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如何通过系统集成降低中央空调Kaiyun 开云系统能耗?

发布时间:2023-01-30 22:14:37人气:

  公共建筑中,集中空调系统的能耗占建筑总能耗的30%~60%。其冷源部分(主机+冷冻水泵+冷却水泵+冷却塔)能耗占集中空调系统能耗的60%~90%。由此可见,中央空调系统的能耗控制非常有必要。本期我们就来分享下,如何从系统设计方面来控制中央空调的能耗。

  控制中央空调能耗,需要整体性地去考虑,从设计、施工、运维全程进行精细化把关和服务:

  大多数的公共建筑中央空调系统中,能耗高的主要原因就是设计方案出现问题。比如:

  方案设计前,我们建议根据建筑数据及暖通规范要求,通过模拟软件对建筑物负荷逐时、逐日、逐月的计算,以获取全年的准确数据:如制冷总负荷、最小制冷负荷,详细的建筑物日负荷变化规律和年负荷变化规律。

  中央空调系统是一个庞大而又复杂的系统工程,各系统设备之间相互联系、相互影响。

  而建筑环境的变化是由多种因素所决定的一个复杂过程,其由室外气象条件、室内外的通风状况、室内各种热源的发热状况等因素所决定。

  因此建筑环境控制系统的运行也必须随着建筑环境的变化而不断的进行响应调节。我们建议通过计算机的模拟计算的方法对建筑全年能效进行计算。

  根据设计院提供的设计负荷及业主提供的设备使用规律进行全年逐时冷负荷需求,模型进行分析,结合空调系统群控设备运行策略,选取综合能效最佳主机形式及组合。通常会选用大温差,三流程蒸发器的双一级能效变频直驱主机,冷凝器选用二流程并自带胶球清洗端盖,保证常年自清洁达到全周期能效保持的效果。

如何通过系统集成降低中央空调Kaiyun 开云系统能耗?(图1)

  目前常规空调冷冻水系统采用5 ℃温差设计,高能效机房一般采用不低于7 ℃的大温差设计,可降低水泵运行费用。为适应大温差工况,末端选型加大,能够适应更宽的输出能力要求,在负荷变高甚至超过设计最大负荷的情况下也可以轻松适应该负荷,同时因为应对大小负荷都游刃有余,真正可以通过提高出水温度和降低风机风量来进行节能。

  首先,需要将具有相同使用时间和相同使用负荷规律的末端用同一组管网进行连接,尽量减少不同管道之间的相互影响。在此基础上,由于水泵功率与扬程成正比关系,因此降低水系统阻力是降低水输送动力的有效途径,建议采取以下主要措施。

  1)过滤器:市场上供应的Y型水过滤器过滤面积小,阻力较大,一般为1~3 m。应优先选用水阻小于0.3 m篮式过滤器。还可以选择直角式过滤器,安装在水泵入口,可以连接水平管和竖向管道,节省一个弯头及其阻力损失。

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  2)止回阀:目前市场常用的蝶式止回阀,阻力较大,一般为1~2 m,应优先选用水阻小于0.3 m的静音式止回阀。

  通过将水泵进出水口高度与主机进出口置平,可以减少管路弯头,将主机与水泵水平对接,直进直出,可以减少弯头。如将水泵入口处弯头改为直角式过滤器,或取消设计落地式分集水器则还可以减少弯头。机房内水管路设置弯头时应尽量设置顺水弯头,阻力可以降低50%。

  暖通空调系统一般都是由许多的管路、设备等器件通过各种不同的连接方式组合在一起,形成一个网络。在整个网络中,各部分之间相互独立而又相互影响,它们各自的物理参数不能够单独求解得到,需要对整个网路中的所有物理量进行联立求解。通过管网建模仿真软件,对于较复杂的系统能够快速有效的建立精确的系统模型,并进行完备的分析。通过管道参数、阻力元件设定,主机、末端设备动态水阻曲线设定,在给定设计流量下,模拟该流量下的系统总压降,为水泵选型提供依据。在变流量工况下分别计算10%~100%工况下的水泵扬程,并输出系统所有设备的模拟参数,包括流量、流速、压降等。

如何通过系统集成降低中央空调Kaiyun 开云系统能耗?(图2)

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  根据测算,冷凝温度每增加 1 ℃,单位制冷量的耗功率约增加2%~3%。因此,降低冷却系统供回水温度,能显著提高冷水机组COP值。但为达到此目的,需采取以下措施:

  空调水系统输送动力能耗占空调系统能耗的20%左右,因此优化空间较大,主要措施有:

  因为超高效冷源系统机房管道往往比较复杂,施工起来破费精力和心思,而且这个过程容易造成很多施工隐患。因此在这个过程,现在很多单位和团队开始使用BIM技术。

  传统机房利用CAD软件来表达管道的走位。而BIM模型可以三维表达,清晰表达超高效机房系统各种有倾斜角度的管道走位,及时发现施工设计找那个的问题。

  在超高效中央空调系统安装过程中,由于对管线进行了深化设计以及路线调整,在此过程会增加或减少部分管线长度和弯头数量,对原有系统阻力参数产生一定的影响。而BIM技术可避免这个问题。

  采用BIM技术可以在图纸上精确定位传感器,可提前判断安装空间及位置能否满足要求,若不满足及时调整管路系统,保证自控传感器的顺利安装,为后续精确的数据采集提供保障,避免传感器安装空间、位置不满足规范要求,在后续运行中采集的数据有较大误差的问题。

  M-BMS多智能体是一定数量的自主个体通过相互合作和自组织。在这一系统中所有的单元(子系统)都是独立平等的,可独立完成各自的任务而不受其他单元的干预。同时各个单元之间也能协调工作来实现整个系统的运行。

如何通过系统集成降低中央空调Kaiyun 开云系统能耗?(图3)

  (1)主机综合节能控制系统模块将根据建筑负荷实时变化,使空调主机自动调整空调组合及输出负荷从而控制空调水系统冷热量的质/量,从而使空调主机在高能效状态运行,同时确保冷冻水泵、冷却水泵处于低能耗状态,确保系统性能系数最高(即系统整体能耗最低)。

  冷水主机完成主机运行调试工作,提供调试报告、最佳部分负荷率电子表格或曲线,最大及最小冷冻、冷却水流量工况,最高及最低的冷却水进水温度、冷冻水出水温度工况下的主机能效状态,确定每台主机的最佳效率运行负荷段。并出具冷水主机的诊断、分析报告。

  根据优化后的机房平面布局和管网设计图纸、采购设备的技术参数,进行精确计算比较,测试确定全部水泵的最佳运行技术参数。并出具水泵的诊断、分析报告。

  根据冷水主机的最佳部分负荷率电子表格或曲线,测试出不同负荷段的冷却塔运行台数及冷却效果。并出具冷却塔的诊断、分析报告。

  在机房系统内的所有设备完成单设备精细化调试工作后进行,冷源机房系统全部启动,测试每台设备在各个负荷段的协同运行性能参数在最优效率点。并出具冷源机房系统的诊断、分析报告。

  当机房冷源系统精细化调试完成后,冷冻水供水温度达到设计值±0.5 ℃条件下,末端系统满负荷及部分负荷运行的条件下,冷冻水主管供回温差≥设计温差-0.5 ℃,确定末端系统在不同的负荷段运行,冷冻水供回水温差均可以达到≥设计温差-0.5 ℃,并出具末端系统诊断、分析报告。

  根据传感器技术要求数据,对系统内的温度、流量等传感器进行校正,以达到技术文件要求为目标。

  单机组自动运行模式,一键启动机组,机组内的冷却、冷冻水泵、电动阀门、冷却塔自动联锁运行,自控系统自动调节冷冻、冷却水泵流量,实现单机组高效运行。

  根据最佳部分负荷率电子表格或曲线,对应冷却水的进水温度及冷冻水出水温度设定值确定机组的最佳负荷值。根据末端负荷实测需求,计算需要投入的机组规格和台数,实现最优台数控制。

  根据实测末端冷冻水流量需求、最不利环路的压差变化和冷冻水进出水温差变化,精确控制流量分配和水泵的运行频率,确保冷冻水的供回水温差大于或等于设计值,杜绝大流量小温差的不节能现象。

  根据实测水流量需求和冷却水进出水温差变化精确控制冷水主机并联回路的动态压力平衡和水泵运行频率,确保冷却水的供回水温差不小于设计值,杜绝大流量小温差的不节能现象,并能保证冷水主机在最高效率区间运行。

  根据实测冷却水流量自动控制投入运行的冷却塔台数;根据出水温度与室外湿球温度的差值变化控制风机的运行频率,确保逼近度在合理水平。开云 开云体育APP开云 开云体育APP

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