水温的波动情况,这会严重的影响系统的运行,并且增加能源的消耗,不利于环境保护工作的开展。
2水系统节能
2.1中央空调冷冻水系统
对于现阶段的空调系统,冷却水和冷冻水的节能工作,是一项非常重要的内容,但是常常不受人们的重视。这两个水系统如果不做好节能工作,造成的能耗损失是非常大的。不仅仅增加了水资源的损耗,还降低了整个系统运行的效率和质量。
2.1.1单回路水循环系统
单回路水循环系统指的就是冷冻水只经过一条线路的流通。在这一系统中,冷水机组的流量必须要控制在一定的范围内。一旦末端的负荷变化范围增加,冷冻水的流量就会出现变化,导致整个系统的能耗量大大增加。末端负荷降低会导致冷冻水的流量降低,导致蒸发器中的冷冻水因为流动性较差而出现结冰的问题,甚至可能将水管冻裂,造成加到的经济损失。
2.1.2二次回路水循环系统
这一环节的改进方式就是设置中间换热器,二次回路水循环系统有效的保障了总回路水管的流量,以此来达到水流量通过冷水机的目的。但是这一结构不能在部分负荷时获得最高的冷水机效率,并且那样会有一部分冷冻水实际上没有被利用,这就等于泵对那部分水做功了。由于大多数运行工况下,两个环路的流量不相等而限制了冷水机的能力,同时由于设两套泵不仅增加设备投资而且增加泵房面积,而且系统中添加了一个水泵使得整个系统的能耗增加。
3、制冷系统节能改造原理及方案
中央空调系统最常见的问题就是冷却塔在夏季的运行效果较差。在夏天,制冷机的运行效率小幅度下降,导致冷水超过车间的温度,进而增加了工作人员的手工操作强度,对于整个系统的精准度和能耗都有着较大的影响。对于这一问题的治理,需要技术人员在系统运行期间实施双层布水、智能变频以及控制等方式来提升节能效果。
3.1冷却塔双层布水改造
冷却塔问题是非常严重的一个问题,增加了能源的消耗。针对这一问题的改造,需要依据均匀布水来增加冷却塔喷淋水滴的表面积,并且增加冷却水的散热效果。
这样能够有效的提升冷却塔运行的效果。如果这一方式不能有效的改善,还可以将原制冷系统的单层布水管道改为双层布水,增加水流数量,提升整体的冷却效果。
3.2冷却塔风机进行联合变频改造
传统的冷却塔控制效果较差,可以通过安装冷却塔能效变频控制柜来进行实时监测,科学合理的控制冷却塔风机的运行效果,避免系统只开冷却水不开风机而造成系统短路,以此来有效的提升冷却塔的降温效果。
3.3冷却水泵智能变频改造
安装冷却泵模块化能效变频控制柜,对冷却泵进行控制。冷却水能效控制柜可以有效的进行自动控制,为压力变送器奠定良好的运行基础,使压力变送器能够更好的确保主机流量的需求,根据系统运行过程中的实际需求来进行适当的调整并且能够实时跟踪机组因负荷变化造成的加载、减载与最佳冷凝温度,另外再参考冷却塔的实际冷却效果和能力,及时调整冷却水循环系统,使其扬程和流量达到最佳匹配状态,保持冷却水系统时刻处在最佳输送范围内。
3.4冷冻水泵智能变频改造
从传统的空调机组运行结构来看,冷冻主机的回水温度和出水温度之间是存在差别的,造成这一差异的原因就在于冷冻水在流通过程中带走了一部分热量。但是通常情况下,冷冻主机的温度是比较稳定的,只需要进行简单的控制就可以。
常见的控制方案主要是以温度控制为主,通过温度信号的监测来获取反馈信号,并对冷冻水系统进行全闭环稳度控制。通过安装冷冻泵模块化能效变频控制股和压力变送器等设备,能有效的提升对冷冻泵的控制效果。并且能够有效的保障主机冷冻水的流量需求,是整个系统的流量达到最佳的匹配状态。
3.5空调末端送风机组改造
空调末端的送风机改造需要安装模块化变频控制柜,以此来提升末端送风机组的控制效率,进而确保整个系统运行车间的恒温和湿度,有效的降低系统运行的能耗。
3.6循环泵房冷却水恒温控制改造
循环泵房冷却水恒温控制改造是一个非常重要的环节,常见的方式就是在循环泵房冷却水换热器的冷冻水管路上安装电动调节阀,信号转换采用温差PID控制,不但能将温差信号转换为0~10V的标准模拟量信号,而且可以方便显示回水温度、进水温度和温差值,通过监测冷却水温度对调节阀进行PID控制,达到实现冷却水恒温控制。
3.7增加工控机控制平台
要想更好的控制中央空调系统,就需要将整个制冷系统纳入一个统一的控制平台中,对整个系统实行一站式的监控和管理。融合先进的现代化管理手段和控制技术,更精确的提升数据的收集工作和分析工作,使得整个空调系统处在稳定的运行状态中,有效的降低能源的消耗。
4结语
随着时代的发展,我国居民对于生活质量的要求越来越高。中央空调系统能够有效的提升人们生活的舒适度,但是能源消耗问题依旧非常的突出。中央空调制冷系统的能源消耗占据整个中央空调系统的大部分,必须要引起技术人员的重视。通过对中央空调制冷系统进行节能改造,能够有效的提高系统的制冷效率,降低了能源的消耗。经调查显示,中央空调制冷系统改造后,整体的节能性提升了30%。虽然我国的中央空调系统节能化改造已经取得了不错的成效,但是还有较高的改善空间,需要技术人员继续努力。
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