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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措施

2019-11-05

共有19418家企業(yè)看過

中央空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中，出現(xiàn)高耗能現(xiàn)象是不正常的，出現(xiàn)這種現(xiàn)象一定要及時處理避免持續(xù)耗電造成資源浪費。中央空調(diào)系統(tǒng)在運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)主要有兩個原因，具體的原因且看合景機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和揚程H的關(guān)系。泵的揚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)會增加水泵的能耗,白白浪費能源。

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。泵在該點所對應(yīng)的揚程和流量下運作,其效率最高。所以該點為離心泵的設(shè)計點,即為銘牌所示工作點。

其次,分析水泵的運行曲線(如圖2所示)。在水泵特性曲線上,對應(yīng)任意流量點都可以找到一組與其相對應(yīng)的揚程、功率和效率值,通常把這一組相對應(yīng)的參數(shù)稱為工況,其對應(yīng)最高效率點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，需外界給的能量(即系統(tǒng)揚程H)與流量Q之間的關(guān)系。在生產(chǎn)實踐中,水泵的運行工況點是通過管路的特性曲線與水泵的特性曲線的相交點確定的(M工況點,見圖2)。水泵的選型需使水泵的工作點M盡可能的在水泵的最佳工況點。對于中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)來說,水泵進出口的壓力差反應(yīng)了這臺水泵在此工況下的揚程，查看性能曲線便能得出水泵的工作點。

(2) 水泵流量、揚程核算驗證首先根據(jù)中央空調(diào)水泵水流量計算公式對屋頂水泵的流量參數(shù)進行復(fù)核:

水泵流量計算公式

(1)

式中G為水泵水流量(m/h)

Q為主機冷負(fù)荷(KW，單臺冷負(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)主機與水泵的匹配是一機對一泵,以保證冷水機組的水流量及正常運行?？照{(diào)設(shè)計時,都是按最大負(fù)荷情況來進行設(shè)備選擇以保證最不利情況時的需要。在實際運行中,空調(diào)負(fù)荷變化很大,不僅隨季節(jié)變化,而且一天24小時都在變,絕大多數(shù)時間空調(diào)設(shè)備是在低于額定值情況下運行,設(shè)計的高峰負(fù)荷出現(xiàn)的時間很短,也就是說，空調(diào)水系統(tǒng)經(jīng)常只有部分水泵工作,或只有單臺水泵工作，這將引起水泵的軸功率也發(fā)生較大的變化,甚至?xí)斐伤秒妱訖C過載。

圖3為三臺相同型號的水泵并聯(lián)工作的情況，曲線1為單臺泵工作時的性能曲線,曲線2為兩臺泵并聯(lián)工作時的性能曲線,曲線3為三臺泵并聯(lián)工作時的性能曲線。管路的特性曲線如曲線I所示，在設(shè)計流量下,水泵的工作點為曲線3和I的交點A,此時系統(tǒng)流量為設(shè)計流量為3Qo,揚程為Ho,每臺水泵都在額定流量Qo,額定揚程Ho下工作。假如停掉一臺泵而不對管路進行調(diào)整的話,意味著管路特性曲線不變,這時水泵的工作點沿曲線1下降至與曲線2的交點B處,由圖可知,此時系統(tǒng)的流量將大于兩臺泵的額定流量2Qo,出現(xiàn)過載;如果再停一臺水泵,只剩一臺水泵運行的話,工作點再下降至C點，過載情況將更加嚴(yán)重。因此，水泵的運行人員應(yīng)在停掉一臺機后 ,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,在單臺泵運行時,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。

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

二、改進措施如下：

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,對更新的設(shè)備做出相應(yīng)調(diào)整以使運行更合理。在夏季供冷情況下，主機開2臺，水泵開2臺IS100-22。極端氣候下，開3臺熱泵,3臺IS100-22水泵?？梢钥闯?在極端負(fù)荷下，3臺100冷噸的制冷主機便滿足需求?？紤]到供冷可靠性，此次更新采用開3備1的運行方式，配置4臺特靈100冷噸風(fēng)冷熱泵設(shè)備,對應(yīng)配置4臺循環(huán)水泵,也為開3備1,水泵流量及揚程采用威樂NL80/400水泵(流量60m/h,揚程40m,功率15kW) ,并聯(lián)運行。

2)改善中央空調(diào)運行管理方法

從上文分析可以看出,并聯(lián)運行的水泵在水泵運行臺數(shù)發(fā)生變化時，若不對水泵出口閥門做調(diào)整，會使水泵的工作點往大流量、大功率、低效率的方向偏移。為更清晰地了解不調(diào)整閥門到底會產(chǎn)生多大的影響,設(shè)備改造后把現(xiàn)場水泵各種運行數(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。

從表1及圖4我們可以看到,主機、水泵各開啟一臺時,水泵出口閥門全開時水泵出口壓力僅為0.3MPa ,根據(jù)實測電流42A及水泵進出口壓力結(jié)合樣本(圖中φ350型號)可以看出,此時的水泵運行點已經(jīng)在整個曲線的最右邊了，電流也已經(jīng)大于額定電流,長期運行將有電機燒毀的風(fēng)險。所以一定要采取措施來防止此種現(xiàn)象發(fā)生。

主機、水泵各開啟兩臺時,水泵出口壓力0.35MPa,水泵實測電流38A，水泵的工作點也在整個曲線的靠右端，效率低，功率高。而若是在水泵開啟臺數(shù)調(diào)整后對相應(yīng)閥門進行調(diào)整,使水泵出口壓力接近水泵額定揚程40m(即4公斤壓力)時,此時水泵運行的電流為30A左右,這樣既滿足了空調(diào)的運行工況要求，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。所以一定要對并聯(lián)運行的水泵在調(diào)整開啟臺數(shù)時對水泵出口的閥門開度也需進行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)依據(jù)為水泵額定揚程。

關(guān)于造成中央空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差現(xiàn)象的原因以及改進措施就分析講解到這里了，各單位應(yīng)盡量在運行使用過程當(dāng)中嚴(yán)防中央空調(diào)出現(xiàn)高耗能的現(xiàn)象，不然每個月交電費都不少！其次就是找中央空調(diào)安裝公司要專業(yè)的，因為中央空調(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電。

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