变频变流量集中空调系统节能性分析

【摘要】：建筑能耗在社会总能耗中占有很大比重。而空调系统的能耗比例超过了建筑总能耗的40%，在集中空调系统能耗中，水系统的能耗约占到整个空调系统能耗的60%~80%。水泵作为水系统输送设备中的重要组成部分，运行时的效率和能耗直接影响到整个系统的运行能耗。变流量空调系统可以依据负荷变化调整输配流量，降低机组和水泵能耗。本文对集中空调系统变频变流量控制时的节能性进行了分析和研究。 分析了集中空调变流量系统的原理、冷冻水系统变流量的类型及变频控制方式，得出在变流量系统的水泵变频控制方式中，根据负荷不断调整设定压差的变压差控制反应快，节能效果好。 分析得出了变流量集中空调系统变频水泵功耗的计算方法。对于变频水泵，若系统管网特性曲线为广义管网特性曲线时，变频前后工况点之间不满足泵或风机的相似律，变频后的效率应该由过新工作点的相似工况曲线与额定状况下水泵性能曲线的交点来确定；若系统管网特性曲线为狭义管网特性曲线，且当其管网特性（阻抗S）不变时，变频前后的工况点符合相似律，水泵能耗可用相似律进行计算，当变频的同时，管网特性也发生变化，则变频前后的工况点不满足相似律。 通过简化水系统分析比较了集中空调冷冻水系统变流量控制中阀门调节与定压差变频控制调节、定压差控制与定末端压差变频控制调节，以及定末端压差控制与变压差变频控制调节各自两者之间的节能效果。得出定压差控制水泵变频调节的节能效果优于阀门调节，定末端压差控制的节能效果优于定压差控制，变压差控制的节能效果优于定末端压差。从而得出：如果想要充分发挥水泵变频调节的优势，在控制调节过程中，一方面应尽量减少甚至避免调节阀上的能量损失，以保证管路特性相对稳定；另一方面在保证各个末端有足够的压差来保证其流量的前提下，控制系统压差设定值可变。对于集中空调采用变压差变频控制变流量系统节能效果最好。 最后结合西安市西北电力设计院集中空调系统的实测数据对其变频变流量一次泵水系统的节能性进行了分析。通过对该冷冻水系统分别采用定压差控制和变压差控制进行能耗计算并分析比较得出，采用变压差控制水泵变频的节能效果优于采用定压差控制。变压差控制相对于定压差控制平均每小时可节电12.35KW，全年可节电44645KW·h。按每度电0.65元计算，每年可节约29019元。折合成一次能源标准煤为16157kg。 【关键词】：集中空调 变水量系统 变频 节能 变压差控制
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU831.3
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 研究现状及存在问题10-12
• 1.3 主要研究内容12
• 1.4 小结12-13
• 2 变流量系统的基本理论13-26
• 2.1 变流量系统的基本原理13-15
• 2.2 变流量水系统的类型15-20
• 2.2.1 变流量定转速一次泵系统15-16
• 2.2.2 冷水侧定流量一次泵，变频二次泵系统16-17
• 2.2.3 冷水侧变频变流量一次泵系统17-19
• 2.2.4 单环路变流量系统19-20
• 2.3 变流量系统水泵变频控制方式20-25
• 2.3.1 温度控制20-21
• 2.3.2 压差控制21-24
• 2.3.3 流量控制24
• 2.3.4 阀位控制24-25
• 2.4 小结25-26
• 3 变流量系统水泵能耗分析26-43
• 3.1 水泵能耗的计算26-30
• 3.1.1 传统水泵能耗计算26-27
• 3.1.2 变频水泵能耗计算27-30
• 3.2 阀门调节与定压差控制变频调节节能效果分析比较30-31
• 3.3 定压差控制变频调节与定末端压差调节节能效果分析比较31-35
• 3.4 定末端压差控制变频调节与变压差调节节能效果分析比较35-41
• 3.4.1 定末端压差控制节能性分析35-36
• 3.4.2 变压差控制节能性分析36-39
• 3.4.3 定末端压差与变压差控制的节能效果比较39-41
• 3.5 小结41-43
• 4 工程实例分析43-55
• 4.1 工程概况43-45
• 4.2 系统定压变频变流量运行能耗计算分析45-50
• 4.2.1 冷冻水泵能耗的计算47-48
• 4.2.2 冷却水泵能耗的计算48
• 4.2.3 冷却塔风机能耗的计算48
• 4.2.4 冷水机组能耗的计算48-49
• 4.2.5 系统总能耗分析49-50
• 4.3 冷冻水泵变压差控制时的能耗计算分析50-54
• 4.4 小结54-55
• 5 结论与展望55-57
• 5.1 论文的主要工作55
• 5.2 结论55-56
• 5.3 展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录61

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