建筑電氣節(jié)能技術第三章.中央空調系統(tǒng)及節(jié)能技術第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術一.問題的提出二.變流量水系統(tǒng)的基本概念及原理三.中央空調水系統(tǒng)的負荷特性四.變流量水系統(tǒng)的類型五.變流量水系統(tǒng)的控制方案第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出一.問題的提出據新華社成都2009年12月12日電(記者齊中熙)中國房地產研究會副會長顧云昌表示,中國現(xiàn)在每年新建的房屋面積占到世界總量的50%,而建筑能耗占到中國全社會能耗總量的40%。

建筑能耗所占的比例第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出中央空調存在的問題：1.建筑空調都是以最不利工況為設計標準；2.空調系統(tǒng)在大部分時間都是在部分負荷下運行。3.在國內，絕大多數(shù)大型建筑空調水系統(tǒng)均為定流量系統(tǒng)容量往往遠遠大于實際需要，浪費能源。解決方法：根據空調負荷變化對水系統(tǒng)進行變流量節(jié)能控制，一種有效的節(jié)能手段。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出一個理想的空調水系統(tǒng)它應該具備如下的特點：1)負荷變化時保持冷卻水和冷凍水的送回水溫差不變；2)水系統(tǒng)運行能耗最小，當負荷減少時，冷水機組運行能耗隨之減少，水泵運行能耗也隨負荷的減小而相應減少；3)系統(tǒng)簡單，一次投資少；4)具備儲能功能。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術問題的提出二.變流量水系統(tǒng)的基本概念及原理目的：使冷水所載的冷量及冷卻水所帶走的熱量與不斷變化的末端負荷相匹配，從而節(jié)約運行費用。圖為二級泵系統(tǒng)。冷源所在環(huán)路稱為一次環(huán)路，水泵稱為一次泵；空調末端所在環(huán)路稱為二次環(huán)路，水泵稱為二次泵。管段A-B稱為旁通管，它為一次環(huán)路和二次環(huán)路共用。

第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理二次泵系統(tǒng)可用熱力學第一定律表述為：

3-1熱力學第一定律表明，在冷水系統(tǒng)中，可以根據系統(tǒng)的實際冷負荷大小調整冷水流量或冷水系統(tǒng)送回水溫差。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理在負荷末端，進行冷水系統(tǒng)設計時，Q、W、Δt己經確定。

Q為系統(tǒng)設計工況下的冷負荷，Δt為按規(guī)范確定的溫差，一般取5℃。但是當系統(tǒng)實際冷負荷Q變化時，為保證式3-1的平衡，由熱力學第一定律，必須改變冷水流量W或溫差Δt

的大小。例如當冷負荷在某一時刻為設計值的50%，并且冷水送水溫度不變，那么對于冷水系統(tǒng)來說可能會產生三種情況：A.流量W減為設計流量的50%；----變流量系統(tǒng)B.Δt減??；----定流量系統(tǒng)

C.兩者同時變化。理想的變水量系統(tǒng)：冷水流量與負荷成線性關系。第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理水泵的流量、揚程、功率與轉速的關系表示如下：

3-23-33-4以上3-1，3-2，3-3稱水泵的相似定律?？捎靡韵虑€描述：第三章.第二節(jié)中央空調變流量控制節(jié)能技術基本概念及原理從相似似定律律可以以看出出，在在理想想狀況況下，，當水水泵轉轉速變變化時，水水泵功功率將將與轉轉速成成三次次方變變化。。即如如果水水泵轉轉速為為設計工工況下下轉速速的50%時，，其功功率將將為設設計工工況下下的12.5%。因此此，變流流量（（變頻頻調速速）對對水泵泵的節(jié)節(jié)能有有很大大的潛潛力。。第三章章.第二節(jié)節(jié)中央央空調調變流流量控控制節(jié)節(jié)能技技術基本概概念及及原理理，三.中央空空調水水系統(tǒng)統(tǒng)的負負荷特特性（（將討討論節(jié)節(jié)能的的可行行性））負荷主主要來來自圍圍護結結構傳傳熱(包括太太陽輻輻射)和新風風負荷荷。第三章章.第二節(jié)節(jié)中央央空調調變流流量控控制節(jié)節(jié)能技技術水系統(tǒng)統(tǒng)負荷荷特性性表3-1，3-2說明：：冷水機機在設設計時時一般般留有有20%裕量，，即建建筑物物的最最大冷冷量是是冷水水機容容量的的80%。因此可可以推推論：：第三章章.第二節(jié)節(jié)中央央空調調變流流量控控制節(jié)節(jié)能技技術水系統(tǒng)統(tǒng)負荷荷特性性一般流流量的的調節(jié)節(jié)范圍可可控制制在70%3-5(或60%)～100%之間。。變流量量與定定流量量兩3-6種系統(tǒng)統(tǒng)的水水流量量分別可表表示為為：3-7第三章章.第二節(jié)節(jié)中央央空調調變流流量控控制節(jié)節(jié)能技技術水系統(tǒng)統(tǒng)負荷荷特性性建筑負負荷的的實際際能耗耗將遵遵守水水泵相相似定定律，，能耗耗只有有設計計工況時時的21.6%～51.2%。所以變變流量量水系系統(tǒng)對對中央央空調調系統(tǒng)統(tǒng)的節(jié)節(jié)能效效果將將非常常明顯顯。同時使使用系系數(shù)和和參差差系數(shù)數(shù)按照照0.6-0.8進行計計算，，即：3-8第三章章.第二節(jié)節(jié)中央央空調調變流流量控控制節(jié)節(jié)能技技術水系統(tǒng)統(tǒng)負荷荷特性性四.變流量量水系系統(tǒng)的的類型型1.變流量量一次次泵系系統(tǒng)①冷冷源側側定流流量，，負荷荷側變流流量的的一次次泵系系統(tǒng)variableprimaryflow簡稱：：VPF對制冷冷機與與水泵泵來說說：是先串串后并并方式式。第三章章.第二節(jié)節(jié)中中央空空調變變流量量控制制節(jié)能能技術術變流量量水系系統(tǒng)電動兩兩通閥閥：只有開開、關關兩個個狀態(tài)態(tài)。工作特特點：：A.只有一一組定定速泵泵,靠電磁磁閥調調節(jié)流流量;B.旁通管管上多多一個個控制制閥，，當系系統(tǒng)水水量小小于單單臺冷冷凍機機最小小允許許流量量時，，旁通通閥打打開，，旁通通一部部分水水量使使冷凍凍機運運行在在最小小允許許流量量之上上。最最小流流量由由流量量計或或壓差差傳感感器測測得。。第三章章.第二節(jié)節(jié)中中央空空調變變流量量控制制節(jié)能能技術術變流量量水系系統(tǒng)②水泵與與冷水水機組組獨立立并聯(lián)聯(lián)的方方式工作特特點:A.靠電磁磁閥調調節(jié)流流量,B.接管較較為方方便，，機房房布置置整潔潔、有有序。。第三章章.第二節(jié)節(jié)中中央空空調變變流量量控制制節(jié)能能技術術變流量量水系系統(tǒng)2.冷源側側定流流量，，負荷荷側變變流量量二次次泵系系統(tǒng)冷水機機組多多數(shù)要要求通通過蒸蒸發(fā)器器的水水流量量為恒恒定流流量，，負荷荷側和冷源側側分別設置置水泵工作特點：：1)可得到到用戶需要要的不同水水溫；2)系統(tǒng)冷源為為定流量，而輸送泵泵和負荷環(huán)環(huán)路為變流流量。第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術變流量水系系統(tǒng)3.單環(huán)路變水水流量系統(tǒng)統(tǒng)構造前提：：使用變負負荷冷水機機，允許蒸蒸發(fā)器內的的水流量變變化。運行有嚴格格的要求：：A.負荷不小于于規(guī)定值；；B.供回水溫差差不大于預預定值。工作特點：：A.節(jié)省了初投投資；B.冷凍水流量量和冷水機機容量都可以有效效配合各種種負荷；C.便于計算機機控制第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術變流量水系系統(tǒng)第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案五.變流量水系系統(tǒng)的控制制方案溴化鋰直燃燃機原理：：溴化鋰吸收收式制冷機機是以溴化化鋰溶液為為吸收劑，，以水為制冷劑劑，利用水水在高真空空下蒸發(fā)吸吸熱達到制制冷的目的。為使制制冷過程能能連續(xù)不斷斷地進行下下去，蒸發(fā)發(fā)后的冷劑水蒸氣被被溴化鋰溶溶液所吸收收，溶液變變稀，這一一過程是在吸收器中中發(fā)生的，，然后以熱熱能為動力力，將溶液液加熱使其水份分離離出來，而而溶液變濃濃，這一過過程是在發(fā)發(fā)生器中進行的。發(fā)發(fā)生器中得得到的蒸汽汽在冷凝器器中凝結成成水，經節(jié)流后再送送至蒸發(fā)器器中蒸發(fā)。。如此循環(huán)環(huán)達到連續(xù)續(xù)制冷的目的。可見見溴化鋰吸吸收式制冷冷機主要是是由：吸收收器、發(fā)生器、冷凝凝器和蒸發(fā)發(fā)器四部分分組成的。。舉例：某綜綜合體1-26樓為賓館客客房，裙樓樓為大堂及及商場。采采用3臺直燃式溴溴化鋰吸收收式制冷（（熱泵）機機組。該系系統(tǒng)冷凍水水系統(tǒng)類型型屬于冷源源側定流量量，負荷側側變流量的的一次泵水水系統(tǒng)。該該水系統(tǒng)在在部分負荷荷運行的時時候，只能能通過停用用部分冷凍凍水泵和冷冷卻水泵來來實現(xiàn)節(jié)能能。以冷凍凍水循環(huán)為為例，當大大廈負荷不不足50%時，可以停停用一臺冷冷凍水泵，，另一臺滿滿負荷運行行。當負荷荷大于50%時，兩臺水水泵則要同同時滿負荷荷運行。由由此可見，，水泵的負負荷只能是是50%和100%有級可調，，除非負荷荷剛好處于于50%和100%，否則都會會有相當部部分能耗的的浪費。第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案圖3-24大廈中央空調水系統(tǒng)圖將冷凍水和和冷卻水均均設計為變變流量的控控制系統(tǒng)1.冷凍水側的的變流量控控制方案已知原系統(tǒng)統(tǒng)為冷源側側定流量，，負荷側變變流量的一一次泵系統(tǒng)統(tǒng)。制冷機機組本身也也具有的變變負荷運行行能力，允允許根據負負荷的大小小改變制冷冷機蒸發(fā)器器內的流量量，所以可可以將系統(tǒng)統(tǒng)改造成為為一個一次次泵變流量量系統(tǒng)（VPF）。當末端空調調負荷變化化時，電動動二通閥調調節(jié)開度，，改變冷凍凍水量，此此時一采用用定的控制制措施，變變頻水泵和和冷凍機組組荷的改的的水流量都都隨負變而而改變，通通過調整冷冷水流量和和制冷機容容量，能有有效滿足所所有負荷工工況，另外外在旁通管管上增設了了旁通控制制閥，以維維持運行冷冷凍機的最最小流量。?？刂撇呗裕海翰扇《販夭羁刂品ǚɑ蚨▔翰畈羁刂品ā５谌?第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案①冷凍水溫差控制法根據公式：：第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案②壓差控制：：因為水力慣慣性時間常常數(shù)小，壓壓力變化會會比溫度變變化迅速得得多，故采采用壓差控控制。水系統(tǒng)的功功率、揚程程及流量滿滿足下式：：揚程H與供、回水水總管壓差差△P成線性關系系。如果H不變，則水水泵功率N只與流量G的一次方成成正比，這這種系統(tǒng)節(jié)節(jié)能不顯著著。第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案在定壓系統(tǒng)統(tǒng)中，流量量從G0變化到G′時，水泵速速度只是由n0到曲線n1，系統(tǒng)壓差H0不變。實際上在滿滿足流量的的情況下，水水泵速度是是可以由n0調到n2,此時壓差降降低(H0-H1)，整個系統(tǒng)統(tǒng)處在變壓狀態(tài)，，此時水泵泵能耗將會大幅度度下降。如果真正實實現(xiàn)節(jié)能，，壓差必須須改變。現(xiàn)討論G-H曲線：第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案通過調整一一次泵的轉轉速來使最不利環(huán)路路的壓差保持不變的的控制法，稱稱為最不利環(huán)路路壓差控制制法。根據最不利利環(huán)路特性性設定ΔPc，計算機機通過壓差差傳感器測到最不利利末端的壓壓差ΔP，對兩者的的大小進行行比較，來來調節(jié)水泵轉速。。根據公式式：第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案圖3-16土壤熱泵系系統(tǒng)第三章.第二節(jié)中中央空調變變流量控制制節(jié)能技術術控制方案2.冷卻水系統(tǒng)統(tǒng)變流量控控制