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。
表
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