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中央空调节能基本原理

 

      在中央空调系统中,水泵和风机流量 Q、压力 P、转速 n 和功率 N 满足如下关系: 
      流量 Q 与转速 n 成正比的关系;  Q=an
      压力 P 与转速 n2 成正比的关系; P=bn2
      功率 N 与转速 n3 成正比的关系:N=gn3 
    由此可见,如果采用变频器,在改变输出频率的同时,改变输出电压就能保障电动机稳定运行。在降低电源频率

时,即可降低水泵和风机转速,减少水泵和风机的流量(风量),从而按立方关系大幅度降低水泵电机和风机的功

率消耗,实现有效节能。

    见表 1。

1.变频调速的节电比率如下表:

  

冷量

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

温差

2.5

2.75

3.13

3.58

4.18

5.0

水流量

Q

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

泵转速

n

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

水压力

P

1.0

0.81

0.64

0.49

0.36

0.25

电机轴功率

N

1.0

0.73

0.51

0.34

0.22

0.13

节电率

0

0.27

0.49

0.66

0.78

0.87

 

中央空调节能技术路线

       水系统节能的技术途径是将定流量运行改变为变流量运行。
       调节旁通阀开度的变流量方法,其目的仅在于实现空调主机的定流量运行,保护主机安全,并不能节省能量。
       增减运转水泵数量的变流量方法,调节粗放,节电效果不好。
       能够有效的节能的变流量方法,是改变拖动水泵、风机转动的交流电动机的工作频率,即改变水泵、风机的转

速。

 

应用变频调速技术,使水泵电机和冷却塔风机按照实际的需要,降低工作频率运行,实现变流量工作,这就是水系

统节能的基本原理。

       由于水泵、风机消耗的电功率与其工作频率的三次方成正比,即, 变频运行的节能效果是十分显著的。
       寻求并建立水系统运行参数与主机制冷/制热效率之间的耦合关系,也就是通过优化空调主机的工况,及时调

节水系统的温度、流量,提高主机的效率,这就是主机节能的基本原理。

 

中央空调系统潜在的节能空间为什么与工频运行时的温差大小有关?

 

•         中央空调水系统节能的基本原理是:在保持流量与温差之乘积即转移的热量不变的前提下,用大温差、小流

量代替工频时小温差、大流量工况,以大幅度地减少转移等量热量时的水系统运输耗能(当然,这里的大温差、小流

量是有约束条件的)。
•         若工频时,流量为 1,温差为 1,转移的热量=1×1=1。变频调速后,流量减小为 0.5,温差扩大为 2,则

转移的热量

=0.5×2=1 不变;但水泵消耗的电功率则锐减至