供热通风结课论文(初稿).docx

1 引言传统空调系统节能, 主要是根据冷( 热) 量的需求, 来控制空调主机运行的台数( 步进式) 和启停时间段, 同时可以控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机运行的台数和启停时间段, 满足负荷的变化。这种步进式变流量运行在一定程度上可以实现节能的目的, 但不能实现连续的变流量控制, 存在进一步节能的空间。以上步进式节能方式是受传统观念和技术局限性的制约而形成的。其中空调主机冷热水流量在主机侧是否允许变流量运行, 是一个认识上和技术上的关键点。传统观点认为空调主机的水流量必须是定流量运行。近几年来, 工程技术的开拓者们根据压缩式冷水机组和吸收式冷冻水机组的技术指标, 使冷冻水供水流量允许在一定范围内变化, 因此尝试了冷冻水变流量运行并获得了成功, 节能效果得到大幅度提高。2 变频调节节能原理变频空调器指的就是智能化的一个操作系统，在原先的空调的结构之上再增加一个电脑控制的变频器。变频空调器的作用是改变电源的输出频率，从而达到操纵压缩机和风扇电机的旋转速度的功能，从而实现空调的制冷功能。在目前来说，变频空调大致可以分成两类：交流变频和直流变频。2.1.1　交流变频的原理交流变频的主要工作原理如下图所示，从图中可以看出交流变频的工作性质是先在电源的部分将电流从交流变成直流，将这股直流电流供给变频器，在变频器接收到电流之后，再对压缩机的电流频率进行改变。主要操作系统在感应到了实际温度和期望温度的一个差异之后，就会开始工作，先通过自身的一个系统计算工作，然后将得出的结果传达给逆变器，由逆变器产生交流信号之后，再将信号传送给电机进行操作，这样就实现了压缩机的旋转速度的变化。2.2.2　直流变频的原理直流无刷电机的转子使用的是不需要更换的磁铁，电机上的电压和转速是成正比的关系，电压越高，转速就会越快，电压越低，转速就会越慢，因为这样的一种原理，想要产生旋转磁场是不太可能实现的，所以，就需要找出转子在哪个地方，再将在电机上流过的电流改变运行方向。具体情况如图所示：2.1.3　变频空调机的工作原理室温传感器设在室内，在将室内的一个温度进行分析和感应之后将这些信号传到室外的操作运行系统之上，室外的系统就会对从室内传送的信号进行分析，根据计算出来的数据来确定压缩电动机的运转频率。如果内外温差太大的话，则采用的是高速运转，当温差进一步缩短的时候，就逐渐地转为低速运转。如果出现室内气温变化太快的情况，运转频率也会出现大范围的波动情况。变频的出现，是对压缩机运转速度的一个调控，实现室内空调承受变化的一个需求情况。2 . 2恒转矩负载节能原理压缩式冷水机组属于恒转矩负载, 其特点是在拖动电动机的不同转速下, 负载的阻转矩TL基本恒定,即TL = 常数。负载的功率PL和转矩TL、转速n 之间的关系式为: PL = TL n / 9 550。假设转速为n1 、n2时, 消耗功率为P1、P2 , 可得: P1 / P2 = n1 / n2 。通用变频器一般采用V/ f 控制( 电压与频率成比率调节, 保证电动机磁通保持不变) , 即变压变频( VVVF)方式调速。而异步交流电动机转速与频率的关系为:n =（60×f）×( 1 - s)/p式中: n———电动机转速, r / min;f———电源频率, Hz;p———电动机磁极对数;s———电动机运行滑差。在p、s 不变的情况下: P1 / P2 = f1 / f2, 因此降低压缩式冷水机组的电动机频率可以节约电能, 节约比率与频率的一次方成正比。2. 3二次方率负载节能原理水泵与风机属于二次方率负载, 其负载的阻转矩TL和转速nL的二次方成正比, 即TL= KT (nL)2, 式中KT为二次方率负载的转矩常数。负载的功率PL与转速nL的关系式为: PL =TL nL / 9 550 = KT n3L 。假设频率为f1时, 消耗功率为P1; 频率为f2时, 消耗功率为P2。可以得到: P1 / P2 = f 31 / f 32 。实测变频功率与频率3次方关系如图2 所示( 其中R2 反映线性回归的关系, 越接近于1 越线性相关) , 可见实测数据与理论分析是一致的。3 空调系统变频节能原理3 . 1 中央空调主机变频节能原理制冷机组的最大设计制冷量与空调系统中最大可能需冷量相匹配。而中央空调系统最大冷负荷在全年出现的时间不足1%。因此采用变频调速的方法改变离心式、螺杆式冷水机组的转速, 使其实际制冷量与实际需冷量( 通过检测冷水机组供水温度与设定值比较) 相匹配,来达到空调冷负荷变化时的节能运行。当压缩机运行频率由50 Hz 下降到40 Hz 时, 节约电能约20%。3. 2 冷冻水( 或冷却水) 系统变频( 流量) 节能原理对冷冻水泵加装容量相匹配的变频器, 在保障空调主机冷冻水供水温度( 典型值为7℃) 的前