廠房負壓風機鍋爐風機泵類負載變頻技術改造中央空調工程的節能方
其中提到“應把交流電機調速節電作為重點措施,認真推廣!痹诹硪晃摹对u價企業合理用電技術導則》中指出:“對泵、風機等用電設備,需要調節流量時,應采用電動機調速控制代替閥門控制。”國家經委(87)78號文件《交流電機調速驅動節電技術座談會紀要》中也指出:“交流電動機變頻驅動是我國近年發展較快的新技術。這種技術用于變負荷的風機水泵和其他設備,可比閥門擋板節流等方法節約更多的電力!眹翌I導人及有關領導部門的關懷重視和專家教授推薦提倡恰恰說明風機泵類負載的變頻技術改造節電顯著,勢在必行,意義重大。
機泵類負載變頻技術改造的優點
1、在風機泵類負載運行中,其輸入的能量,約15~20%被電機和風機(或電機和泵)本身所消耗,約35~50%被擋板或風門節流所消耗。前者可通過采用高效電機及高效風要來降低,后者則可通過采用變頻調速調節流量來取消。因為對風機水泵來說,其軸功率與轉速的三次方成正比,流量與轉速的一次方成正比。所以,如果通過調速將流量降到滿載時的80%,則所需軸功率可減少一半(理論上)。實踐及理論均已證明,采用變頻調速調節流量節電可達20%到60%。
一臺鍋爐在選用與其配套的風機容量時,均是按鍋爐的最大蒸發量予以考慮,且留有 20%風壓和20%流量的裕量。這就是說,即使鍋爐全載運行,其風門開度也不會是100%,最多僅能達到80%左右,此外,風機在選用其配套電動機時,也留有一定裕量。因而在鍋爐的正常運行中,其電動機總是處于不全載情況下運行。上面兩種情況,使得采用變頻調速調節流量要節約更多的電能。
1、風門或擋板調節流量,可調性能差,非線度大,反應速度慢,不準確。而且在風門或擋板開度很小時,電機的輸入功率仍然很大。采用變頻調速調節流量(此時風門或擋板處于全開位置),不僅可調性能好,反應速度快,而且線性度和準確性均很高。如采用閉環控制,則水位控制精度可達±10毫米,汽壓控制精度可達±5%,負壓控制精度可達±3Pa。
2、與計算機接口,接受計算機的指令來改變變頻器的輸出頻率。這種控制方式可使鍋爐始終在最佳狀態下運行。這不僅可將鍋爐的熱效率提高3%,同時也具有約5%的節煤作用。
3、輕勞動強度,降低噪音、粉塵,從而減少了對環境的污染。
鍋爐風機水泵變頻技術改造方案的選擇
根據鍋爐的容量、臺數、資金、操作維修人員的技術水平可有各種不同的選擇。
1、有一臺10噸以下的單臺鍋爐或6噸以下的多臺鍋爐,可選一臺鍋爐(選較大者)進行引風機和鼓風機變頻技術改造。變頻器的輸出頻率手工調節,可保留原有的工頻運行功能。
2、多臺10噸或多臺20噸的鍋爐房,可安裝一套引風機鼓風機變頻驅動裝置。此裝置包括兩臺變頻器,一臺驅動引風機,一臺驅動鼓風機。這套變頻驅動裝置,可根據需要驅動任一臺鍋爐的引風機和鼓風機,而同時每臺鍋爐的引風機和鼓風機仍保留原有的工頻運行功能。一臺變頻驅動裝置可驅動鍋爐的臺數不超過三臺。
3、對于40噸以上的鍋爐,一般情況下一套變頻驅動裝置只驅動一臺鍋爐,且可保持原有的工頻運行功能。
4、鍋爐房的補水泵,可采用一般生活供水工程的變頻驅動裝置,一帶一或一帶多臺補水泵。與一般生活供水工程不同的是反饋量是上鍋筒的水位。
摘要: 分析了影響空調工程能源消耗的關鍵因素,并從工程的選擇、設備的選配及工程的 運行管理等方面提出了切實可行的空調節能方案,對空調工程的設計及運行管理中的節能具有一定參考價值。
1.影啊空調工程能源消耗的關鍵因素
隨著國民經濟的發展、人民生活水平的提高,空調應用日益廣泛、普及,空調用電占總用電總量的比例在不斷上升,空調能耗已占總能耗20%左右,因而空調節能意義巨大。同時,在空調工程的設計及設備選型中均以最大負荷作為設計工況,市實際運行中空調負荷則隨多種因素而變化,最小時甚至還不到設計負荷的10%,存在很大的能源浪費現象。因此,空調工程如何適應在低負荷下高效節能運行及在工程設計中對設備進行節能選配就成為空調節能的關鍵。
2.工程的節能運行方案
空調工程的節能主要可從以下幾個方面考慮:工程的選擇、設備的選配及工程的運行管理。
2.1工程的選擇
首先,在空調工程設計之初選定空調方案(工程方式)時,即應將節能作為重要依據之一。中央空調能耗一般包括三部分:空調冷熱源;空調機組及末端設備;水或空氣輸送工程。這三部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的一半左右,是空調節能的主要內容。
2.1.1采用冰蓄能工程
冰蓄冷技術是利用峰谷電價的差別將用電高峰時的空調負荷轉移到電價較為便宜的夜間,從而節約運行費用。
對于傳統的冰蓄能工程,主機所耗的總能量變化不大,因而可節約運行費用但不節能;如采用再冷式冰蓄能工程則因采用了新型的冰剝離法,而減少了剝離能耗,即可節約運行費用又可節能。采用冰蓄能工程時,具體地有下面幾種方案可供選擇:
“全部蓄能工程”:當電價在峰、谷時段里有差別時,可將全部負荷轉移到廉價電費的時間里運行。這種方式常用于改建工程,它可利用原有的冷水機組,只需加設蓄冷設備和有關的輔助裝置;這種方式也適用于需要瞬時大量釋冷的特殊建筑物,如體育館建筑物等。
“部分蓄能工程”:冷水機組連續運行,它在夜間用來制冷蓄能,在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。將運行時數從 14 h擴展到24 h,可以得到最低的平均負荷。需電量費用大大地減少,而冷水機組的制冷能力也可減少50%~60%或者更多一些。在新建的建筑中,這是最實用的、投資有效的負荷管理方案。通過杭州市幾個工程如:建行杭州分行辦公大樓、杭州市新景福百貨大樓的實踐表明該工程節能(經濟指標)可在25% ~35% 之間。
2.1.2采用變風量工程,以減少空氣輸送工程的能耗
全空氣空調工程設計的基本要求,是要確定向被空調房間輸送的、經過一定處理的空氣數量,用以吸收室內的余熱和余濕,從而維持室內所需要的溫、濕度。當室內余熱值發生變化而又需要使室內溫度保持不變時,可采用兩種方法:
1.定風量:將送風量L固定,而改變送風溫度;
2.變風量:將送風溫度值固定,而改變進風量。
考慮到現代化樓宇的空凋要求,正從集中式控制向各個房間進行獨立、個別控制的方面發展。變風量空調(VAV)控制工程可以克服定風量工程的諸多缺點,它可以根據各個房間溫度要求的不同進行獨立溫度控制,通過改變送風量的辦法,來滿足不同房間(或區域)對負荷變化的需要。同時,采用變風量工程可以使空調工程輸送的風量在建筑物中各個朝向的房間之間進行轉移,解決一天中同-u,-t間各朝向房間的負荷并不都處于最大值的問題,從而減少工程的總設計風量。這樣,空調設備的容量也可以減小,既可節省設備費的投資,也進一步降低了工程的運行能耗。有資料顯示,采用變風量工程可節省能源達到30%,并可同時提高環境的舒適性。該工程最適合應用于樓層空間大而且房間多的建筑。尤其是辦公樓,更能發揮其操作簡單、舒適、節能的效果。因此。變風量工程在運行中是一種節能的空調工程。
2.1.3 利用能量回收工程節能
在室內外溫差較大的情況下,可在工程中增設熱回收工程,可得到較為明顯的節能效果。
2.1.4 根據國家能源政策、能耗指標和當地能源條件合理選擇冷熱源
在制冷機組的選用中。根據“提高電力在終端能源消耗中的比重,降低煤炭在一次能源中的比重,有效利用石油和天然氣資源”的國家能源政策,鼓勵采用電制冷機組,限制采用燃煤鍋爐的產品。同時,可積極發展太陽能空凋與燃氣空調(直燃機)、合理利用其他熱源。
太陽能空調:建立在太陽能熱水器應用的基礎上的太陽能空調,可充分利用夏天的太陽能,具有很好的經濟性。利用太陽能供冷與供熱,不僅可以節省電力和常規能源,對環境保護尤其有重要意義。
燃氣空調:燃氣空調具有削減夏季電力高峰、填補夏季燃氣低谷的益處,1996已成為我國中央空凋市場的主導產品。
土壤熱源的有效利用:目前我國南方地區空調工程主要用空氣源熱泵作為冷熱源,由于其“室外機”受環境空氣季節性溫度變化規律的制約,夏季供冷負荷越大時對應的冷凝溫度越高,從而主機能耗增大。與地面上環境空氣相比,地下5rn以下全年土壤溫度穩定且約等于年平均溫度,可以分別在夏冬兩季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度。所以從原理上講,土壤是一種比環境空氣更好的熱泵工程的冷熱源。土壤熱源熱泵的主要優點有:節能效果明顯(可比空氣源熱泵工程節能約20%);埋地換熱器不需要除霜,減少了冬季除霜的能耗;由于土壤具有較好的蓄熱性能,可與太陽能聯用改善冬季運行條件;埋地換熱器在地下靜態的吸放熱,可減小空調工程對地面空氣的熱污染及噪音污染。水源熱泵工程:水源熱泵工程空調工程是一種水冷的整體式供冷/供熱機組,可進行制冷/制熱循環,因而是一種全年運行的空調設備。其制冷(熱)性能受外界環境變化的影響較小,換熱效率也高于空氣熱泵。水源熱泵工程空調工程是一種極具特色的新新產品,具有不同于傳統中央空調工程的諸多技術特點,是一個熱回收和內部能量平衡的工程,尤其在過渡季其節能的效果非常顯著。由于其設計安裝簡單、控制管理方便、總體造價較低,故目前常用于住宅小區。
2.1.5 熱電冷三聯供(CCHP)工程
這是一項較適合我國國情的、利國利民的工程工程,但在我國尚處于研究和建設的初步階段,還有許多相關的政策的技術問題有待深入研究。
2.2 空調工程設計中的設備節能選配方案
2.2.1 離心式冷水機組的選擇
在空調工程的設計中,主張選用高能效制冷機,但也反對盲目追求能效。實際采用方法應結合中國當前經濟發展水平、采用工程法選用高效離心式制冷機的方法。
工況差異對蒸氣壓縮式水冷冷水機組滿負荷效率存在很大的影響。故在選用冷水機組時,必須重視工況不同對冷水機組性能產生的影響,考慮并滿足中國氣候和水質條件的要求,以保證機組長期高效可*運行。
2.2.2 末端設備
國產風機盤管從總體水平看與國外同類產品相比差不多,但與國外先進水平比較,主要差距是耗電量、盤管重量和噪聲方面。因此設計中一定注意選用重量輕、單位風機功率供冷(熱)量大的機組?照{機組應該選用機組風機風量、風壓匹配合理,漏風量少,空氣輸送系數大的機組。
2.2.3 冷凍水泵
在一般公共和民用建筑中空調水工程的能耗約占空調總能耗的15% ~20%。因此,空調水工程的節能也具有十分重要的意義。水工程節能除了重視水工程設計,認真進行水工程各環路的設計計算,并采取相應措施保證各環路水力平衡外,采用變頻調速水泵進行變流量運行,或采用冬、夏兩用雙速水泵是兩種較為有效的節能措施。
有資料表明,空調水工程采用變流量運行具有很大的節能潛力,變頻器投資在1~2年內即可收回。
冷卻水泵變速驅動和風機起?刂剖莾煞N較為有效的節能運行方式。
2.3 工程運行過程中的節能
2.3.1 加強中央空調的運行管理,采用一定的計量方法
在空調能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的。各項調節和節能措施的實施,亦與操作人員的技術素質直接相關。故應加強對空調操作人員的培訓,提高管理人員素質,實行空調操作人員操作證制度。另外,集中空調實行計量收費,是建筑節能的一項基本措施。目前在歐美等國熱量計量已是成熟的技術,據國外調查資料表明:實行集中空調計量收費后,其節能率在8% ~l5% 。
我國在計量方面也已取得了一定的成就。
2.3.2 通過控制設備進行調節控制
隨著用能計量收費體制的改革,室內空調工程裝配溫控閥后整個空調工程如何正確配備控制設備是非常重要的。
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