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分析中央空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差現(xiàn)象的原因及提出改進(jìn)措施

2019-11-05

共有19799家企業(yè)看過

中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)高耗能現(xiàn)象是不正常的，出現(xiàn)這種現(xiàn)象一定要及時(shí)處理避免持續(xù)耗電造成資源浪費(fèi)。中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中最為常見的高耗能現(xiàn)象就是“大流量小溫差”，造成這一現(xiàn)象的出現(xiàn)主要有兩個(gè)原因，具體的原因且看合景機(jī)電給大家分析中央空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差現(xiàn)象的原因以及改進(jìn)措施。

造成中央空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差現(xiàn)象的原因

一、分析造成大流量小溫差現(xiàn)象的原因：

1 - 水泵選型不當(dāng)

(1) 水泵選型的理論依據(jù)

首先,分析水泵的工作特性曲線,如圖1所示。

① H-Q曲線:

H-Q曲線表示泵的流量Q和揚(yáng)程H的關(guān)系。泵的揚(yáng)程在較大的流量范圍內(nèi)是隨流量增大而減小的。

② N-Q曲線:

N-Q曲線表示泵的流量Q和水泵功率N的關(guān)系,N隨Q的增大而增大?？梢?，大流量系統(tǒng)會(huì)增加水泵的能耗,白白浪費(fèi)能源。

③ η-Q曲線:

η-Q曲線表示泵的流量Q和效率η的關(guān)系。開始η隨Q的增大而增大,達(dá)到最大值后,又隨Q的增大而下降。該曲線最大值相當(dāng)于效率最高點(diǎn)。泵在該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程和流量下運(yùn)作,其效率最高。所以該點(diǎn)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn),即為銘牌所示工作點(diǎn)。

其次,分析水泵的運(yùn)行曲線(如圖2所示)。在水泵特性曲線上,對(duì)應(yīng)任意流量點(diǎn)都可以找到一組與其相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程、功率和效率值,通常把這一組相對(duì)應(yīng)的參數(shù)稱為工況,其對(duì)應(yīng)最高效率點(diǎn)的一組工況稱為最佳工況。管路特性曲線是管路一定的情況下,單位重量的液體流經(jīng)該系統(tǒng)時(shí)，需外界給的能量(即系統(tǒng)揚(yáng)程H)與流量Q之間的關(guān)系。在生產(chǎn)實(shí)踐中,水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)是通過管路的特性曲線與水泵的特性曲線的相交點(diǎn)確定的(M工況點(diǎn),見圖2)。水泵的選型需使水泵的工作點(diǎn)M盡可能的在水泵的最佳工況點(diǎn)。對(duì)于中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)來(lái)說(shuō),水泵進(jìn)出口的壓力差反應(yīng)了這臺(tái)水泵在此工況下的揚(yáng)程，查看性能曲線便能得出水泵的工作點(diǎn)。

(2) 水泵流量、揚(yáng)程核算驗(yàn)證首先根據(jù)中央空調(diào)水泵水流量計(jì)算公式對(duì)屋頂水泵的流量參數(shù)進(jìn)行復(fù)核:

水泵流量計(jì)算公式

(1)

式中G為水泵水流量(m/h)

Q為主機(jī)冷負(fù)荷(KW，單臺(tái)冷負(fù)荷為347KW。

ρ為水的密度, 1000kg/立方米

C介質(zhì)比熱容4.19kJ/kg℃

Ot介質(zhì)溫度變化幅度,取5℃

將上述數(shù)據(jù)代入公式(1)計(jì)算,水泵流量應(yīng)為G=347kW/(1000kg/立方米 x 4.19kJ/kg℃ x 5℃) x 3600 = 59.6m/h。

可以看出原水泵100m/h的流量明顯偏大,多余的40m/h的流量是系統(tǒng)不需要的，提供這40m/h流量的水泵能耗便是浪費(fèi)掉的。

2 - 負(fù)荷變化管理沒有相應(yīng)調(diào)整

中央空調(diào)主機(jī)與水泵的匹配是一機(jī)對(duì)一泵,以保證冷水機(jī)組的水流量及正常運(yùn)行?？照{(diào)設(shè)計(jì)時(shí),都是按最大負(fù)荷情況來(lái)進(jìn)行設(shè)備選擇以保證最不利情況時(shí)的需要。在實(shí)際運(yùn)行中,空調(diào)負(fù)荷變化很大,不僅隨季節(jié)變化,而且一天24小時(shí)都在變,絕大多數(shù)時(shí)間空調(diào)設(shè)備是在低于額定值情況下運(yùn)行,設(shè)計(jì)的高峰負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間很短,也就是說(shuō)，空調(diào)水系統(tǒng)經(jīng)常只有部分水泵工作,或只有單臺(tái)水泵工作，這將引起水泵的軸功率也發(fā)生較大的變化,甚至?xí)斐伤秒妱?dòng)機(jī)過載。

圖3為三臺(tái)相同型號(hào)的水泵并聯(lián)工作的情況，曲線1為單臺(tái)泵工作時(shí)的性能曲線,曲線2為兩臺(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)的性能曲線,曲線3為三臺(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)的性能曲線。管路的特性曲線如曲線I所示，在設(shè)計(jì)流量下,水泵的工作點(diǎn)為曲線3和I的交點(diǎn)A,此時(shí)系統(tǒng)流量為設(shè)計(jì)流量為3Qo,揚(yáng)程為Ho,每臺(tái)水泵都在額定流量Qo,額定揚(yáng)程Ho下工作。假如停掉一臺(tái)泵而不對(duì)管路進(jìn)行調(diào)整的話,意味著管路特性曲線不變,這時(shí)水泵的工作點(diǎn)沿曲線1下降至與曲線2的交點(diǎn)B處,由圖可知,此時(shí)系統(tǒng)的流量將大于兩臺(tái)泵的額定流量2Qo,出現(xiàn)過載;如果再停一臺(tái)水泵,只剩一臺(tái)水泵運(yùn)行的話,工作點(diǎn)再下降至C點(diǎn)，過載情況將更加嚴(yán)重。因此，水泵的運(yùn)行人員應(yīng)在停掉一臺(tái)機(jī)后 ,將水泵出口閥關(guān)小一些,即增大管路的阻抗,使管路特性曲線由I變?yōu)镮I,在單臺(tái)泵運(yùn)行時(shí),將閥門再關(guān)小一些,使管路特性曲線更陡,變?yōu)镮,讓水泵工作在額定流量下。

在水泵運(yùn)行時(shí),開啟一臺(tái)、兩臺(tái)、三臺(tái)水泵的情況下均未對(duì)水泵出口閥門做出相應(yīng)的調(diào)整,從而在水泵開啟一臺(tái)和開啟兩臺(tái)的情況下水泵的實(shí)際工作狀態(tài)明顯偏離了水泵高效工作點(diǎn)。結(jié)合圖1，可以看出單臺(tái)水泵在閥門不調(diào)整的情況下在C點(diǎn)運(yùn)行時(shí),水泵的功率N比額定點(diǎn)的N,高,水泵的效率η比額定點(diǎn)的ηo低，水泵的流量Q比額定點(diǎn)的Q高。而增加出來(lái)的流量又是空調(diào)系統(tǒng)不需要的，所以會(huì)造成系統(tǒng)“大流量、小溫差”運(yùn)行，白白消耗了多余的功率。一旦流量大于額定流量,極易損壞電動(dòng)機(jī)。因此,對(duì)于水泵運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，了解水泵并聯(lián)特性并正確操作是非常重要的。

二、改進(jìn)措施如下：

1)結(jié)合屋頂風(fēng)冷熱泵及水泵更新改造,調(diào)整設(shè)備配置

根據(jù)上文分析,對(duì)更新的設(shè)備做出相應(yīng)調(diào)整以使運(yùn)行更合理。在夏季供冷情況下，主機(jī)開2臺(tái)，水泵開2臺(tái)IS100-22。極端氣候下，開3臺(tái)熱泵,3臺(tái)IS100-22水泵?？梢钥闯?在極端負(fù)荷下，3臺(tái)100冷噸的制冷主機(jī)便滿足需求。考慮到供冷可靠性，此次更新采用開3備1的運(yùn)行方式，配置4臺(tái)特靈100冷噸風(fēng)冷熱泵設(shè)備,對(duì)應(yīng)配置4臺(tái)循環(huán)水泵,也為開3備1,水泵流量及揚(yáng)程采用威樂NL80/400水泵(流量60m/h,揚(yáng)程40m,功率15kW) ,并聯(lián)運(yùn)行。

2)改善中央空調(diào)運(yùn)行管理方法

從上文分析可以看出,并聯(lián)運(yùn)行的水泵在水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)發(fā)生變化時(shí)，若不對(duì)水泵出口閥門做調(diào)整，會(huì)使水泵的工作點(diǎn)往大流量、大功率、低效率的方向偏移。為更清晰地了解不調(diào)整閥門到底會(huì)產(chǎn)生多大的影響,設(shè)備改造后把現(xiàn)場(chǎng)水泵各種運(yùn)行數(shù)據(jù)整理如表1所示。

圖4為水泵樣本,其中圖示上半部分為水泵揚(yáng)程與流量的關(guān)系，圖示下半部分為水泵功率與流量的關(guān)系,本文中所選水泵為中350型號(hào)。

從表1及圖4我們可以看到,主機(jī)、水泵各開啟一臺(tái)時(shí),水泵出口閥門全開時(shí)水泵出口壓力僅為0.3MPa ,根據(jù)實(shí)測(cè)電流42A及水泵進(jìn)出口壓力結(jié)合樣本(圖中φ350型號(hào))可以看出,此時(shí)的水泵運(yùn)行點(diǎn)已經(jīng)在整個(gè)曲線的最右邊了，電流也已經(jīng)大于額定電流,長(zhǎng)期運(yùn)行將有電機(jī)燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。所以一定要采取措施來(lái)防止此種現(xiàn)象發(fā)生。

主機(jī)、水泵各開啟兩臺(tái)時(shí),水泵出口壓力0.35MPa,水泵實(shí)測(cè)電流38A，水泵的工作點(diǎn)也在整個(gè)曲線的靠右端，效率低，功率高。而若是在水泵開啟臺(tái)數(shù)調(diào)整后對(duì)相應(yīng)閥門進(jìn)行調(diào)整,使水泵出口壓力接近水泵額定揚(yáng)程40m(即4公斤壓力)時(shí),此時(shí)水泵運(yùn)行的電流為30A左右,這樣既滿足了空調(diào)的運(yùn)行工況要求，又使水泵在高效區(qū)、低功率的情況下工作，既節(jié)約了能耗又使設(shè)備的使用壽命增加。所以一定要對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的水泵在調(diào)整開啟臺(tái)數(shù)時(shí)對(duì)水泵出口的閥門開度也需進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)依據(jù)為水泵額定揚(yáng)程。

關(guān)于造成中央空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差現(xiàn)象的原因以及改進(jìn)措施就分析講解到這里了，各單位應(yīng)盡量在運(yùn)行使用過程當(dāng)中嚴(yán)防中央空調(diào)出現(xiàn)高耗能的現(xiàn)象，不然每個(gè)月交電費(fèi)都不少！其次就是找中央空調(diào)安裝公司要專業(yè)的，因?yàn)橹醒肟照{(diào)的安裝也很重要，安裝質(zhì)量好不好可關(guān)系到后期能否正常使用以及能使用多久。在這里給大家推薦一家專業(yè)的中央空調(diào)安裝公司，這家公司就是合景機(jī)電。

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