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公共建筑中央空调变水量与变水温节能操控方法研究

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公共建筑中央空调变水量与变水温节能操控方法研究

发布日期:2017-10-04 00:00 起源:http://dw3838.com 点击:

建筑能耗占我国全社会总能耗的1/3左右,其中空调供冷及供热系统所耗费的能耗占全部建筑能耗的40-54%。近些年空调负荷增长迅速,使得许多地区用电高度紧张。由此可见,空调所耗费的能源是相当大的,应是建筑节能考虑的重要方向。而且空调用电能耗正在呈上升趋势发展,空调系统的节能已成为全社会的研究热门问题。


  目前我国对空调系统尤其是冷热源水系统的节能把持大多采用水泵变频和变供水温度等把持,但基础采用单一参数把持,水泵变频只根据压差或温度进行把持,供水温度也只是根据末端负荷情况进行调节,很少综合考虑水泵变频、供水温度、冷机效率在不同景象条件和不同负荷情况下的综合能耗最优化把持。同时,由于目前存在大批运行时间在5年以上的空调系统,这部分空调系统大都存在运行效率低、能源耗费量大的问题,需要添加优化把持策略。


  1 变水量把持


  1.1 变水量把持原理


  应用变水量节能把持是要使冷冻水所载的冷量及冷却水所带走的热量与不断变更的末端负荷相匹配,从而能够节俭水输送环路水泵的运行费用。随着温度和湿度以及其他环境因素的变更,空调系统的负荷也是在产生变更的,所需的水量也在随着负荷的变更而变更。根据之前对空调系统运行情况的统计数据可得,冷水机组绝大多数都在低负荷的情况下运行并且存在严重的大流量小温差现象。这种大流量小温差的现象便是由水泵的频率与负荷的变更不匹配所造成的,存在严重的能源糟蹋情况。所以对水泵进行节能把持是具有很大的节能空间的。在运行变水量节能把持时,要保证各设备在大领域内变流量运行同时保证出水温度在容许的领域内正常运行(离心式变流量冷水机组25%-125%,螺杆式变流量冷水机组40%-125%)。为保证水泵的散热请求,水泵转速不能低于正常标准值的30%,低于30%后变频器效率降落,水泵效率也减小,低转速带来的能源节俭已被更低的水电效率所带来的能耗所抵消,因此水泵转速不能一味下调。在进行变水量把持的过程中,若单纯的只是根据供回水温差持续把持水泵频率可能会引起系统大的波动,无法保证末端对环境温湿度的请求。


  1.2 变水量把持策略


  本文研究的变水量把持策略是指转变冷冻水的流量,采用冷冻水泵变频、冷却水泵定频的把持策略。在满足末端负荷和安全的前提下,根据末端负荷的变更转变冷冻水泵的频率来减少冷冻水泵的耗能量,重要是根据末端温差和末端空调机组水阀的开度来把持水泵的频率。在对水泵进行节能把持的研究中常用的把持策略可分为两种,一是通过末端压差来把持水泵的频率,二是通过末端温差来把持水泵的频率。对本研究的利用环境而言采用通过末端压差来把持水泵的频率难度比较大,因为若采用压差把持水泵频率需要对理论上估计出的所有最不利末端地位进行压差测试,并且为保证早晚负荷变更较大时能正确反响最不利末端的情况应在多处设置压差传感器进行比较,较难实现,所以研究过程中采用的是通过温差把持来实现水泵的变频。若只是根据末端温差来把持水泵的频率会使水泵频率波动较大、温湿度不容易稳固在必定领域之内,所以在把持条件中加上了末端空调机组的水阀开度,这样通过末端空调机组水阀开度和末端温差来把持水泵的频率,可以起到很好的把持效果和节能效果。所以本研究中采用的是末端温差和末端重要空调机组水阀开度共同调节水泵频率。


  变水量把持策略步骤为:


  (1)上位机断定冷冻水的供回水温差,若温差大于5℃,则直接将冷冻泵的频率增长一个步长,步长定为2Hz。


  (2)若冷冻水的温差不大于5℃,则持续断定末端房间的实际温度,若满足温度高于设定值0。2并且水阀开度达到100%的台数大于1,则将冷冻泵频率增长一个步长,否则减少一个步长。


  (3)将修正后的水泵频率与设定的水泵频率高低限进行比较,若在水泵频率规定领域之内则将修正后的值作为冷冻水泵的频率,若修正后的值小于设定领域的下限则将下限值作为冷冻水泵的频率,若修正后的值大于设定领域的上限则将上限值作为冷冻水泵的频率。


  2 变水温把持策略


  2。1 变水温把持的原理


  冷水机组性能指数(COP)是指冷水机组在额定工况下的制冷量与输入功率之比。冷水机组最高的COP一般不涌现在满负荷时,而是涌现在部分负荷时。在满足工艺请求的基础上尽量进步冷机出水温度可达到节能的目标。但是为了满足末端机组对环境的请求,通常应设定冷机出水温度的高低限,这个限值可根据冷机长期运行的成果获得。


  2.2 变水温把持策略


  本文中所提出的变水温把持策略是指转变冷机的出水温度即转变冷冻水的出水温度。本研究中的变水温优化把持策略需要与变流量优化把持策略共同运行,是以冷冻泵的运行功率和冷机的运行功率之和最低为目标,在冷冻水泵的频率不断变更的基础上盘算出一个最佳的冷机冷冻水出水温度。在满足末端负荷请求和保证安全的前提下,通过进步冷冻水的出水温度来进步冷机的COP,达到冷机节能的目标。变水温的把持策略步骤如下:


  (1)首先,在冷机开启的时候给冷机一个初始温度作为初始的冷机冷冻水出水温度,本研究中给出的初始温度为7℃。


  (2)其次,断定末端重要空调机组水阀开度,盘算水阀开度达到100%的冷水机组的台数,若台数大于1,则将当前冷机的冷冻水出水温度设定值减少一个步长,跳到步骤(6),为了尽量保持室内温度和湿度的相对稳固,将一个步长设为0.2℃。


  (3)若末端重要机组水阀开度达到100%的台数不大于1,则持续断定开启的是哪台冷机。


  (4)根据该冷机的负荷率盘算出此时冷机的部分负荷率,根据末端环境的湿度和温度盘算出此时的湿球温度,根据部分负荷率和末端湿球温度盘算出当前冷水机组的最佳出水温度。


  (5)将盘算出来的最佳出水温度与当前出水温度设定值比较,若大于当前设定值则在当前设定值的基础上增长一个步长,若小于当前设定值则在当前设定值的基础上减少一个步长。


  (6)将修正后的值与设定的高低限值比较,若在变更领域内,则将修正后的值设定为冷机的冷冻水出水温度,若超出了设定领域,则将上限或下限设定为冷机的冷冻水出水温度。


  此循环可根据不同的设备和外界环境设定循环间隔时间。为了尽量减少冷冻水供水温度的波动,在每次对冷冻水出水温度进行赋值之前都参加了一个比较,如果盘算出来的冷冻水最佳出水温度与当前冷机的冷冻水出水温度的差值小于一个步长,则此次不转变冷冻水的出水温度。


  针对不同的末端负荷和不同型号的冷水机组,设定温度的变更领域、循环盘算的时间间隔以及温度变更的步长都有所不同,要在长时间的实验中取得理想的数据。


  3 结束语


  总之,随着经济飞速发展,能源的应用也越来越广,与此同时能源节俭也受到了人们越来越多的器重。据统计建筑能耗约占到了社会总能耗的1/3,其中空调系统能耗约为建筑能耗的40%-54%。建筑节能成为我国今后节能工作的重点。

上海焱睿仪器设备有限公司:是一家专业从事温湿度记载仪气压记载仪双金属温度计等产品的研发、生产、销售、服务于一体的企业。

相干标签:双金属温度计

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