中央空调的节能运行管理
随着科学技术的飞速发展,我国人均收入的不断提高,人民生活质量的改善,空气调节技术在每个人的周围都在日趋广泛的应用。中央空调的能耗越来越大,怎样操作和使用中央空调、怎样运行与管理中央空调能够节约能耗,是摆在我们面前的一个重大课题。要想做好中央空调系统的节能,首先就要了解整个系统的设计思路及安装中的一些弊端,那么了解这些就可以在后期的运行过程中防止各种不利于节能的误操作。误操作比较普遍的是对冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统的操作,下面就冷水机组运行与管理中的节能分别进行阐述:
1、冷水机组的热交换有四个过程:
(1)冷冻水与末端的用冷空间空气的热交换。
(2)冷冻水与机组蒸发器内制冷剂的热交换。
(3)冷却水与冷凝器制冷剂的热交换。
(4)冷却水在冷却塔中与空气的热交换。
这四个热交换过程都离不开介质------水,可见水在冷水机组工作中的重要性,要研究冷水机组的节能,必然离不开对水流的研究。现代空调设备的自动化程度比较高,楼宇自动化的出现往往使人们误认为空调的正常运行与节能完全可以依赖自动化控制,这是错误的,而且,人们往往忽视了一点:
就冷水机组而言,目前的空调技术还未能将冷冻水、冷却水的流量及其压力降完全纳入自动控制系统(包括变频调速的冷水机组),控制冷冻水、冷却水的压力降还需由人工来调节。微电脑控制中心虽然可“从水流开关信号作为数字量输入,温度和压力信号作为模拟量输入”,但水流开关仅仅可控制机组的启动和停止(起保护作用)而不能控制水的流量和压力降,温度信号及压力信号均只对机组起安全保护作用。也就是说,目前的微电脑控制中心,只能控制机组的正常运行和监视运行状况而已,起安全保护作用,方便操作和维修。不能控制冷冻水、冷却水的流量和压力降,不能为机组提供最佳、最节能的运行条件。正是由于人们忽视了冷水机组的误操作,进而人为地增加了机组的运行费用,造成不应有的损失。
只要纠正了以上误操作,就可大大减少电和设备的消耗,达到节省运行费用的目的,一般可节约电费lO%左右,有的机房甚至更高,制冷量大,机组台数多的机房,其节能的潜力更大。
2、冷冻水系统的节能操作
中央空调的冷水机组一般是在标准工况所规定的冷水回水温度12℃,供水温度7℃,温差为5℃的条件下运行的。对于同台冷水机组来说,其运行条件不变,外界负荷一定的情况下,冷水机组的制冷量是一定的。此时,通过蒸发器的冷水流量与供、回水温差成反比,即冷水流量越大,温差越小;反之,流量越小,温差越大。所以,冷水机组工况规定冷水供回水温差5℃,这实际上是规定了机组的冷水流量。这种冷水流量的控制就表现为控制水通过蒸发器的压力降在标准工况下,蒸发器上冷水供回水压降调定为49kPa(0.5kg/cm)。
在冷冻水系统的实际操作中,往往存在着以下几种误操作:
(1) 一些空调主机房的运行管理的操作人员,往往在开机时未严格按照机组的运行参数调节冷冻水进出水压力降,而且大多数的运行人员都会调得高于运行参数,当压力降过高时,不是关小冷水泵出水阀,而是采取打开另一台不运行机组蒸发器进出水阀,将过多的水从另一台机组蒸发器放走,以降低压力降,导致人为增加冷水泵的运行电流,造成电的浪费。
(2) 开机时,未先将不开机组蒸发器上的进出水阀关闭,造成一部分冷水从不开的机组蒸发器内流走,影响工作状态下机组的制冷效果。造成能量的浪费,其实就是电量的浪费。
为了说明这个问题,下面就以两台机组(分别简称为A机和B机)为例,谈谈这种误操作的危害。若A机开启,B机不开,A、B两机蒸发器进出水阀均打开。此时,设满足A机蒸发器冷冻水进出水压力降49kPa(0.5kg/cm)的流水量为100kg/s由于A、B机蒸发器均有水流经过,理论上流经A机蒸发器的冷冻水只有50kg/s,另50kg/s从B机蒸发器流走。实际上只有流经A机蒸发器的50kg/s冷冻水被制冷机降温经降温和未降温的各50kg/s冷冻水在出水总管汇合后,水温必定比从A机送出的冷冻水温高,由于这种误操作人为产生的已升温的冷冻出水,送至各用冷场合后,其制冷效果必然降低。这种误操作人为地减少了机组的制冷量,难以满足各用冷场合的要求。同时,由于流经A机蒸发器的水量减少了,A机出水温度自然会低一些,往往给操作人员带来错觉,认为机组的制冷效果不错,实际上回水温度上升,必然延长机组的运行时间。主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机等设备加在一起算,浪费电相当严重(蒸发器进出水温差大,是由于水的流量小引起的)。
(3)上一项误操作出现后,A机蒸发器进出水压力降肯定会减小。有的操作人员不是将B机蒸发器的进水阀关闭,加大A机蒸发器进出水压力降,而是错上加错,采取增开一台冷水泵的方法解决增开水泵后,虽然提高了A机蒸发器进出水压力降,但增开冷水泵完全没有必要,这等于是二台冷水泵对二台蒸发器工作,纯粹是浪费。
我们公司代维护的中央空调系统遍布全国各地,存在以上三种误操作的管理人员很多,主要原因是:
(1)操作人员不了解机组的运行原理,仅仅满足于能开启主机就行。
(2)操作人员怕麻烦,不愿去调节水阀,怎么方便就怎么操作(有的机房位置小,水阀安装在高空,水阀阀杆长,旋转圈数多,操作起来不方便)
(3) 有的操作人员甚至管理人员误认为增加冷冻水压就必然增加制冷量
3、冷冻水系统正确的操作方法是:
(1)开机前关闭不运行机组的冷冻水进水阀,防止窜水现象发生。
(2)打开需运行机组蒸发器上的进出水阀,开启相应的冷冻水泵,将蒸发器进出水压力降调至49kPa(0.5kg/cm)左右(可根据机房的实际设计压力降调节,一般以能克服管路中的阻力为基础,尽量降低压力降,以减少水泵的耗电量)。我们的经验是满足5℃的温差要求就可以。
(3)若水泵启动后,发现进出水压力表指针摆动太大,说明冷冻水系统有空气,需排气后待压力表指示正常才能继续下一步的操作。
(4)操作中无论开几台机组,均是一台冷冻水泵对一台机组(匹配要一样)。如有特殊设计要求的除外。
4、冷却水系统的操作
对于一台正在运行的冷水机组,环境条件,负荷都已成为定值时,冷凝热负荷也为定值。规定进、出水温差为5℃,冷却水量必然也为一定值而且该流量与进出水温差成反比。所以,冷水机组的运行,只要规定冷却水的进出水温差就行了,