1、中央空调节能改造方案介绍,深圳市美丽东方节能科技有限公司,民用建筑耗能分析,了解中央空调,中央空调系统包括 冷水机组 冷冻水循环系统 空气处理系统 冷却水循环系统 冷却塔系统 新风处理系统,中央空调系统中能耗最大的设备属冷水机组，冷水机组按照压缩机的类型 分为：往复式（也称活塞式）机组螺杆式机组和离心式机组，其动力能源为电能 和热能（溴化锂机型）， 按照其额定制冷量和制冷效率，一般的额定输入功率从100kw到1000kw。 冷水机组的目的是生产低温（7）的冷冻水， 所以供（出）水温度的高低直接影响机组的负荷。 而末端空气处理机启动的多少也会影响冷冻水的回水温度， 回水温度高，机组负荷大。,中央
2、空调能耗分析一,中央空调能耗分析二,冷冻水循环泵（简称：冷冻泵）主要提供冷冻水循环的动力，其输入功率一般从11kw到132kw，传统的设计冷冻泵为定流量泵，输出功率恒定不变。 冷却水循环泵（简称：冷却泵）主要提供冷却水循环的动力，其输入输入功率一般从11kw到132kw，传统的设计冷却泵为定流量泵，输出功率恒定不变。 冷却塔风机主要为冷却水降温提供风力，其输入输入功率一般从3kw到15kw，传统的设计冷却塔风机为恒速风机，输出功率恒定不变。,中央空调能耗分析三,空气处理机（风机盘管、水冷风柜）是进行室内空气温度调节的末端设备，其中风机提供了室内空气循环所需要的动力，通常采用恒速定风量风机，额定
3、功率从0.5kw到15kw ，但数量较多。 新风机、回风机、排风机提供了新风供应、回风和排风的动力，额定功率一般从2kw到55kw 。,冷冻水循环泵（简称：冷冻泵）主要提供冷冻水循环的动力，其输入功率一般从11kw到132kw，传统的设计冷冻泵为定流量泵，输出功率恒定不变。 冷却水循环泵（简称：冷却泵）主要提供冷却水循环的动力，其输入输入功率一般从11kw到132kw，传统的设计冷却泵为定流量泵，输出功率恒定不变。 冷却塔风机主要为冷却水降温提供风力，其输入输入功率一般从3kw到15kw，传统的设计冷却塔风机为恒速风机，输出功率恒定不变。,中央空调能耗分析四,中央空调的设计往往是按照当地的气象
4、资料（最高/低气温）和建筑物的特点而设计的，并考虑到最大能量（冷/热量）需求，还要预留10%至20%的设计余量，所以主机、水泵、风机都有很大的余量。 由于季节的轮转和时间的变化，中央空调全年以最大功率运行的时间很短，一般不足1% ，所以大量恒速电机存在很大的节能潜力。 没有安装中央集中监控系统的中央空调，因使用管理问题，往往会造成更大的能源浪费。 用户的维护意识淡薄也是造成中央空调效率降低的原因之一。,中央空调能耗分析四,中央空调的设计往往是按照当地的气象资料（最高/低气温）和建筑物的特点而设计的，并考虑到最大能量（冷/热量）需求，还要预留10%至20%的设计余量，所以主机、水泵、风机都有很大
5、的余量。 由于季节的轮转和时间的变化，中央空调全年以最大功率运行的时间很短，一般不足1% ，所以大量恒速电机存在很大的节能潜力。 没有安装中央集中监控系统的中央空调，因使用管理问题，往往会造成更大的能源浪费。 用户的维护意识淡薄也是造成中央空调效率降低的原因之一。,中央空调的节能方案,目前技术上比较成熟的中央空调节能方案有： 利用系统余量，匹配高效水泵 风机等动力设备变频调速以适应系统负荷变化； 余热回收 机组启停时间顺序优化控制；智能化管理计算机以提高机组运行管理水平，避免不必要的能量浪费；,不同的客户有不同的原则,我们的方案最完善，发挥经济效益最大化 现场能源诊断，提供系统最佳节能解决方案
6、 综合经济效益和社会效益， 我们给客户提供多种选择,高效水泵节能方案,采用高效节能水泵模式，根据中央空调系统各种工况设计定制最匹配的节能水泵，定制生产保证所有工况的情况下产生可以计量的节能效果，有效保证节能率；有效减小企业水泵节能改造的运营成本；,一、水泵结构优化节能,采用多道变线流体技术（专利号：2005200576031），在流道、泵腔体设计上有别于普通泵，有效利用水泵入口压力，整合多种水力模型改进，彻底打破水力模型单通道之常规，提高离心水泵之效率，同比普通水泵提高能效10%-20%。,二、水泵定制节能,根据特定中央空调、循环冷却水系统工况需求定制节能水泵，能够彻底解决标准泵之合理匹配问题
7、，从根本上解决“大流量小温差”和“冗余压力”等匹配问题，中央空调水泵节能改造通常可节能10%-35%。,水泵辅助节能,合理匹配的同时能够避免出现电机发热温度过高，寿命减短，甚至导致电机超载过热而烧毁线圈，设备运行震动大、噪音高等设备故障隐患。 基于上述原理，针对不同中央空调系统、循环冷却水系统，水泵节能改造总体节能率通常可达30%-50%,中央空调冷水机组余热回收,中央空调的冷水机组在夏天制冷时，一般机组的排热是通过冷却塔将热量排出。在夏天，利用热回收技术，将该排出的低品位热量有效地利用起来，结合蓄能技术，为用户提供生活热水，达到节约能源的目的。目前，酒店、医院、办公大楼的主要能耗是中央空调系
8、统的耗电及热水锅炉的耗油，气消耗。利用中央空调的余热回收装置全部或部分取代锅炉供应热水，将会使中央空调系统能源得到全面的综合利用，从而使用户的能耗大幅下降。通常，该热回收一般有部分热回收和全部热回收,一：部分热回收,部分热回收将中央空调在冷凝（水冷或风冷）时排放到大气中的热量，采用一套高效的热交换装置对热量进行回收，制成热水供需要使用热水的地方使用，如图1所 示。由于回收的热量较大，它可以完全替代燃油燃气 锅炉生产热水，节省大量的燃油燃气。同时，减轻了制冷主机（压缩机）的冷凝负荷，可使主机耗电降低 1020%。此外冷却水泵的负荷大大地减轻，冷却水泵的节电效果将会大幅度提高，其节能率可提高到50
9、70%。,中央空调热回收图1,图 1 中央空调机组部分热回收系统原理,二：全部热回收,全部热回收主要是将冷却水的排热全部利用，如图2所示。但一般冷水机组的冷却水设计温度为出水37、回水32，属低品位热源，采用一般的热交换不能充分回收这部分热能，所以在设计时要考虑提高冷凝压力，或将冷却水与高温源热泵或其他辅助热源结合，充分回收这部分热量，系统简单可靠。,图 2 中央空调机组全部热回收系统原理,三、排风和空气处理能量回收,在建筑物的空调负荷中，新风负荷所占比例比较大，一般占空调总负荷的2030。为保证室内环境卫生，空调运行时要排走室内部分空气，必然会带走部分能量，而同时又要投入能量对新风进行处理。
10、如果在系统中安装能量回收装置，用排风中的能量来处理新风，就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。,排风能量回收原理,对于全空气中央空调系统，一般新风比15%或以上，其全空气系统排风能量回收方案如图3所示。图中的热交换器是能量回收设备。通常，空气能量回收设备有两类：一类是显热回收型，一类是全热回收型。显热回收的能量体现在新风和排风的温差上所含的能量；全热回收体现在新风和排风的焓差上所含的能量。,图 3 中央空调系统排风能量回收系统原理,2、空气处理过程中的能量回收,中央空调系统空气处理过程中的能量具有很高的回收潜力。以一次回风中央空调系统为例，采用热管热交换器的空调器能量
11、回收系统如图3所示。在该热回收装置中，热管中的蒸发器部分和冷凝器部分分别用于冷却回风和加热送风。室内空气状态4下的回风经过热管中的蒸发器部分被冷却到状态6。状态6下的回风部分作为排风，而大部分回风与室外新风混合，混合后在状态1的空气经表冷器冷却去湿到饱和状态2，饱和状态2下的湿空气经热毛细动力循环热管中的冷凝器部分加热到要求的送风状态3送入室内。与传统一次回风空调器系统相比，空调系统制冷量由热管中的蒸发器部分的交换冷量和表冷器部分的冷量组成。从而有效地节省了空调能耗。,图 4 中央空调系统空气处理中能量回收系统原理,结论,中央空调热回收系统能充分利用空调系统的余热和废热，将空调系统中产生的低品
12、位热量有效地利用起来，达到了建筑节能的目的。综合使用案例情况分析，节能率为20-50%，取得了客观的经济效益！,中央空调智能节电控制系统,目前最先进的中央空调解决方案 溶入了中央空调系统运行特性物理数学模型、人工智能和实际运行经验修正等思想； 由计算机工作站后台程序实时运行物理数学模型自动寻优，以获取不同负荷、不同室外环境等条件下空调系统最优运行工况； 根据现场调试结果和实际运行经验对计算结果进行修订以提高控制准确性，人工智能在对空调区域的负荷预测以及控制系统寻优求解中起到关键性作用。,系统控制图,系统组成,冷水机组运行监控,主要包括冷冻水进出水温度、冷却水进出水温度、蒸发压力、冷凝压力、主机
13、电流、主机负荷率等主要参数的监控。 具有PC接口的机组，可通过其数据通讯协议直接获取机组运行各参数，并实现远程控制； 没有PC接口或未知设备数据通讯协议，则通过温度传感器、压力传感器、电量传感器等变送元件实现各监测参数的模拟量化，并由数据采集卡或数据采集模块将其转换为数字信号，通过数据网络与工作站计算机实现数据通讯。,冷冻水泵变频控制,空调区域功能多样性决定了冷冻水流量的相应变化规律，根据空调系统的负荷率、空调系统各用户负荷率变化特征以及末端设备的传热除湿性能，采用变频器对冷冻水进行变频控制，一般有基于定压差控制、定温差和变温差控制技术等控制来实现节能控制;,节电计算公式,能量=比热容r流量Q
14、温差T,送风系统控制 风系统主要是有风柜、空气处理机组、风机盘管等设备构成，依据空调区域负荷变化时间序列，远程控制风柜各个风机的启停实现有级调节送风量，也可变频调节空气处理机组实现送风量的无级调节，根据室内CO2浓度控制系统新风量,冷却泵冷却水塔变频控制 根据设计工况（出水/回水温差、压力、流量等）调节冷却水泵工作频率，通常从35Hz到49Hz； 维持冷却塔的出水温度在3237之间可以保证空调系统较高的运行效率，同时也能节约冷却塔风机能耗，通常可以采用变频或者通断控制来实现；,数据采集与控制 控制系统的所有监控参数，都是由数据采集模块或数据采集卡来实现，通过中间继电器或固态继电器实现计算机工作
15、站弱电控制向空调系统强电控制的承接； 主要功能由主控制柜实现。,冷水机组群控 根据空调系统的负荷率，以及该空调系统用户负荷率变化特征，智能控制冷水机组的台数和冷冻水出水温度，冷水机组在低负荷运行时可以充分利用蒸发器和冷凝器的换热能力，减小换热温差，提高冷水机组的运行效率。 冷冻水出水温度升高，可提高冷水机组的运行效率，冷冻水平均温度每升高1，冷水机组的运行效率提高3。,操作员工作站 所有的数据采集信号由串口通讯（R232、R485、R422等）网路接入计算机工作站，工作站独立完成空调系统数据采集、后台数据分析与数学模型寻优、远程控制等工作； 可采用个人计算机PC。,工程师工作站 数台操作员级工
16、作站由网络交换机连接成工业以太网，由工程师级工作站对所有操作员级工作站以Web站点访问的方式进行远程监控和数据共享。在局域网外围接入路由器可将控制系统与internet广域网连接，实现局域网以外的远程监控和数据共享。,节能控制系统功能,系统是以舒适性控制为前提，以科学管理和节能优化运行为目标的冷水机组运行管理系统，该系统大大减轻了中央空调系统操作人员劳动强度，提高了机组管理水平，节约人力开支。系统适应范围广，灵活性大，具有中央空调系统节能运行的普遍性和个体差异性。,系统功能,数据自动采集、显示与控制，自动采集功能，如冷冻水进出水温度、冷冻水流量、冷却水进出水温度、冷却水流量、变频器（如果变频器
17、带通信功能）以及风系统等运行工况的实时显示与控制。 监测数据的历史趋势曲线记录，有利于对冷水机组的运行状况进行监控、维修、故障诊断和预测。 机组负荷率、制冷量、主机启停逻辑、水泵启停逻辑等自动计算分析，确定最优的节能运行和管理方案。 控制系统根据工作站后台运算程序实施远程控制，操作性强。 根据室外环境、负荷率、围护结构及用户工作特性等优化启动冷水机组。 实时计算空调机组冷冻水出水温度并实现远程出水温度设置。,系统功能,冷却水泵变频运行调节。 对比分析安装该系统后空调机组能耗情况。 冷凝器清洁度监测。 主机自动记根据空调区域多样性等采用变温差控制的冷冻水流量变频调节技术，使冷冻水流量跟随负荷变化
18、，同时满足末端负荷要求。 录运行时间，实现多台主机群控，延长机组群使用寿命。 运行数据自动存储，实现打印报表，减轻操作人员工作强度，提高工作效率。 操作员级工作站独立工作以完成对现场设备的控制，工程师级工作站可通过互联网系统，利用 Web浏览器等对操作员级工作站进行远程监控和数据共享。,EMC系统功能,EMC系统功能,性能指标,输 入 电 源： 三相 AC380V 10%， 50赫兹 温度测量范围： 099 摄氏度 压力测量范围： 01.0 Mpa 额 定 功 率： 0.75320KW 节 电 率： 全年平均大于40% 电磁兼容性 ： 符合EMC规范，EEC/89/336 通 信 方 式： RS232/485，以太网TCP/IP 噪 音： 小于60分贝 平均无故障时间：60000小时 设备使用寿命： 15年,美丽东方节能服务程序,美丽东方-节能不仅仅是为了我们,电网优化安全用电,促进地区经济发展,减少电网建设成本,节约能源保护环境,节省企业电费开支,关注美丽东方保护我们的家园感谢您对环境保护作出的贡献 李绍明 18022881678,
