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    節(jié)能中央空調(diào)的動向
    發(fā)布者:kewatt  發(fā)布時間:2014-03-24 10:23:22

    1、變流量技術(shù)與變頻調(diào)速

       提高空調(diào)系統(tǒng)運行的全年或季年性能源效率,越來越受到人們的關(guān)注。近年來,特別是減少風機、水泵的運行能耗更引人關(guān)注。 

       因此,除系統(tǒng)小型化外,變水量(VWV)、變風量(VAV)和變制冷劑流量(VRV)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,大大促進了制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展,與機器設(shè)備調(diào)速技術(shù)相結(jié)合的變流量技術(shù),則可以大大提高空調(diào)系統(tǒng)與設(shè)備的能源利用率。
       實現(xiàn)變流量技術(shù)一方面要在系統(tǒng)設(shè)計上加以考慮,另一方面要靠設(shè)備來實現(xiàn)。泵與風機的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)是普遍采用的一項重要的節(jié)能措施。

       中央空調(diào)中水泵風機用電量占空調(diào)總用電量30-40%。因此,泵類和風機變速運行節(jié)能量是顯著的。
       變流量水系統(tǒng)的節(jié)能效果好。設(shè)計負荷運行時間約占總運行時間的(6~8)%,水泵的能耗很大,約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗量的(15~20)%。
       由于水泵實際工作點往往不能處于效率最高點,即使流量減小了,實際用電量減少并不多。而采用變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)流量可收到良好的節(jié)能效果。 
       某酒店采用變頻調(diào)速裝置已獲得顯著的節(jié)電效益,該飯店共選用3臺變頻調(diào)速裝置,分別對冷凍水泵、冷卻水泵和供暖水泵進行變流量調(diào)節(jié),投入運行一年就節(jié)電50萬kWh,而3套變頻調(diào)速裝置的投資費是13萬元,投資回收期不足2年。
       變頻調(diào)速可在非峰值負荷時減少送風量,從而可節(jié)省動力消耗。據(jù)檢測,當運行風量減至設(shè)計風量的50%時,運行電流約減少25.5%,因而全年空調(diào)運行消耗的電力比定風量方式小得多。 
       如送風面積大或房間多,設(shè)計時可將變風量系統(tǒng)分為兩個或數(shù)個系統(tǒng),以使控制更靈活,調(diào)節(jié)更方便,節(jié)能效果更顯著。
       變頻調(diào)速原理如下:
       異步電動機的轉(zhuǎn)速n由下式公式確定:
       n=60 f (1-s ) / p 
       其中:p為電機極對數(shù);f為交流電源的頻率;s為電動機的轉(zhuǎn)差率。
       因此,對異步電機而言,當負載轉(zhuǎn)矩恒定時,其轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。
       泵與風機應(yīng)用交流變頻器節(jié)能的原理:
       泵與風機的流量與轉(zhuǎn)速的1次方成正比。但軸功率N與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系如下: 
       N2=N1 * ( n2 / n 1 )3
       即泵或風機的軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。當電動機的轉(zhuǎn)速由n1 減少10%變?yōu)閚2時,軸功率將減少27%。轉(zhuǎn)速減少20%時,軸功率將減少49%。
       與改變泵或風機出口閥門開度的方法相比,變頻調(diào)速方法的節(jié)能效果是非常明顯的。 
       2、蓄能空調(diào)技術(shù)
       蓄能空調(diào)技術(shù)就是利用夜間電網(wǎng)低谷時的電力來制冷或制熱,把冷量或熱能儲存起來,在白天電力高峰用電緊張時釋放冷量或熱能,滿足建筑物空調(diào)冷源或熱水需要。
       (1)蓄能空調(diào)的起源與國際上的發(fā)展情況
       水蓄冷空調(diào)大約出現(xiàn)在1930 年前后,最初用于影劇院、教堂、乳品加工廠等短時間使用降溫、負荷集中的場所。這種蓄冷技術(shù)可以用小制冷機帶動大冷負荷,可以降低制冷系統(tǒng)的初投資。后來,制冷機成本明顯降低,該項技術(shù)的應(yīng)用陷入了停滯期。 暖通百科szligao.cn 
       1973年的能源危機,再次引起人們對空調(diào)蓄冷的關(guān)注。20世紀80年代,冰蓄冷空調(diào)技術(shù)在能源緊缺的發(fā)達國家迅速推廣。在大型商場、辦公樓、商住樓、賓館飯店、娛樂場所、醫(yī)院等場所應(yīng)用效果顯著。
       l日本至2001年已有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)15000多套。我國臺灣自1984年建成第一個冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng),到2000年已投入運行600多家。 
       從世界范圍看,世界發(fā)達國家都已經(jīng)或正在使用蓄冷空調(diào)。目前該項技術(shù)在世界上屬于成熟的技術(shù),世界各國廣泛于應(yīng)用各個領(lǐng)域。
       韓國已經(jīng)立法,3000平方米以上的公共建筑必須采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
       目前,最新的蓄冷空調(diào)是低溫、大溫差供冷送風技術(shù),少數(shù)工程已做到比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)投資更少。 
       (2)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)在我國國內(nèi)的發(fā)展情況
       隨著社會發(fā)展和生活水平的提高,我國各地空調(diào)用電大幅度增長。2003年廈門市空調(diào)用電負荷約占用電總負荷的32%。而且,空調(diào)用電負荷又多集中在高峰用電時段。
       另一方面,許多企業(yè)由于晚班生產(chǎn)工效低,需另付晚班費等原因,漸漸恢復(fù)到白天生產(chǎn),導(dǎo)致低谷用電負荷反而逐年相對下降。因此,城市用電峰谷差日趨拉大,城市尖峰用電時段電力緊張,迫使電力部門拉閘限電。而低谷用電時段電力過剩。 
       根據(jù)美國、日本及臺灣省的經(jīng)驗,解決上述矛盾的一個有效途徑是發(fā)展蓄能空調(diào),將尖峰負荷轉(zhuǎn)移到低谷時段。
       國內(nèi)最早采用冰蓄冷工程是深圳電子科技大廈,建筑面積6.5萬m2,1993年5月投入運行。電力部于1995年開始部署蓄冷空調(diào)試點,投運后取得了很好的實際效果。 
       國家經(jīng)貿(mào)委辦公廳頒發(fā)的經(jīng)貿(mào)廳技[1997]298號文中,將冰蓄冷空調(diào)作為今后的重點發(fā)展項目。國務(wù)院國發(fā)[1998]32號文中更強調(diào)了加快推廣包括蓄冷空調(diào)在內(nèi)的各種削峰填谷的技術(shù)措施。
       與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)比較,冰蓄冷空調(diào)一方面對電網(wǎng)削峰填谷,優(yōu)化資源配置,減少電力電站投資,保護生態(tài)環(huán)境有良好的社會效益。 
       另一方面,對采用冰蓄冷空調(diào)的業(yè)主而言,還可以得到以下的實惠:減免電力增容費用,減少制冷主機的裝機容量,減少相應(yīng)的配電設(shè)備投資,節(jié)省大量的運行費用,停電時還可以作為應(yīng)急冷源繼續(xù)供冷。
       (3)國內(nèi)冰蓄冷空調(diào)工程的實際應(yīng)用
       根據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)冰蓄冷空調(diào)工程從1992年開始建造、截止到2003年底,已建成和正在建的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)超過300項。已應(yīng)用的冰蓄冷空調(diào)工程主要集中在蛇形盤管和冰球式。 
       (4)蓄冷空調(diào)技術(shù)的基本原理
       蓄冷中央空調(diào)簡單地講就是在常規(guī)中央空調(diào)增加了一套蓄冷裝置,如:蓄冰槽、蓄冰桶等。蓄冰空調(diào)主要利用分時電價政策,在夜間用電低谷期,采用電制冷機制冷,將制得冷量以冰(或其它介質(zhì))的形式儲存起來。在白天空調(diào)負荷高峰期,將冷量釋放,便可達到少開中央空調(diào)主機甚至不開主機的目標。 
       (5)蓄冷空調(diào)的分類
       按蓄冷介質(zhì)分:
       水蓄冷:用水作為蓄冷的介質(zhì),有一定的應(yīng)用,某些條件下有優(yōu)勢。
       冰蓄冷: 用冰作為蓄冷的介質(zhì),目前最常用。
       共晶鹽等高分子介質(zhì),目前少用。
       按蓄冷方式分: 
       部分蓄冷。部分蓄冷是指制冷機連續(xù)運行,在夜間制冷儲能,以補足白天高峰制冷負荷,白天同時使用制冷機與夜間儲存的冷量供應(yīng)空調(diào)負荷。部分蓄冷是目前最常用方式。
       全部蓄冷。全部蓄冷是利用低谷電荷時制冷機蓄冰儲能,白天空調(diào)不使用制冰機,所有空調(diào)負荷完全以儲存的冷能供給。這種方式常用于改建工程,也適用需要瞬時大量釋冷的建筑物,如體育館。 
     。6)采用冰蓄冷空調(diào)技術(shù)對用戶的效益
       減少制冷主機的裝機容量和功率,可減少30%-50%。
       減少電力增容費和供配電設(shè)施費。減少相應(yīng)的電力設(shè)備投資,如:變壓器、配電柜等。例如,罐頭廠.
       減少冷卻塔的裝機容量和功率。
       設(shè)備滿負荷運行比例增大,充分提高設(shè)備利用率和效率。 
       系統(tǒng)冷量調(diào)節(jié)靈活,過渡季節(jié)不開或少開制冷主機,節(jié)能效果明顯。
       利用低谷廉價電力,節(jié)省大量的運行費用,可節(jié)省40%-50%。
       易于實現(xiàn)大溫差和低溫送風,節(jié)省輸送系統(tǒng)的投資和能耗。
       相對溫度更低,空調(diào)品質(zhì)提高,能有效防止中央空調(diào)綜合癥。 
       具有應(yīng)急功能,停電時可利用自備電力啟動水泵溶冰供冷,空調(diào)系統(tǒng)的可靠性提高。
       缺 點

    •  通常在不計電力增容費的前提下,其一次性投資比常規(guī)空調(diào)大(在15% 以內(nèi)) 。
    •  儲冰裝置要占用一定的建筑空間。 
    •  制冷儲冰時主機效率比在空調(diào)工況下運行低。
    • 設(shè)計和調(diào)試相對復(fù)雜。

       (7)蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會效益
       對國家、對電力部門的好處
       商業(yè)用電一般集中在8:30-23:00。若按尖峰用電負荷建設(shè)發(fā)電設(shè)備與供電電網(wǎng),那么在低谷時段,相當一部分發(fā)電設(shè)備與輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用,折算到每kWh的平均供電成本也要上升; 
       如果按平均用電負荷建設(shè)發(fā)電廠輸配電網(wǎng),那么在尖峰時段,用電負荷就會超過供電能力,必須采取拉閘停電,強制削減用電負荷。
       而采用了蓄冷空調(diào)之后,尖峰時段制冷機不制冷或少制冷,即可均衡用電負荷,保證供電。
       如果單純?yōu)榱藵M足尖峰用電負荷需要,就必須興建更多的新電廠。在空調(diào)的社會普及率相當高后,如果采用蓄冷空調(diào)技術(shù),就可有效地把空調(diào)用電的約40%左右的負荷轉(zhuǎn)移到低谷時段,就可不建或緩建新電廠。從而提高了現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備與輸配電網(wǎng)的利用率與效率,改善電力建設(shè)的投資效益。 
       蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會效益(續(xù))
       由于可少建或緩建電廠,就可減少CO2的排放量。若少建一座300MW燃煤發(fā)電廠,一年就可少向大氣少排放300萬噸CO2,減輕全球的溫室效應(yīng)。
       蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會效益(續(xù))
       由于采用蓄冷空調(diào)提高了空調(diào)制冷系統(tǒng)的整體效率,提高了現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)的利用率,提高了全社會的能源利用系數(shù),可更合理經(jīng)濟地開發(fā)與使用我國的能源資源。 
       綜上所述,發(fā)展蓄冷空調(diào)是一舉三得的技術(shù)措施,重視與開發(fā)此項技術(shù),乃是利國利民的大業(yè)。
       (8)推廣冰蓄冷空調(diào)的主要障礙
       對新技術(shù)的擔心顧慮
       人們對于新事物總是存在一定的顧慮,從上述的實際工程可見,常規(guī)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)是成熟的技術(shù)。因此,政府和各有關(guān)部門應(yīng)加強宣傳,提高人們的認識,消除不必要的顧慮。 
       新技術(shù)效益分析計算比較復(fù)雜
       蓄冷空調(diào)工程的經(jīng)濟比較分析要比常規(guī)空調(diào)工程復(fù)雜得多,其原因有4個: ①各地區(qū)電價結(jié)構(gòu),增容建設(shè)費的收費標準也各不相同。②蓄冷空調(diào)的運行電耗與建筑物的冷負荷特性、蓄冷方式、運行策略、控制模式有著密切關(guān)系。 ③蓄冷裝置的種類很多,其蓄冷與放冷特性曲線差異也較大,而且所要求配套的制冷機也各不相同。 
       因而各具體用戶初投資可能有較大差別。因此,各具體用戶的效益可能有差別。
       (9)冰蓄冷空調(diào)的結(jié)論
       蓄冰空調(diào)特別適用于間歇空調(diào)系統(tǒng),及峰谷負荷差較大的連續(xù)運行空調(diào)工程。如:金融辦公大樓、影劇院、體育館、非晝夜運行的工廠車間等。 
       蓄冷空調(diào)技術(shù),當蓄冰比例在35%~75%時,通過對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,可使冰蓄冷的初投資與常規(guī)空調(diào)持平或略有減少;
       蓄冷空調(diào)確實能減少電力峰谷差,提高能源利用效率,降低運行費用,保護環(huán)境,是利國利民的好方法,應(yīng)大力推廣。

     

     

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