全面节能方案
中央空调系统的目的是以最低的能耗代价满足人体舒适和工艺要求,按照大的结构可分为水系统、风系统和控制系统。水系统位于整个中央空调系统架构的底层,担负着把动力中心生产的冷热量向末端设备有效输送的重任。水系统运行效率的高低,不仅影响温、湿度控制的效果,而且直接影响系统的输送能效比和系统能耗状况。因此关注水系统运行效果和效率,成为空调系统节能的关键。
目前空调水系统普通存在大流量、小温差的运行问题,空调系统能耗占整个建筑能耗的比例超过50%,空调系统的整体能耗仍然没有得到改善,其关键问题是系统的输送能效比无法有效提高,且系统动态水力失调和供、回水温度问题没有有效解决。
水力失调是空调水系统常见且固有的一种特性,通俗一点讲就是水在管路中流动是有阻力的,并且阻力随着管路的延伸逐渐增大,而水自然会往阻力小的地方流动,造成距离动力中心远近不同的管路获得的流量无法满足系统实际需要,即近的管路流量偏大,远的管路流量偏小,表现为一幢建筑的不同区域的室内温度冷热不均。为了满足最不利环路的舒适性要求,水泵、主机只能工作在非高效区,造成大流量、大功率消耗的现状。
因此,只有在设备中流过正确流量的情况下,控制设备才能有效地进行调节控制。而获得正确流量的唯一方法是感知和保障末端流量的需求,并使系统全面平衡,要达到全面平衡必须满足以下三个必要条件:
第一、所有的末端设备在保证用户达到设计舒适度前提下,获得正确流量;
第二、每个大区域能够分配正确流量;
第三、生产侧的水量要大于等于分配侧的水量;
全面平衡与正确温差(7-12℃)控制的完美结合,是实现系统最低能耗运行的一种切实可行的方法,为以最低的能耗,稳定而精确地控制室内冷/热环境提供了可靠的保障。
另一方面,目前流程工业中很少对运行中的能效设备和运行过程进行能效参数监测、能效分析及节能增效的系统优化控制,仅仅比较注重单机能效,忽视系统能效;单机能效又比较注重试验台能效,而忽视运行能效。流程工业的EAOC技术就是对生产全过程进行能效监测、分析和控制,从而降低流程工业的能耗,提高用能效率的新技术。(EAOC是Energy Efficiency Analysis and Operation Optimal Control的缩写,意为:能效分析与运行优化控制。)流程工业的EAOC技术是2008年列入国家“十一五”863计划重点研发的新技术。
流体系统EAOC技术的控制对象不仅是单个的流体机械设备,而是与之配套的整个流动过程,包括管道、阀门、各个设备。EAOC系统技术不仅仅是对设备的功能动作进行控制,而是通过对整个系统的能效分析进行能效最优化的运行优化控制。
因此,中央空调的节能改造,应该以整个空调系统的节能改造为大前提,仅仅简单地控制某个部分,很可能会引起系统其他方面制冷效率的降低,不利于整个系统的节能控制。因此,需要针对系统的以下方面做全面的控制:
• 提高冷水机组的制冷效率:提高其COP值,令主机长期运行在最经济的设计工况。
• 提高末端设备的热交换效率:令末端设备长期运行在最经济的设计工况。
• 增加冷冻水自动策略控制系统,保持冷冻水运行需求与实际需求同步,提高输送系数。
• 把冷却侧运行优化到最佳状态,为冷机运行提供最好的外部环境,提高冷机运行能效。
• 冷却塔采用联合变频控制技术,提高冷却塔能效与整个空调系统能效。