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工廠綜合節(jié)能技術(shù)及案例分析Contents照明節(jié)能1動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能234中央空調(diào)節(jié)能
蓄冰空調(diào)
廠房建筑節(jié)能5燃油鍋爐節(jié)能技術(shù)67加強(qiáng)能源管理
CompanyLogo工廠綜合節(jié)能技術(shù)及案例分析
我國(guó)能源形勢(shì)趨向緊張,能源短缺給以能耗大聞名的制造業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊。制造型企業(yè)走節(jié)能之路是大勢(shì)所趨。企業(yè)有20%以上的節(jié)能潛力,由于缺乏節(jié)能改造資金和節(jié)能咨詢服務(wù),沉重的能耗費(fèi)用使企業(yè)的成本大大提高,不但使電力供應(yīng)緊張,同時(shí)污染了我們的生存環(huán)境。已為數(shù)百家企業(yè)提供節(jié)能咨詢服務(wù),為其中的100余家企業(yè)做出了整體節(jié)能的可行性報(bào)告,并協(xié)助60余家工廠、商場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校進(jìn)行實(shí)施,證實(shí)在改造過(guò)程中不影響正常生產(chǎn)工作,不僅改善了人們的工作照明環(huán)境,同時(shí)延長(zhǎng)了機(jī)器設(shè)備的壽命,減少了機(jī)器的維護(hù)工作量。下面介紹的節(jié)能技術(shù)投資回收期不超過(guò)兩年,節(jié)電率可達(dá)到20%~40%。CompanyLogo一、照明節(jié)能2、效用分析使用高效發(fā)光光源代替原有的低效光源,在節(jié)電的同時(shí)提高照度、顯色度,改善照明環(huán)境,從而給人們提供一個(gè)舒適、穩(wěn)定的照明環(huán)境,既提高了工作效率亦保護(hù)了人體健康。用T5型(熒光燈+鎮(zhèn)流器)替換T8型(熒光燈+電感鎮(zhèn)流器),節(jié)電率達(dá)到30%以上,如T8型36W一套(燈管+鎮(zhèn)流器)的功率48W=36W+8W,用T5熒光燈代替只需32W=28W+4W,節(jié)電率達(dá)到25%,且照度提高15%。用大功率緊湊型熒光燈替換自鎮(zhèn)流汞燈,在保持原有照度的前提下節(jié)電率達(dá)到50%,如用大功率85W(鎮(zhèn)流器+燈管為95W)替換自鎮(zhèn)流汞燈250W,節(jié)電率為62%。其照度提高10~30%,顏色還原度提高60%,同時(shí)大大降低了頻閃,改善了照明環(huán)境,提高了工作效率。
在電壓經(jīng)常超過(guò)220V的地方,應(yīng)加裝照明節(jié)電器,一來(lái)可以節(jié)電,二來(lái)可以延長(zhǎng)照明器具的使用壽命。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能1、電機(jī)變頻器節(jié)能
在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中,變頻調(diào)速的性能最好,調(diào)速范圍大,穩(wěn)定性好,運(yùn)行效率高。采用通用變頻器對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制,由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟(jì)效益顯著,所以逐步得到推廣。變頻器用于電動(dòng)機(jī)調(diào)速、負(fù)載功率變化的場(chǎng)合,如注塑機(jī)、各類泵(風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等)、電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、橋式起重機(jī)。一般開環(huán)控制的電動(dòng)機(jī)由于不能感知外部負(fù)載的變化只能以恒功率的方式運(yùn)行,存在能源浪費(fèi)。而由變頻器拖動(dòng)的電機(jī),可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,由傳感器感知外部負(fù)荷和速度的變化,然后交計(jì)算機(jī)處理,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率輸出,始終一最優(yōu)化的方式來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的功率輸入,從而達(dá)到節(jié)能的目的。變頻器的節(jié)電率一般可達(dá)到23%~40%,并延長(zhǎng)電機(jī)壽命2~4倍以上。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能這里我們主要以注塑機(jī)類負(fù)載為例,介紹一下變頻器節(jié)能。注塑機(jī)油泵的特性分析與變頻節(jié)能原理:
油泵是注塑機(jī)工作的動(dòng)力來(lái)源,利用變頻器對(duì)油泵進(jìn)行控制,主要通過(guò)對(duì)其流量的控制而有效的節(jié)能,這是變頻器最廣泛的一種應(yīng)用。注塑機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí),其液壓系統(tǒng)在各個(gè)工序階段要求的壓力、流量是不同的,但是油泵電機(jī)始終定速運(yùn)行,其輸出流量始終不變,大量能量以壓力差的形式浪費(fèi)在閥門上。采用變頻調(diào)速控制技術(shù)后,節(jié)能器可根據(jù)注塑機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài),控制油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)油泵的輸出流量,使油泵實(shí)際供油量與注塑機(jī)實(shí)際負(fù)載流量在任何工作階段均能保持一致,保證電機(jī)在整個(gè)變化的負(fù)荷范圍內(nèi)的能量消耗達(dá)到所需的最小程度,徹底消除了溢流現(xiàn)象,并確保電機(jī)平穩(wěn)、精確地運(yùn)行。采用變頻技術(shù)改造后,節(jié)能效果十分顯著,一般可達(dá)25%~60%。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能注塑機(jī)采用變頻節(jié)能技術(shù)后,具有以下特點(diǎn):
⑴、高節(jié)電率:采用先進(jìn)的微電腦控制技術(shù),使定量泵變?yōu)楣?jié)能型變量泵;注塑機(jī)液壓系統(tǒng)與整機(jī)運(yùn)行所需功率匹配,無(wú)高壓節(jié)流溢流能量損失;節(jié)電率高達(dá)25%~60%;改善功率因數(shù):改造前功率因數(shù)一般為0.6~0.8,改造后可達(dá)0.96以上,故能顯著提高電網(wǎng)功率因數(shù),降低無(wú)功電流,從而降低線路損耗。對(duì)供電設(shè)備而言,則起到了增容的作用。⑵、高可靠性:保留注塑機(jī)原有控制方式及油路不變;計(jì)算機(jī)監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警,具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱、欠壓及對(duì)地短路等多種保護(hù),還可有效地保護(hù)油泵電機(jī);采用市電/節(jié)能運(yùn)行控制方式,以備故障時(shí)不影響生產(chǎn)。⑶、軟起動(dòng):減輕開鎖模震動(dòng),延長(zhǎng)設(shè)備和模具的使用壽命;減輕噪音,改善工作環(huán)境;系統(tǒng)發(fā)熱明顯減少,油溫穩(wěn)定,注塑機(jī)冷卻用水量可節(jié)省30%以上;延長(zhǎng)密封組件的使用壽命,降低停機(jī)維修機(jī)會(huì),節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用。⑷、操作簡(jiǎn)易:與注塑機(jī)同步運(yùn)行,無(wú)須任何調(diào)節(jié)。CompanyLogo定量泵注塑機(jī)和變頻節(jié)能器控制注塑機(jī)性能對(duì)照表CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)改造的幾點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題:
目前市場(chǎng)上各種注塑機(jī)變頻節(jié)能器種類繁多,技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,因此在現(xiàn)場(chǎng)改造中出現(xiàn)了一些具體問(wèn)題,有的是屬于采用變頻調(diào)速技術(shù)后的正常現(xiàn)象,而有的則是屬于產(chǎn)品或應(yīng)用中應(yīng)該克服的缺點(diǎn):
(1)電機(jī)聲音較市電時(shí)尖銳
節(jié)能器驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)油泵電機(jī)是采用變頻技術(shù),由于變頻器輸出電壓是由無(wú)數(shù)脈沖組成,存在著高次諧波,故電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速不同時(shí)會(huì)發(fā)出不同響度且稍尖銳的聲音,這是正常現(xiàn)象,并可以通過(guò)調(diào)整變頻載波頻率來(lái)降低尖嘯聲。
(2)電機(jī)溫度略高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度
由于輸出諧波的存在,諧波通過(guò)電機(jī)繞組也要產(chǎn)生一部分熱量,因此,電機(jī)在變頻節(jié)電運(yùn)行時(shí)的溫度要稍高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度;同時(shí),在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)階段,電機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降,散熱能力降低,溫升可能上升5~8℃左右。由于普通油泵電機(jī)絕緣等級(jí)均在B級(jí)或F級(jí)以上,故電機(jī)溫升仍在允許的范圍內(nèi),不會(huì)影響電機(jī)的使用和壽命。
(3)對(duì)注塑機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾
CompanyLogo注塑機(jī)變頻節(jié)能實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題
及相應(yīng)的解決方案列表CompanyLogo注塑機(jī)變頻節(jié)能實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題
及相應(yīng)的解決方案列表CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能2、電機(jī)相控器節(jié)能
在中國(guó),有近10億臺(tái)交流電機(jī)在使用之中。60%的工業(yè)電機(jī)消耗了約70%的電網(wǎng)電能,電機(jī)的耗能在電力工業(yè)中占主足輕重的地位。
電機(jī)在額定負(fù)載狀態(tài)下,其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95%,但當(dāng)電機(jī)在輕載狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率可低至20%。
美國(guó)國(guó)家電力研究所(EPRI)的研究表明:60%的交流電動(dòng)機(jī)是在其設(shè)計(jì)額定負(fù)荷的55%或更低狀態(tài)下運(yùn)行。在此狀態(tài)下,電機(jī)消耗的電能中有相當(dāng)部分是以發(fā)熱、鐵損、噪音與振動(dòng)等形式浪費(fèi)掉。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用對(duì)象:適用于經(jīng)常處于輕載或變負(fù)載運(yùn)行且不需要調(diào)速的交流電機(jī)軟啟動(dòng)及節(jié)電控制,如沖壓機(jī)、電動(dòng)衣車、啤機(jī)、皮帶傳送機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。由于沖壓機(jī)的電機(jī)選型是參照沖壓時(shí)的最大負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)的,并留有一定的富余空間,而沖床其加工過(guò)程具有周期性,向上提升沖頭時(shí)需要能量,處于電動(dòng)過(guò)程;而向下沖壓工件時(shí)是勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的階段,是處于能量釋放過(guò)程。實(shí)際運(yùn)行狀況決定了沖床長(zhǎng)時(shí)間輕載和空載的低效率運(yùn)行狀態(tài)。啤機(jī)、衣車用離合器控制帶動(dòng)機(jī)器工作,當(dāng)機(jī)器停止加工時(shí)離合器跟電機(jī)分離,電機(jī)空轉(zhuǎn),待工人把工料準(zhǔn)備就緒以后踩動(dòng)離合器使其電機(jī)連動(dòng)的飛輪咬合帶動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。工人備料的時(shí)間占整個(gè)生產(chǎn)周期很長(zhǎng)的一部分,而這部分時(shí)間里,電機(jī)一直處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),造成機(jī)器的低效率運(yùn)行。對(duì)于這類間歇性(沖擊)負(fù)載,可采用在電機(jī)安裝相位控制節(jié)電器,通過(guò)相位控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)負(fù)荷的變化情況,應(yīng)用最優(yōu)化原理,動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行電壓和電流,使其與負(fù)載匹配,從而有效提高電機(jī)在低負(fù)荷下的用電效率,達(dá)到節(jié)能的目的。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能適用場(chǎng)所:負(fù)載變化較大且不允許速度變化的設(shè)備。與傳統(tǒng)變頻控制器相比,相控控制器不影響電機(jī)的速度,轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)響應(yīng),因而具有下列特點(diǎn):*不改變電機(jī)速度,避免了采用變頻器調(diào)低速度而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降的弊端;*不需要整流和逆變,可大大降低高次諧波對(duì)電網(wǎng)的污染,減少電機(jī)的諧波損耗與噪音;*不需要改變電機(jī)原有控制線路,安裝接線簡(jiǎn)單,且能自動(dòng)跟蹤最佳節(jié)能狀態(tài);*成本更低,運(yùn)行更可靠。CompanyLogo二、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能功能特性:適用各種處于輕負(fù)載運(yùn)行交流電機(jī),綜合節(jié)能電率達(dá)15%~40%,并大幅度降低無(wú)功損耗。軟啟動(dòng):有效降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流;改善運(yùn)行:可有效降低電機(jī)運(yùn)行噪音、振動(dòng)和發(fā)熱、減少電機(jī)維護(hù)量,延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命的2~4倍。。優(yōu)化特性:不改變電機(jī)運(yùn)行特性和轉(zhuǎn)矩特性,不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速;一旦設(shè)定,自動(dòng)跟隨控制,不需人為調(diào)節(jié)。安裝方便:不改變電機(jī)原有控制線路,直接串接于電機(jī)供電輸入端。使用環(huán)境:全靜態(tài)固體部件,箱體整機(jī)密封、防雨、防塵、靜態(tài)散熱。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能1、常用的中央空調(diào)控制方法:
目前,國(guó)內(nèi)的中央空調(diào)系統(tǒng),由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段支持,基本上都采用傳統(tǒng)的定流量控制方式,即空調(diào)冷凍水流量、冷卻水流量和冷卻風(fēng)風(fēng)量都是恒定的。也就是說(shuō),只要起動(dòng)空調(diào)主機(jī),冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、末端風(fēng)機(jī)都在50Hz工頻狀態(tài)下運(yùn)行。
定流量控制方式的特征是系統(tǒng)的循環(huán)水量保持定值不變,當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),通過(guò)改變供水或回水溫度來(lái)匹配。定流量供水方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜的自控設(shè)備。但這種控制方式存在以下問(wèn)題:
(1)無(wú)論末端負(fù)荷大小如何變化,空調(diào)系統(tǒng)均在設(shè)計(jì)的額定狀態(tài)下運(yùn)行,系統(tǒng)能耗始終處于設(shè)計(jì)的最大值,能源浪費(fèi)很大。實(shí)際上由于受多種因素不斷變化的影響,中央空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷是一個(gè)始終變化著的量。這些因素有:◆季節(jié)交替(春、夏、秋、冬的替換);◆氣候變幻(陰、晴、雨、雪的變化);◆晝夜輪回(白晝與黑夜溫度的差別);◆使用變化(上班、下班交替);◆人流量增減(人流量的變化)等。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能空調(diào)負(fù)荷的這種不恒定性,決定了系統(tǒng)對(duì)空調(diào)冷量的需求也是一個(gè)隨機(jī)變化的量。若不論空調(diào)負(fù)荷大小如何變化,系統(tǒng)都在設(shè)計(jì)的額定狀態(tài)下運(yùn)行,勢(shì)必造成大量的能源浪費(fèi)。一些有經(jīng)驗(yàn)的中央空調(diào)系統(tǒng)操作和維護(hù)人員,在沒有技術(shù)手段的情況下,常常采用人工控制的方法來(lái)進(jìn)行節(jié)能。如:空調(diào)負(fù)荷輕時(shí),減少投入運(yùn)行的主機(jī)數(shù)量、水泵臺(tái)數(shù)或者使運(yùn)行主機(jī)間斷工作等,這可以收到一定節(jié)能效果,但受人的因素影響較大且空調(diào)效果與節(jié)能效果都難以控制得很好。
(2)舒適性中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)多參量、非線性、時(shí)變性的復(fù)雜系統(tǒng),由于末端負(fù)荷的頻繁波動(dòng),必然造成系統(tǒng)循環(huán)溶液(冷凍水、冷卻水、制冷劑溶液)的運(yùn)行參量偏離空調(diào)主機(jī)的最佳工作狀態(tài),導(dǎo)致主機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率(COP值)降低,系統(tǒng)長(zhǎng)期在低效率狀態(tài)下運(yùn)行,也會(huì)增加系統(tǒng)的能源消耗。
(3)在工頻狀態(tài)下啟停大功率水泵和風(fēng)機(jī),沖擊電流大,不利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行,且水泵、風(fēng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期在工頻額定狀態(tài)下高速運(yùn)行,機(jī)械磨損嚴(yán)重,導(dǎo)致設(shè)備故障增加和使用壽命縮短。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能2、提高空調(diào)能源利用效率
我們可通過(guò)改善以下幾個(gè)方面來(lái)提高空調(diào)能源利用效率:(1)善建筑的隔熱性能
房間內(nèi)冷量的損失通過(guò)房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷負(fù)荷,深圳有一大型超市,玻璃采用貼膜后,主機(jī)系統(tǒng)能耗下降了30%-40%。改善建筑的隔熱性能可以從以下幾個(gè)方面著手:確定合適的窗墻面積比例。合理設(shè)計(jì)窗戶遮陽(yáng)。充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。單層玻璃采用貼膜技術(shù)。(2)選擇合理的室內(nèi)參數(shù)
人體感覺舒適的室內(nèi)空氣參數(shù)區(qū)域,大約是空氣溫度13℃~23℃,空氣相對(duì)濕度20%~80%。如果設(shè)計(jì)溫度太低,會(huì)增加建筑的冷負(fù)荷。在滿足舒適要求的條件下,要盡量提高室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度。
①局部熱源就地排除
在發(fā)熱量比較大的局部熱源附近設(shè)置局部排風(fēng)機(jī),將設(shè)備散熱量直接排出室外,以減少夏季的冷負(fù)荷。
②合理使用室外新風(fēng)量
由于新風(fēng)負(fù)荷占建筑物總負(fù)荷的20~30%,控制和正確使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。除了嚴(yán)格控制新風(fēng)量的大小之外,還要合理利用新風(fēng),新風(fēng)閥門采用焓差法自動(dòng)控制,根據(jù)室內(nèi)外空氣的焓差值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥門的開度。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能
③制冷設(shè)備優(yōu)選要選用能效比高的制冷設(shè)備,不但要注意設(shè)計(jì)工況下制冷設(shè)備能量特性,還要注意部分負(fù)荷工況下的能量特性,選用是要統(tǒng)籌考慮。④利用自然冷源比較常見的自然冷源主要有兩種,一種是地下水源及土壤源,另一種是春冬季的室外冷空氣。深圳地下水及地下土壤常年保持在20℃左右的溫度,所以地下水可以在夏季可作為冷卻水為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量,也就是地溫式空調(diào)的使用。第二種較好的自然冷源是春冬季的室外冷空氣,當(dāng)室外空氣溫度較低時(shí),可以直接將室外低溫空氣送至室內(nèi),為室內(nèi)降溫。對(duì)于全新風(fēng)系統(tǒng)而言,排風(fēng)的溫度、濕度參數(shù)是室內(nèi)的空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù),通過(guò)全熱交換器,將排風(fēng)的冷量傳遞給新風(fēng),可以回收排風(fēng)冷量的70~80%左右,有明顯的節(jié)能作用。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能(4)減少水系統(tǒng)泵機(jī)的電耗。
空調(diào)系統(tǒng)中的水泵耗電量也非常大??照{(diào)水泵的耗電量占建筑總耗電量的8%~16%,占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的15%~30%,所以水泵節(jié)能非常重要,節(jié)能潛力也比較大。減少空調(diào)水泵電耗可從以下幾個(gè)方面著手:
①減小閥門、過(guò)濾網(wǎng)阻力
閥門和過(guò)濾器是空調(diào)水管路系統(tǒng)中主要的阻力部件。在空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理過(guò)程中,要定期清洗過(guò)濾器,如果過(guò)濾器被沉淀物堵塞,空調(diào)循環(huán)水流經(jīng)過(guò)濾器的阻力會(huì)增加數(shù)倍。閥門是調(diào)節(jié)管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡時(shí)主要靠調(diào)節(jié)閥門開度來(lái)使各支路阻力平衡,以保證各個(gè)支路的水流量滿足需要。由于閥門的阻力會(huì)增加水泵的揚(yáng)程和電耗,所以應(yīng)盡量避免使用閥門調(diào)節(jié)阻力的方法。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能②提高水泵效率
水泵效率是指由原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率被流體利用的程度。水泵的效率隨水泵工作狀態(tài)點(diǎn)的不同從0~最大效率(一般80%左右)變化。在輸送流體的要求相同,如果水泵的效率較低,那么就需要較大的輸入功率,水泵的能耗就會(huì)較大。因此,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要選擇型號(hào)規(guī)格合適的水泵,使其工作在高效率狀態(tài)點(diǎn)??照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理時(shí),也要注意讓水泵工作在高效率狀態(tài)點(diǎn)。
③設(shè)定合適的空調(diào)系統(tǒng)水流量空調(diào)系統(tǒng)的水流量是由空調(diào)冷負(fù)荷和空調(diào)水供回水溫差決定的,空調(diào)水供回水溫差越大,空調(diào)水流量越小,從而水泵的耗電量越小。但是空調(diào)水流量減少,流經(jīng)制冷機(jī)的蒸發(fā)器時(shí)流速降低,引起換熱系數(shù)降低,需要的換熱面積增大,金屬耗量增大。所以經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,空調(diào)冷凍水的供回水溫差4~6℃較經(jīng)濟(jì)合理,大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)都按照5℃的冷凍冷卻供回水溫差工況設(shè)計(jì)??照{(diào)循環(huán)水泵的耗電量跟流量的3次方成正比,實(shí)際工程中有很多空調(diào)系統(tǒng)的供回水溫差只有2~3℃,如果將供回水溫差提高到5℃,水流量將減少到原來(lái)的50%左右,所以如果水流量減少50%,水泵耗電量將減少87.5%,節(jié)能效果非常明顯。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能③具有自尋優(yōu)、自適應(yīng)的智能模糊控制對(duì)于中央空調(diào)這樣多參量相互影響的復(fù)雜系統(tǒng),要實(shí)現(xiàn)冷凍水和冷卻水系統(tǒng)全部變流量運(yùn)行,只有充分利用當(dāng)代最新科技成果,采用具有智能控制功能、能進(jìn)行類似人腦的知識(shí)處理和推理的先進(jìn)的控制技術(shù),才有可能成功。因此系統(tǒng)采用了模糊控制技術(shù),使系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自尋優(yōu)和自適應(yīng)的優(yōu)化控制功能,實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)各種負(fù)荷條件下的最大節(jié)能,使空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能達(dá)到16%~30%。④優(yōu)化了空調(diào)主機(jī)運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)全面采集中央空調(diào)的各種運(yùn)行參量,再利用先進(jìn)的模糊控制技術(shù)對(duì)這些相互關(guān)聯(lián)、相互影響的運(yùn)行參量進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制,以滿足中央空調(diào)系統(tǒng)非線性和時(shí)變性的要求,使空調(diào)主機(jī)始終運(yùn)行在最佳工況,以保持最高的熱轉(zhuǎn)換效率,從而減少主機(jī)的能耗5%-10%。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能水系統(tǒng)采用變流量模糊控制變頻節(jié)能技術(shù):
在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的容量是按照建筑物最大設(shè)計(jì)熱負(fù)荷選定的,且留有10%—15%的余量,在一年四季中,系統(tǒng)長(zhǎng)期在固定的最大水流量下工作。由于季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷的變化,空調(diào)實(shí)際的熱負(fù)荷在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)載低。一年中負(fù)載率在50%以下的運(yùn)行小時(shí)數(shù)約占全部運(yùn)行時(shí)間的50%以上。當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),所需空調(diào)循環(huán)水量也應(yīng)隨負(fù)荷相應(yīng)變化。所以采用變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)水泵的流量,可大幅度降低水系統(tǒng)能耗。由于中央空調(diào)系統(tǒng)是一種多參量非常復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng),即當(dāng)氣溫、末端負(fù)荷發(fā)生改變時(shí),水系統(tǒng)溫度、溫差、壓力、壓差、流量等均會(huì)發(fā)生長(zhǎng)改變。單純的PID調(diào)節(jié)根本滿足不了要求,只有采模糊控制技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能控制。
由于建筑全年平均冷熱負(fù)荷只有最大冷熱負(fù)荷的50%以下,通過(guò)使用變頻調(diào)速水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化,那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右,水泵能耗只有定水量系統(tǒng)水泵能耗的12.5%,節(jié)能效果是非常明顯的。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能(2)中央空調(diào)變風(fēng)量技術(shù):空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)包括空調(diào)風(fēng)機(jī)以及送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī),這些設(shè)備的電耗占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的比例是最大的,風(fēng)機(jī)節(jié)能的潛力也就最大,風(fēng)機(jī)的節(jié)能也應(yīng)引起最大的重視。減少風(fēng)機(jī)能耗主要從以下幾個(gè)方面入手:定期清洗過(guò)濾網(wǎng)、定期檢修、檢查皮帶是否太松、工作點(diǎn)是否偏移、送風(fēng)狀態(tài)是否合適。使用變頻風(fēng)機(jī)將定風(fēng)量控制改為變風(fēng)量控制,降低送風(fēng)的風(fēng)速,減小噪音。末端風(fēng)機(jī)改為變風(fēng)量控制系統(tǒng),可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)要求參數(shù)的改變,自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量(達(dá)到最小送風(fēng)量時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度),最大限度的減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力以節(jié)約能量。室內(nèi)無(wú)過(guò)冷過(guò)熱現(xiàn)象,由此可減少空調(diào)負(fù)荷15%~30%。將中央空調(diào)末端風(fēng)機(jī)改為VAV變風(fēng)量控制系統(tǒng)。VAV空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)要求參數(shù)的改變,自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量(達(dá)到最小送風(fēng)量時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度),以滿足室內(nèi)人員舒適要求或其它工藝要求。同時(shí)根據(jù)實(shí)際送風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,最大限度的減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力以節(jié)約能量。由于末端系統(tǒng)采用了輸出能量的動(dòng)態(tài)控制,實(shí)現(xiàn)空調(diào)主機(jī)冷媒流量跟隨末端負(fù)荷的需求供應(yīng),使空調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷情況下,都能既保證末端用戶的舒適性,又最大限度地節(jié)省了風(fēng)機(jī)的能量消耗。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能一般地講,VAV空調(diào)系統(tǒng)有以下特點(diǎn):
①區(qū)域的靈活控制,可根據(jù)負(fù)荷的變化及人舒適要求自動(dòng)調(diào)節(jié)
②調(diào)節(jié)各區(qū)域的送風(fēng)量,在考慮同時(shí)使用系數(shù)的情況下空調(diào)總裝機(jī)容量可少10%-30%
③室內(nèi)無(wú)過(guò)冷過(guò)熱現(xiàn)象,由此可減少空調(diào)負(fù)荷15%-30%。
④部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可大量減少送風(fēng)動(dòng)力,據(jù)模擬計(jì)算,全年空調(diào)負(fù)荷率為60%時(shí),VAV空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)約風(fēng)機(jī)動(dòng)力70%以上。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能在空調(diào)改造時(shí)選用或改造冷凍泵、冷卻泵時(shí)可考慮采用新型高效節(jié)能水泵。該水泵應(yīng)用特殊設(shè)計(jì)的葉片、葉輪,新型的水泵材質(zhì),新的水泵結(jié)構(gòu),使其運(yùn)行效率比原有的水泵運(yùn)行效率提高20%~40%。節(jié)能水泵還裝有優(yōu)質(zhì)機(jī)械密封,徹底根除了水泵軸向滲漏現(xiàn)象,有效地減少了水泵維修保養(yǎng)的工作時(shí)間,提高了設(shè)備使用壽命。用該高效節(jié)能水泵取代現(xiàn)役水泵,提高水泵的運(yùn)行效率,減少水泵的無(wú)功損失,節(jié)省水泵用電量。
深圳市屬于海洋性氣候,夏季并不太熱,最高氣溫也就在33℃左右,晚上氣溫較低,深圳市夏季夜晚大多數(shù)時(shí)間是可以利用自然通風(fēng)解決熱舒適的問(wèn)題。如果自然通風(fēng)解決的好,夏季可以節(jié)約一半的空調(diào)啟時(shí)間,而且室內(nèi)空氣品質(zhì)顯著提高CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能4、空調(diào)的余熱回收
壓縮機(jī)工作過(guò)程中會(huì)排放大量的廢熱,熱量等于空調(diào)系統(tǒng)從空間吸收的總熱量加壓縮機(jī)電機(jī)的發(fā)熱量。水冷機(jī)組通過(guò)冷卻水塔,風(fēng)冷機(jī)組通過(guò)冷凝器風(fēng)扇將這部分熱量排放到大氣環(huán)境中去。熱回收技術(shù)利用這部分熱量來(lái)獲取熱水,實(shí)現(xiàn)廢熱利用的目的。熱回收技術(shù)應(yīng)用于水冷機(jī)組,減少原冷凝器的熱負(fù)荷,使其熱交換效率更高;應(yīng)用風(fēng)冷機(jī)組,使其部分實(shí)現(xiàn)水冷化,使其兼具有水冷機(jī)組高效率的特性;所以無(wú)論是水冷、風(fēng)冷機(jī)組,經(jīng)過(guò)熱回收改造后,其工作效率都會(huì)顯著提高。根據(jù)實(shí)際檢測(cè),進(jìn)行熱回收改造后機(jī)組效率一般都是提高5~15%。由于技術(shù)改造后負(fù)載減少,機(jī)組故障減少,壽命延長(zhǎng)。目前該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于活塞式、螺桿式冷水機(jī)組。
空調(diào)余熱回收采用專用設(shè)備安裝在用戶原有制冷機(jī)組,回收制冷機(jī)組部分廢熱制的45~75℃的熱水。該設(shè)備與制冷機(jī)組同步運(yùn)行,在制熱水的同時(shí)可降低制冷機(jī)組的冷凝溫度,提高制冷機(jī)組制冷量,節(jié)省制冷系統(tǒng)耗電5%~10%。
空調(diào)余熱回收技術(shù)可用來(lái)代替賓館、大廈的菜油鍋爐,節(jié)約了所有鍋爐燃料,消除了污染物排放,是一種百分百不耗能的環(huán)保設(shè)備。CompanyLogo三、中央空調(diào)節(jié)能熱回收技術(shù)的特點(diǎn)
1、熱回收量大。在一般空調(diào)使用工況下,在水溫需求為30~65℃,可回收熱量為制冷量的30%~80%;水溫需求為55~60℃時(shí),可回收熱量為制冷量的30%。
2、保護(hù)環(huán)境。由于利用廢熱提供了所需的熱水,大大減少了供熱鍋爐向大氣排放CO2氣體,從而減少了使地球大氣候變暖的溫室效應(yīng)。同時(shí)直接減少了向大氣的廢熱排放量。
3、提高空調(diào)機(jī)組效率,節(jié)省機(jī)組用電量??照{(diào)機(jī)組壓縮機(jī)的一部分熱量經(jīng)過(guò)熱回收器吸收以后,原冷凝器的熱負(fù)荷減少,熱交換效率提高,空調(diào)機(jī)組的效率提高,耗電量也將顯著減少,同時(shí),由于采用熱回收技術(shù),機(jī)組的負(fù)荷減少,使用壽命延長(zhǎng)。
4、體積小,重量輕。熱回收器可直接安裝在中央空調(diào)機(jī)組上,無(wú)需占用建筑面積。
5、電腦自控,無(wú)需人工管理。
6、具有防止結(jié)垢和水質(zhì)軟化處理功能。CompanyLogo四、蓄冰空調(diào)采用冰蓄冷技術(shù)雖然不節(jié)能但可大幅降低空調(diào)能耗。蓄冰空調(diào)系統(tǒng)在夜間電力負(fù)荷低谷時(shí)啟動(dòng),以蓄冰工況運(yùn)行,將冷量以冰的形式儲(chǔ)存起來(lái),白天蓄冰機(jī)供應(yīng)建筑物制冷轉(zhuǎn)移白天高峰用電量。系統(tǒng)將電谷低電價(jià)時(shí)期儲(chǔ)存的冷量轉(zhuǎn)移到電峰高電價(jià)時(shí)期使用,具有移峰填谷的功能,可以緩解供電部門的供電壓力,平衡電網(wǎng)負(fù)荷,減少系統(tǒng)制冷裝備數(shù)量功能,并可減少主機(jī)的開停次數(shù),降低系統(tǒng)的配電容量。蓄冰空調(diào)系統(tǒng)可以降低冷凍水的溫度,降低送風(fēng)溫度,增加送回風(fēng)溫差,減少送風(fēng)量,從而大大減少風(fēng)管截面積,減少了其占用空間,減少風(fēng)機(jī)、水泵的功耗,因此雖然其初投資可能比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)稍高一些,但運(yùn)行費(fèi)用的降低將使得蓄冷系統(tǒng)很快收回增加的初投資,改善了空調(diào)系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性,因此有著很好的發(fā)展前景。采用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)可減少空調(diào)設(shè)備的投資15%左右,享用政府的低價(jià)供電(深圳市蓄冰空調(diào)電價(jià)0.2元/度),年節(jié)電費(fèi)25%左右。
如從基建時(shí)考慮到建筑主體節(jié)能,再全面采用中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)及冰蓄冷技術(shù),空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用可減少50%以上。以深圳地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)以余熱回收技術(shù)投資回報(bào)最快,可控制在一年以內(nèi)。CompanyLogo五、廠房建筑節(jié)能我國(guó)現(xiàn)有建筑中95%達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),新增建筑中節(jié)能不達(dá)標(biāo)的仍超過(guò)八成,單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2至3倍,對(duì)社會(huì)造成了沉重的能源負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染,已成為制約我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的突出問(wèn)題。
這樣的局面在今后新設(shè)計(jì)的公共建筑中將會(huì)改變?!豆步ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》近日由建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布,于7月1日起正式實(shí)施。這是我國(guó)批準(zhǔn)發(fā)布的第一部公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的綜合性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,適用于新建、擴(kuò)建和改建的公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)。通過(guò)改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱性能,提高供暖、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備、系統(tǒng)的能效比,采取增進(jìn)照明設(shè)備效率等措施,在保證相同的室內(nèi)熱環(huán)境舒適參數(shù)條件下,與上世紀(jì)80年代初設(shè)計(jì)建成的公共建筑相比,全年供暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明的總能耗可減少50%。
對(duì)建筑物而言,自然環(huán)境中的最大熱能是太陽(yáng)輻射,其中可見光的能量?jī)H占1/3,其余的2/3主要是熱輻射能量。這部分熱能對(duì)建筑物的影響是及其重要的??刂平ㄖ芎臏p至最少已成為建筑設(shè)計(jì)改造必須考慮的重點(diǎn)問(wèn)題之一。CompanyLogo五、廠房建筑節(jié)能對(duì)于準(zhǔn)備新建的建筑,我們可采用節(jié)能建筑材料來(lái)建筑。對(duì)于已建好的建筑,我們可在建筑墻體屋頂上噴上一層保溫涂料,進(jìn)行玻璃貼膜。
建筑節(jié)能涉及領(lǐng)域很多,主要是墻體、窗戶、地板、屋頂4個(gè)地方。
1.墻體:墻體的保溫分為外保溫和內(nèi)保溫。外保溫的保溫性能不但遠(yuǎn)高于內(nèi)保溫,而且由于保溫材料本身散發(fā)少量有害物質(zhì),外保溫設(shè)計(jì)使之在揮發(fā)過(guò)程中不會(huì)進(jìn)入室內(nèi)。而且能有效屏蔽太陽(yáng)光線中紫外線的光波輻射,最大限度地控制被涂覆物表面及內(nèi)部溫度,使頂層樓房室內(nèi)氣溫相一致,極大地改善居住和工作環(huán)境。同時(shí),由于保溫涂料涂層將太陽(yáng)輻射熱完全隔絕,減緩了室內(nèi)照明線路的老化,特別是廠房、倉(cāng)庫(kù)內(nèi)易燃易爆物和儲(chǔ)氣罐的消防隱患大為降低。另外,很多六層以下的建筑采用的是磚混結(jié)構(gòu),它的保溫隔熱效果沒有高層建筑必須采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)好。
2.窗戶:現(xiàn)在使用的玻璃分為單層玻璃和雙層玻璃,雙層的保溫隔音效果明顯好于單層。但雙層中又有區(qū)別,有的只是簡(jiǎn)單地抽出夾層中的一部分空氣,這種雙層玻璃的保溫隔音效果,沒有在抽出空氣后加入一定惰性氣體的好。而如果在此基礎(chǔ)上再給玻璃鍍上膜,這樣的中空鍍膜LOW-E玻璃不僅可以增加玻璃的強(qiáng)度,其保溫效果又要好一些。當(dāng)然,與之配套的斷橋鋁合金窗框,在窗外加裝鋁質(zhì)卷簾等設(shè)施,也能在一定程度上提高房子的保溫隔熱效果。CompanyLogo五、廠房建筑節(jié)能真空玻璃是全球最新型保溫隔熱隔聲玻璃,在隔聲、隔熱、節(jié)能、減少室內(nèi)溫差、提高采光性等方面遠(yuǎn)優(yōu)于目前普遍采用的中空玻璃幕墻。其保溫隔熱性能相當(dāng)于370mm厚實(shí)心黏土墻磚,是普通中空玻璃的兩倍,是單片玻璃的4倍,可使空調(diào)節(jié)能達(dá)50%。另外,真空玻璃可有效防止冬天窗戶結(jié)露,并可有效減小室內(nèi)外溫差,防止冬天窗邊引起的“冷吹風(fēng)”和“冷輻射”。
3.地板:據(jù)有關(guān)專家介紹,增加樓板厚度會(huì)提高保溫效果。如果在加厚層中選用陶?;炷粒蔷捅绕胀ɑ炷粮鼮楸馗粢?。
4.屋頂:保溫措施常見的是“平改坡”和加隔熱層。CompanyLogo六、燃油鍋爐節(jié)能技術(shù)1、采用水源熱泵型熱水機(jī)組或風(fēng)冷熱泵代替燃油鍋爐制熱水,除用于生活熱水外,也可用作燃油鍋爐的補(bǔ)充用水。相比較傳統(tǒng)的燃油鍋爐,熱泵型熱水機(jī)組具有以下的優(yōu)點(diǎn):①效率
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