要使整个中央空调系统达到最高的制冷效率,我们要令风机盘管、新风机、风柜等末端设备和冷水机组同时工作在最经济的设计工况,因此,我们需要用到能量自动平衡调节阀门技术,将上述设备的工况保持在7-12℃的供、回水温度区域,并保持5℃温差,以确保末端设备和冷水机组达到最高的制冷效能。
能量自动平衡调节阀门能够根据负载的需求,调节阀门的开度,保证正确的流量,自动稳定回水温度,可以令整个冷冻水系统的回水温度稳定在12℃,除此之外,为了保证各个区域的正确流量,我们需要用到的流量自动平衡调节阀门技术,因此,我们需要用这两种阀门对空调水系统做以下改造:
★ 冷冻水泵
由于冷冻水泵总是以满负荷的状态运行的,在末端负荷减少的情况下,在冷冻水系统不需要如此大的功率的时候,有必要对其进行控制,相应减少其功率,从而达到节能的目的。
变流量水系统的最大特点是可根据末端需求运用变频技术改变水泵供给参数――流量、扬程,不仅满足部分负荷工况下末端设备的实际需求,而且最大程度上节约整个变流量水系统的输配能耗。
一般而言,变水量系统的负荷变化可分为两种:比例负荷和非比例负荷。比例负荷主要是由室外温度等共同扰量作用下引起的负荷改变,在所有用户处均表现为等比例变化。非比例负荷是由用户自主调节等随机扰量引起的,即用户负荷的多样性。比例负荷一般通过集中调节冷水机组载荷解决,非比例负荷主要由水泵变频调节。
负荷多样性反映在系统流量与压差关系图上则表现为一簇曲线,如图3-1及图3-2所示。图中横坐标Q表示系统流量需求,纵坐标△P表示相应流量下的压差(或者水泵扬程需求),△P0表示压差控制的压差设定值。由于用户负荷变化的随机性,相同流量下可能对应不同的水泵扬程需求。曲线0表示用户负荷按等比例变化,曲线1表示负荷集中于管网远端,曲线2表示负荷集中于近端。其它各种可能工况均介于曲线1、2所形成的包络线区域内。
图3-1 压差控制曲线
图3-2 水泵的等效率曲线
用户负荷变化的多样性决定了变水量系统同样不可以总流量的变化作为水泵变频控制的依据,因为对应同样的系统流量有着不同的扬程需求。部分负荷下,由于负荷多样性的影响,最不利工况点是随时变化的,它取决于当时用户的流量需求。变水量系统在部分负荷下的能量节省主要源于输送能耗的减少。
传统变频水泵的运用的是等压变频策略(如图4所示),通过检测分、集水器(水泵前后)前后压差的变化,决定水泵的转速进而给出该种负荷下的流量。但是这种方式,无法实现系统最大程度上的节能运行。
图4 等压变频策略
利用能量自动平衡调节阀门技术和流量自动平衡调节阀门技术,能够自动保证各末端设备所需的正确流量,恒定回水温度,并使冷冻水系统处于平衡状态,消除各个不利的工况点,并根据冷冻水系统总出、回水管上的温度,综合确定变频水泵的工况点,确保水泵变频策略的顺利实施。这种模式下的水泵运行,流量、扬程都是可变的,可以实现最大的节能效果。
★ 冷却水泵、冷却塔
由于冷却水泵、冷却塔总是以满负荷的状态运行的,在末端负荷减少的情况下,在冷水机组不需要如此大功率制冷的时候,有必要对其进行控制,相应减少其功率,从而达到节能的目的。
利用能量自动平衡调节阀门技和流量自动平衡调节阀门技术,自动保证各末端设备所需的流量,使冷冻水系统处于平衡状态,在确切感知冷水机组实际负载后,综合确定冷却水泵、冷却塔电机的工况点,确保变频策略的顺利实施。这种模式下的冷却水泵运行,流量、扬程都是可变的,冷却塔电机的功率也是可变的,可以实现最大的节能效果。