中央空调循环水

中央空调循环水（精选7篇）

中央空调循环水 篇1

随着社会的发展, 空调制冷技术的普及, 国内采用中央空调进行室内温度调节的场所越来越多。它不仅给人们带来舒适的环境, 同时也被用来调节工业生产所需环境的温度和湿度。中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。循环冷却水系统是由冷却水泵、管道、冷却水塔、热交换器、积水池等部件组成的一个敞开式的循环回路。循环冷媒水系统是由冷冻水泵、管道、热交换器、风机盘管 (或空调机组) 、膨胀水箱等部件组成的一个封闭的循环回路。热水和冷冻水共用一套管道系统。

与此同时, 中央空调使用过程中的水质问题也就越加突出。其中以循环冷却水系统和制冷机的结垢、菌藻类的增长;冷冻水系统黑水及锈渣的出现、风机盘管因锈渣而堵塞等现象尤为突出。这些现象导致运行工作人员难以应付, 并且影响制冷机的正常运行。

中央空调水质处理是对空调冷冻、冷却系统的管道及冷却塔、主机采取化学人工投药进行处理, 以达到除锈、防锈、除垢、防垢, 控制微生物生长的作用, 从而保证整个空调的正常效果。

1 中央空调循环水系统存在的主要问题

循环水系统的设备易腐蚀、易损坏, 传热面和输水管道易结垢, 从而降低传热效率和输水能力。循环水系统大量繁殖滋生微生物也会产生严重问题。

1.1 腐蚀的危害

中央空调循环水系统的大多数设备是用碳钢管、镀锌管及铜管等制成的。碳钢管、铜管在循环水系统中易受腐蚀;由于国内镀锌工艺不是非常先进, 镀锌管在系统运行一段时间后, 镀锌管内局部区域镀锌膜会脱落, 设备将产生较严重的局部腐蚀。腐蚀的存在缩短了设备的使用寿命。

1.2 污垢的危害

水中的一些微溶物质, 如碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙等可在换热面上形成垢层。悬浮固体, 如泥土、泥尘和腐蚀产物易聚沉在流速较低的地方。微生物大量繁殖时迅速形成生物粘泥, 粘滞泥沙或腐蚀产物附在换热面上。污垢降低传热效率, 影响冷却效果, 严重时合冷却设备堵塞而不得不停机清理。污垢还会降低输水能力, 增加泵的动力消耗, 并间接引起腐蚀, 同时有助于微生物滋生繁殖, 抑制药物对微生物的毒杀。

1.3 微生物的危害

微生物的新陈代谢过程, 会产生大量的粘性物质, 粘附在热交换器的表面, 并不断粘聚悬浮物、结垢物及腐蚀产物形成污垢。因为微生物常常会迅速大量繁殖, 所以粘泥的危害也往往会短时间内出现迅速恶化, 还会使水发臭。许多微生物的新陈代谢过程直接或间接引起腐蚀。如铁细菌可溶性的二价铁变为不溶性的三价铁, 增加铁溶出的速度;硫酸盐还原菌的生命过程把硫酸盐还原为硫化物, 使金属受到严重腐蚀。

2 中央空调循环水水质处理的好处

1) 保护设备、延长使用寿命:可以除锈防锈, 避免设备腐蚀损坏, 特别是经预防处理后, 使设备使用寿命延长, 投入缓蚀剂后可使腐蚀速度下降90%。2) 减少事故发生、改善制冷效果:可杀菌灭藻、去除污泥, 使管道畅通、水质清澈, 同时防垢, 提高冷凝器、蒸发器的热交换效率, 从而避免高压运行、超高停机现象, 提高冷冻水的流量, 改善制冷效果, 使系统安全高效运行。3) 节约用电用水并节约燃料:除去水垢和阻止水垢的形成, 提高热交换效率, 从而减少电能和燃料的消耗, 而且水处理还可减少排污, 从而提高循环水的利用率, 一般可节约用水60%以上。4) 为用户节约大量维修费:未经处理的中央空调, 则会出现管道堵塞、结垢、腐蚀, 超压停机直至发生事故, 如主机因腐蚀泄漏、溶液污染, 则需更换铜管, 更换溶液, 维修主机, 一般需维修费20~40万元, 而经过处理后, 既可减少维修费用, 又可延长设备使用寿命。5) 符合国家环保要求:经过水质稳定技术处理后的循环水质能达到国家环保要求的排放标准, 可直接向外排放, 这样既可为业主节约费用, 又保护生态环境;同时空调系统所供应的冷暖气清新优质、不含军团菌, 有利于使用者的身体健康。

3 中央空调循环水水质处理的方法

中央空调水处理的方法可分为传统、现代和新近开发方法。

3.1 中央空调循环水传统、现代处理方法

3.1.1 树脂交换

直接将循环水变为软水, 很少用于处理冷却水。效果虽然理想, 但在实际应用中存在两个问题:软水的PH值在6左右, 属酸性, 对管路腐蚀严重;冷却水每天需补大量水, 树脂交换处理的出水量受限制, 若用其处理冷却水, 则造价昂贵, 基本都用树脂交换处理冷冻水。

3.1.2 电子除垢仪

通过破坏结晶格起作用。每个用户几乎都会安装电子除垢仪, 在小量补水 (每日几吨或十几吨) 时, 有一定效果, 当补水量较大时, 经实践证明无明显效果, 60~70%的市场已经放弃了电子除垢仪。

3.1.3 化学水处理

通过化学反应生成沉淀物, 去除Ca2+、Mg2+等离子。

3.1.4 杀菌灭藻

水冲洗后想循环系统加入杀菌剂, 清除循环水中的各种菌藻。

3.1.5 预膜缓蚀

投入表面预膜剂, 在金属表面形成致密的聚合高分子保护膜, 以起防蚀作用。

3.1.6 粘泥剥离

加入粘泥剥离剂, 将管道内的生物粘泥剥离脱落, 通过循环将粘泥清洗出来。

3.1.7 日常养护

日常养护就是对系统循环水处理, 通过加入阻垢缓蚀剂, 避免金属生锈, 并防止钙镁离子结晶沉淀;同时间歇式的加入杀菌灭藻剂, 控制循环水中的菌藻。并定期检验与监控水质。这是一套非常成熟的循环冷却水化学水处理技术。该技术核心是向水中投加水质稳定剂———包括分散剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等, 通过化学方法, 使水中结垢型离子稳定在水中。其原理是通过螫合、络合和吸附分散作用, 使Ca2+、Mg2+稳定地溶于水中, 并对氧化铁、二氧化硅等胶体也有良好的分散作用。同时, 能在金属表面形成保护膜, 阻止腐蚀性离子的浸入, 对设备表面起到缓蚀效果;并且具有优良的粘泥剥离和抑制菌藻繁殖的效果。这样就可以减少中央空调清洗次数, 延长设备的使用寿命。

3.2 中央空调循环水新近开发的处理方法

3.2.1“环保型”中央空调水处理复合剂

以毒性极低的钨酸盐为缓蚀剂, 复合有机羧酸盐、铜缓蚀剂、分散剂进行协同处理, 利用“协同效应”和“溶限效应”复配恰当比例, 能达到优良的缓蚀处垢效果。复合剂无毒、无公害, 符合水处理剂向“低毒、高效”发展的方向。

3.2.2 磁化处理

利用磁场效应对水进行处理, 方法为冷却水通过永久性磁铁的磁场, 切割若千次磁力线后成为“磁化水”。在“磁化水”中产生的晶体不形成水垢, 而是无定型粉状, 不会粘附在管壁或物体接触表面, 再通过定期排污去处理。

3.2.3 静电水处理技术

静电水处理属于物理方法, 与化学药剂方法不同, 基本上不是靠改变水中离子成分达到水处理目的, 而是通过高压或低压静电场的作用, 改变水分子结构或改变水中的电子结构, 致使水中所含阳离子不致趋向器壁, 更不致在器壁聚集, 从而达到防垢除垢目的。对于器壁上已有的老垢, 静电除垢器可释放少量氧, 破坏垢分子之间的电子结合力, 改变其晶体结构, 使坚硬垢变为疏软垢, 同时增大了水分子的偶极矩, 使它与盐的正负离子的水合能力增大, 提高水垢的溶解速率, 这样老垢就逐渐剥蚀, 乃至成碎屑、碎片脱落, 达到除垢目的。

3.2.4 高频电磁场法

通过向水中施加高频电磁场而使水得到处理它可起到防垢、除垢、缓蚀、杀菌灭藻作用。

3.2.5 超声波法

超声波法可以作为水处理的一种辅助方法, 超声鼓泡爆裂产生的冲击力可击碎CaCO3晶体使其长不大, 从而起到缓蚀作用。

3.2.6 联合法

联合法就是将几种方法联合起来使用。在静电水处理器上配备超声波发射器, 向水中发射超声波, 超声能和电场协同作用, 除垢和杀菌作用尤佳。

3.2.7 被膜加药罐

被膜加药罐处理循环冷却水是国内从80年代发展起来的。它的原理是当循环水通过装有固体硅酸盐被膜缓蚀剂 (简称被膜剂) 加药罐时, 被膜剂缓慢溶解于水中, 在设备、管道内表面金属上生成一层微薄而坚硬的保护膜。这种膜可促使阴极极化, 从而防止金属化学腐蚀和电化学腐蚀。由于膜能隔离金属表面与水的直接接触, 水中折出的钙、镁、铁等化合物很难沉积于金属表面, 从而防止了结垢, 被膜剂溶于水后, 对于结垢的设备、管道有除垢作用, 还可防止藻类生长和污泥附着。

4 结语

针对中央空调系统的特点和实际情况, 选择适宜的水处理药剂, 摸索出一条简便且适合现场情况的粗放式的管理模式, 具有十分重要的现实意义。它可以有效的控制设备的腐蚀和结垢, 延长设备的使用寿命, 减少维修工作量, 提高制冷效率, 满足工艺生产的需要, 使中央空调循环水系统在优质、低耗、绿色环保状态下运行。

摘要：针对中央空调循环水在循环过程中存在的主要问题, 分析循环水水质处理的好处并介绍中央空调循环水水质处理方法。

关键词：中央空调循环水,存在问题,水质处理方法

参考文献

[1]叶伟武.中央空调加药水处理[J].浙江制冷, 2007.

[2]佚名.中央空调清洗与循环水处理[EP/OL], 2006.

[3]王雅珍.中央空调、工业冷却循环水水处理技术要点.北京房地产, 2005.

[4]王岩.中央空调水处理方法[J].暖通空调, 2006.

中央空调循环水 篇2

北京江森自控有限公司是一家电子公司, 厂房建筑面积3万多m2, 受建筑室内的人员、照明灯光、设备散热量的影响, 在春秋季当室外空气温度较低时, 室内空气温度却较高, 仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区车间, 即使在寒冷的冬季, 由于室内生产设备的散热量非常大, 而且没有很好的途径散发到室外, 空调系统仍然需要供冷。

在整个公司的能耗统计中, 中央空调系统的耗电量约占整个供电系统用电量的60%, 因此如何利用空调系统实现节能, 是当前亟待解决的问题。

该中央空调系统主要包括1232kW冷水机组2台, 冷冻水泵机组有35kW电机3台, 冷却水泵机组有35kW电机3台, 空调机组7台。冷水机组是开利公司19XL350型离心冷水机组。机组本身功率较大, 调节性能较差, 此时如果开启冷机供冷, 一方面因为相对夏季冷负荷较小, 容易发生喘振, 从而对机组造成严重损害;另一方面, 冷机制冷系数较低, 势必造成能源的极大浪费。因此, 从节能的角度考虑, 对空调系统进行相关改造。

1 实施改造的可行性分析

1.1 方案一:利用变频技术

通常认为, 变频调速技术即安装变频器, 是实现节能的理想方法。但该方案存在如下局限性和缺陷:

1) 变频调速系统价格较为昂贵 (约2000元/kW) , 改造老设备需较大投入。

2) 变频器自身的能量损耗 (平均运行效率不足90%) 影响节能效果。

3) 变频调速技术可以做到很高的控温精度, 但在该空调系统中却不很重要。

因此, 系统增加变频器的方案由于改造成本太大等原因, 未被采用。

1.2 方案二:利用自然冷源

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有2种:一种是地下水, 另一种是室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度, 所以地下水不仅在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量, 而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。但是这种方案初投资较大, 且需要政府部门审批, 所以不予考虑。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气, 此时室外空气较低, 可用于空调系统供冷。例如, 天津春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃, 冬季室外空气湿球温度一般低于0℃, 这种温度下的空气是较好的冷源, 可用于空调系统供冷。

而室外冷空气的利用有2种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷, 当室外空气温度较低时, 可以直接将室外低温空气送至室内, 为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷, 空调系统设计时需要有足够的新风管道引入室外新风。但是由于内区车间散热量非常大, 而且新风管路太细, 新风负荷不能满足车间降温要求, 所以此方案也未能采纳。第二种方法是利用冷却塔直接制造冷冻水从而实现制冷的效果, 适合新风管道不能满足供冷需求的场所。具体方法是春秋季和冬季利用冷却塔将冷却水温度降低, 再通过板式换热器冷却冷冻循环水, 被降低了温度的冷冻水送到末端的设备 (如风机盘管、空调箱) , 再将冷量送到各个需要供冷的区域。常规空调系统流程图如图1所示。

冷却塔供冷系统分为冷却塔闭式供冷和冷却塔开式供冷两种形式, 冷却塔降温系统流程如图2所示。

冷却塔闭式供冷系统节能效果显著, 而且节水, 这对我国北方缺水地区具有重大的意义, 此外还可以防止循环水与大气接触所造成的循环水本身的污染, 缺点是空气换热器的面积较大、设备初投资较高、日常维护较麻烦。由于冷却塔开式供冷系统是一种敞开式空气—循环水冷却系统, 一部分水在冷却过程中被蒸发并随空气排往大气, 这不但造成了循环水的损耗 (通常补水量为循环水量的1%～3%) , 而且空气中夹带水雾会给周围的环境带来污染, 如造成周围建筑物的表面结冻和腐蚀, 此外周围环境的灰尘会使循环水受到污染。

最后, 综合考虑在过渡季节利用冷却塔供冷的方案比较理想。

2 实施方案

该公司现已采用的是闭式冷却塔, 所以采用冷却塔闭式供冷系统。

冷却塔间接供冷系统图如图3所示。常规供冷方式 (1) 、 (2) 、 (3) 3个电磁阀都不通电, 即形成图4形式。如需冷却塔供冷则3个电磁阀同时通电, 形成图5形式。

3 效果分析

改造完成后, 经过1a的运行冷却塔供冷节能效果显著, 间接供冷, 取供冷温度10℃, 供冷供回水温差取2℃, 空调系统的运行第一年节约电费18.5万元, 比常规系统节能12.5%。

对于舒适性空调, 如对供冷温度无特殊要求, 应将供冷温度设定在人们舒适所能允许的最高温度, 且温度越高, 冷却塔供冷时间越长, 节能效果越显著。

4 存在问题

需重视冷却塔供冷系统的冬季防冻问题。首先, 在闭式冷却水系统内添加乙二醇防冻液, 这无形中又增加了运行成本。其次, 冷却水池中为了防止结冰, 需要增加电加热系统, 又增加了系统的耗电量。第三, 冷却塔进风百叶结冰现象也很严重, 需要定期清理。

另外, 值得注意的是在南方一些沿海地区, 由于其特殊的气候条件全年大部分时间室外空气的焓值都大于或接近于室内空气设计焓值, 所以南方及沿海地区利用冷却塔供冷意义不大。

5 结语

空调的普及需要增大能源供给, 同时也给电网等公用设施带来巨大压力, 在适合区域推广应用冷却塔供冷技术, 有助于减少运行空调对公用设施的压力。随着要求全年供冷的建筑越来越多, 冷却塔供冷技术具有广阔的发展前景。

摘要：结合既有建筑中央空调系统的设计方案及运行状况, 对系统进行改造;在制冷机停止运行的基础上, 在过渡季节和冬季利用冷却塔冷却冷冻水, 以满足生产区域的供冷需求, 从而实现节能。

中央空调水循环系统变频节能控制 篇3

关键词：中央空调,水循环,变频节能

通过采用变频器,根据空调末端的需要,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动,调节冷媒水泵、冷却水泵的工作频率,改变系统中的冷媒水量和冷却水量,以此来达到节能的目的。这种节能控制方式也称为中央空调的变流量节能控制。论文重点探讨了中央空调水循环系统变频节能控制的原理分析及相关设计要点。

1 空调水系统的组成及其工作原理

空调水系统主要设备包括:制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔和风机盘管等空调末端设备,如图1所示。空调水系统是一个复杂的系统,各部件之间是相互联系、相互影响的。

1.1 冷水机组及其工作原理

当天然的冷源不能满足空调需要时,便采用人工制冷的方式。主要有以下几种:

1)蒸汽压缩式制冷

蒸汽压缩式制冷系统的组成及工作过程:蒸汽压缩式制冷系统主要有制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四个主要设备组成,并用管道相连接,构成一个封闭的循环系统,如图2所示。

系统工作时,来自蒸发器的低温低压的制冷剂蒸汽被压缩机吸入,压缩成高温高压的制冷剂蒸汽后,进入冷凝器。在冷凝器中,高温高压的制冷剂被冷却水冷却,冷凝成高压的液体,同时放热Qk,然后经膨胀阀截流后变成低压低温液体进入蒸发器。在蒸发器中,低压的制冷剂液体吸取被冷却介质(如冷媒水)的热量Q0,蒸发成为低温低压的蒸汽再次进入压缩机,开始下一个循环。

2)吸收式制冷

吸收式制冷与蒸汽式制冷一样,都是利用液体在汽化时需吸收热量这一物理特性来实现制冷的,不同的是蒸汽压缩式制冷是以消耗机械能为补偿,而吸收式制冷则是以消耗热能为补偿的,使热量从低温热原转移到高温热源。

1.2 风机盘管水系统

风机盘管的组成和工作原理,风机盘管主要有风机、盘管(换热器)以及空气过滤器、电动机、室温控制装置等组成,风机常采用前向多翼离心式风机或贯流式风机,盘管则为带肋片的盘管式换热器。风机盘管的水系统的主要功能是输配冷(热)流体,以满足末端设备或机组的负荷要求。其配置则应具备足够的输送能力,经济合理的选定水泵、管材和管径,具有良好的水力工况稳定性,应便于空调系统负荷变化时的运行调节,实现空调系统节能运行要求、并便于管理、检修和养护。

1.3 冷却塔

制冷剂在冷凝器中进行冷却凝结过程中放出的热量,一般通过空气和水带走。以空气为冷却介质的冷凝器,多用于小型制冷系统及缺水地区。大中型制冷系统的冷凝器多以水为冷却介质。制冷装置的冷却回水,由冷却塔的上部喷向塔内的填充层上,以增大水与空气的接触面积及接触时间,被冷却后的水从填充层流至下部集水池,通过循环水泵再送回制冷装置循环使用。冷却塔顶部装有通风机,使空气以一定的流速由下而上通过填料层,以加强水的蒸发冷却效果。

2 冷水变流量的控制节能分析

2.1 变流量系统的原理

空调冷水系统的最重要的目的是为空调系统的各末端装置提供能量的交换,如何在满足这个要求下尽量节能,在冷水系统的发展中在不断完善。在冷水系统的发展和完善的过程中总是不断遇到新的问题,如冷水温差过小、水系统阻力损失过大、管网水力不平衡等,如果保持供回水的温差不变,则冷冻水流量的需求下降,可通过减少冷冻水的输送量来降低水泵的能耗,这就是变流量技术。

2.2 变流量系统的主要控制措施

冷水流量发生变化后,水系统为了在新的流量下能达到稳定平衡,需对管路系统和水泵进行调节,即调节阀门的开度和水泵的转速,不同的控制策略将产生不同的控制效果,进而水泵的能耗情况也不相同,下面分别进行比较。冷水系统变流量运行的控制模式主要有温差控制法和压差控制法。

1)温差控制法

温度传感器测得供回水干管上的温差,与设定值比较(一般设定供、回水温差为5℃),温差大则加大冷水泵的水流量,温差小则减小水流量。当负荷下降时,流量将随之减少,通过温差控制器、变频器,降低水泵转速减少流量。随着系统总水量减少,使用功能相似的空调房间其末端装置的水流量按比例减少,适应负荷的变化,适用于系统较小,房间功能比较简单,整体一致的能耗变化规律的情况,如在我国目前空调系统中运用得非常多的风机盘管系统。风机盘管系统的水路基本不控制,或采用三通阀、电磁阀控制,部分负荷时系统压差几乎不变,这给压差信号的采集造成困难,因而风机盘管系统采用压差控制准确性较差,系统采用最多的是温差控制(见图3)。

2)压差控制法

压差控制是利用测定点压差值的变化来控制水泵的供水量,压力的传递速度较高,因而压差控制反应较快,目前在冷水系统中采用的主要有干管定压差。干管定压差控制只是将温度传感器换成了压力传感器,末端负荷减小而关小冷冻水的流量使得供回水干管上的压差增大,控制器将控制水泵减少水流量,保持供回水干管的压差不变,这样,对于负荷没有变化的其它末端来说,由于干管的供回水压差不变,各支管的供回水压差也是基本保持不变的(由于流量减小,干管上的阻力损失减小,支管上的压差略有增大),保证了各个末端有足够的水流量。

3)以温差为主的控制方式的优点

采用以温差为主的控制方式,非常适合对已有空调的变频改造。相比其他控制方式,无需在各支路增加电动二通调节阀,又能保证系统运行的可靠性。各支路并没有采用自主调节的电动二通阀门,阀门的开度还是根据初调节决定的。这样经过改造后的变流量系统,在泵进行调速时,流量还是按照原先的比例进行分配。采用这种控制方式将定流量系统改造为变流量系统有以下优点:改造费用低。可利用原有阀门,节省电动二通阀的费用,更重要的是没有改变管路的原有特性。施工难度低。不需要对系统进行大的改造,全部改造在机房内就可完成;运行管理和维修保养相对简便。

3 设计方案

就目前的一般的改造设计而言,一般采用以温度控制为主,在中央空调系统改造的过程中,保持了原有的中央空调系统,增加了热泵机组、板式热交换器、储热罐和热水罐、增加了循环泵和调节阀等设备,还开发了一种具有通用功能的变频调速智能控制节能工作站。

1)对冷冻(温)水泵的控制。冷冻水泵电动机应采用软启动。冷冻水泵电动机启动频率系统设定为45Hz。为保护空调系统的安全运行,冷温水系统最低运行频率设定值为30Hz。

在温差调节器上设定上限报警输出信号,当末端负荷突变,温差达到5℃时,将频率直接切换到45Hz。使水泵输出加大到最大流量,以提高负载的跟踪速度。冷冻水泵启动后,按智能控制器输出的控制参数值,调节冷冻水泵变频器的运行频率,控制冷冻水泵的转速,动态调节冷冻水的流量,使冷冻水的供回水温度逼近智能控制器给定的最优值。

夏天:冷冻水额定供水温度为7℃,额定回水温度为12℃,温差△T=5℃。

冬天:冷温水供水温度为50℃,回水温度为45℃,温差△T=5℃。

2)对冷却水泵的控制。冷却水泵启动后,按智能控制器输出的控制参数值调节冷却水泵变频器的运行频率,控制冷却水泵的转速,动态调节冷却水的流量,使冷却水的进、出水温度逼近智能控制器给定的最优值。

3)对冷却塔风机的控制(见图4)。当风机启动后,在冷却塔风机频率设定高限值45Hz保持运行30min后,系统根据空调主机冷却水进出水温度传感器的输入值变频调节风机转速,使冷却水进水温度逼近设定值,从而保证中央空调主机随时处于最佳运行状态。以实现冷却塔风机和空调主机在最佳工况下的节能运行。

4 结语

论文对中央空调系统变频调速技术进行了理论分析,通过对中央空调系统的节能措施的研究,可以避免不合理的低效用能,降低了空调系统的能耗,提高了能源的利用率。

参考文献

【1】周孚宏.变频器用于中央空调节能改造[J].电气时代,2005(1):85-88.

【2】刘建勋.变频器在中央空调中的应用分析[J].山西建筑,2005,31(5):129-130.

中央空调循环水 篇4

1 空调水系统概况

本空调系统为典型的纺织企业用工艺性空调,空调水系统用水主要包括两大部分:一部分为从喷水室喷头喷出的循环用水,用于组合式空调机组喷水段进行空气热湿处理,另一部分为冷却塔冷却水系统的循环用水。原水采用地下水,含铁量较高,经过曝气和锰砂催化氧化过滤两级处理,含铁量从36 mg/L左右降至0.03 mg/L,溶解氧浓度升至3 mg/L～7 mg/L,用作空调水系统的补充用水,其主要水质指标见表1,空调水系统主要组成见图1,通过对补充水池和冷凝器水冷侧两处水样的Cl-浓度测定,还可得到冷却水循环系统的浓缩倍数约为1.2。

由表1可知:补充用水的碳酸盐硬度为600 mg/L左右(以Ca CO3计),[Ca2+]+[HCO3-]大于1 000 mg/L(以Ca CO3计),明显属于超高硬度、超高碱度的水质[1]。

空调水系统各点水温分别为:补充水池19.5℃,蒸发器出水14℃～15℃,织布车间组合式空调机组喷水室底池24℃～25℃,冷凝器水冷侧出水33℃～35℃。

2 试验运行和效果

2.1 阻垢剂配制与投加方式

将工业品六偏磷酸钠(P2O5质量分数61%)以150 r/min转速搅拌,配制成3%浓度溶液,采用高位溶液池重力投加方式。

2.2 阻垢控制运行效果

无阻垢控制措施时,空调系统用水Ca CO3析出量为150 mg/L～303 mg/L(以Ca CO3计)。空调水系统中的喷水室的喷头、挡水板、冷却塔的布水器、冷凝器水冷侧以及水泵等,都在运行过程中迅速结垢,需经常用盐酸浸洗或用刮管机刮除。投加六偏磷酸钠溶液后,Ca CO3析出量大幅减少,所有设备均能正常运行,运行效果见表2,但在空调水系统运行过程中,不能停止投药,如果中断投加2 h以上,将又会有水垢产生。

2.3 阻垢剂最佳的投加剂量

试验表明,六偏磷酸钠投加量超过1.39 mg/L后,Ca CO3析出量基本都保持在30 mg/L左右(以Ca CO3计),继续增大投加,Ca CO3析出量变化不明显,见表3,故将1.39 mg/L作为六偏磷酸钠阻垢剂的最佳投加剂量。

mg/L

经测定,补充水的平均非碳酸盐硬度为5 mg/L(以Ca CO3计),如按六偏磷酸钠作为阻垢剂的循环冷却水极限碳酸盐硬度的计算公式[2,2],则该循环水所能允许的极限碳酸盐硬度仅为300 mg/L～320 mg/L(以Ca CO3计),而表3中实际运行的稳定极限碳酸盐硬度是计算允许值的1.82倍。

2.4 除铁前原水的阻垢试验

试验表明,在除铁前的地下水原水中投加六偏磷酸钠到1.64 mg/L～3.3 mg/L,Ca CO3析出量仍高达145 mg/L～184 mg/L,设备结垢严重。

3 结果分析和讨论

六偏磷酸钠能捕捉溶解于水中的碱土金属离子Ca2+,Mg2+,产生可溶性络合盐,使金属离子的结垢作用受到抑制,不易结成坚硬的结垢,从而提高了水中允许的极限碳酸盐硬度。六偏磷酸钠在升温过程中会由于水解作用而产生正磷酸盐,这样,不仅降低了聚磷酸盐的效果,而且加剧了正磷酸盐的结垢,因此,需要在运行过程中,不能中断投药,以补偿因水解作用造成的阻垢剂消耗。

地下水原水曝气除铁的反应式如下:

经过曝气除铁,水中的总铁由10 mg/L～12 mg/L降至0.03 mg/L,溶解氧浓度升至3 mg/L～7 mg/L,HCO3-由平均620 mg/L降至595 mg/L(以Ca CO3计)。这些水质的改变,均有利于六偏磷酸钠阻垢效果的发挥,试验结果也清楚表明,在此阻垢水处理中,其前处理充氧除铁过程中的水质变化提高了水的可阻垢性。

通过查阅相关文献可知,1.39 mg/L六偏磷酸钠能有效地阻止595 mg/L Ca CO3碳酸盐硬度的水结垢,是一种高效的“低限处理”[3,3],它作用于反应形成的碳酸钙,并使析出的碳酸钙晶体畸变,使碳酸盐以微小的晶坯形式存在于水中,从而防止结垢。

在使用六偏磷酸钠阻垢期间,循环水的总磷酸盐(以P计)为0.36 mg/L～0.61 mg/L,符合该企业排放要求中对磷含量的规定。

4 结语

1)含Fe(HCO3)232 mg/L～38 mg/L的原水,经曝气除铁后,碳酸盐硬度为595 mg/L(以Ca CO3计),[Ca2+]+[HCO3-]=1 020 mg/L(以Ca CO3计),作为空调水系统补充用水,系统内结垢严重,妨碍正常生产。

2)向补充水中平均投加1.39 mg/L六偏磷酸钠后,结垢问题明显改善,其循环冷却水系统的总循环水量与补充水量之比为(5.4～6.0)∶1,加入六偏磷酸钠的循环水的稳定极限碳酸盐硬度为565 mg/L(以Ca CO3计),是理论允许值的1.82倍。

3)该补充水的曝气除铁前处理步骤不可少,对于含有高浓度Fe(HCO3)2和无氧的地下水原水,六偏磷酸钠不能有效阻垢。

摘要：针对武汉江南实业集团有限公司空调水系统用水运行中结垢严重的情况,采用投加阻垢剂的方法进行了水质稳定性处理试验。试验结果表明,投加阻垢剂六偏磷酸钠浓度达到1.39 mg/L时,结垢问题得到有效解决,并可使水中碳酸盐硬度长期稳定在570 mg/L左右(以CaCO3计)。

中央空调循环水 篇5

1 集中式采暖空调循环水处理的特点

1.1 补水水质多样化

1.1.1 补水水源多样化。

目前, 我国正在积极建设节约型社会, 在采暖空调循环水系统中, 其补充水源多是市政自来水以及地下水和地表水, 如今也扩展到市政污水、雨水和中水。

1.1.2 补水水质多样化。

由于补水的水源不同, 其各自的水质指标也存在着一定的差异, 即便补水的地区和性质一样, 也存在着多样化。以北京市政自来水为例, 其在北城呈负硬水表现, 水质硬度通常在200~300mg/l;而在南城则为正硬水表现, 水质硬度通常为400~500mg/l。各种水质的水在循环系统中经运行, 其差异会得到充分的表现。

1.2 尚未形成规范的体系

在建筑的节能、节水方面, 采暖空调循环水系统发挥着重要作用, 任一专业领域的规范都会对该专业规范体系的建立产生或多或少的影响。在循环水处理这方面, 其标准和规范往往由三点决定:一是设计规范;二是水质标准, 三是产品标准。就我国当前现状来说, 最缺乏的是设计规范, 几乎为空白;水质标准一般有《采暖空调水质标准》, 产品标准则主要包括《水处理设备技术条件》、《电子式水处理器技术条件》、《射频时物理场水处理设备技术条件》等。

1.3 应用研究缺失

对于任何一项新技术来说, 从理论原理到实践应用期间的探索研究, 能够很大程度地在客观上体现出产品技术的成熟性和先进性。应用研究既能促进理论研究并加以完善, 又能对其技术进行验证, 为产品的应用提供前提条件。我国在此方面的研究缺失很大。

虽然采暖空调技术在我国被广泛应用于各种领域, 但还没有形成系统的理论, 也没有专门的研究机构对此项技术进行研究, 甚至连专业检测水处理设备性能的机构也不多见, 而实验室的建立也还是空白。

我国当前, 此项技术工作主要是靠采暖空调水处理公司和高效联合来完成的, 不过仍留在理论层面。面对系统工况、补水水质、环境材料不同的局面, 如何搭配相应的处理工艺是目前需要解决的重要工作。

2 循环水系统处理技术的研究应用

静态处理和被动处理是水循环处理的两大分类, 前者在运行系统中占的市场份额较少, 它主要是通过物理法对循环水做全流量的处理工作, 或者通过化学法对循环水做旁流处理工作。后者主要是在日常生活中, 对系统的运行状况进行实时监控, 水质一旦超过国家标准, 应实施停机清洗方案, 并更换新的水体, 其占的市场份额近似于前者。

2.1 循环水水质影响因素的分析

在循环水运行期间, 水质是不断变化的, 这必将引起运行工况的变化, 而循环水处理就负责对循环水水质的控制, 以保证系统能够正常运行。引起水质发生变化的因素通常有以下几点:

2.1.1 系统工艺。

工况、流速和水温等和系统工艺有着密切关系, 相对来说, 它们比较固定, 在进行项目工艺设计时, 其数据信息就已明确。水温影响着系统的结垢或腐蚀, 流速对系统的水力工况有着重大影响, 且和系统腐蚀也存在一定的联系。从水处理的角度进行分析, 系统工艺应当归于静态影响。

2.1.2 金属材质。

在循环水系统中, 水泵、阀门一般使用的是碳钢或铸铁材料, 而换热设备通常使用铜或不锈钢的材料, 金属不同, 其间会产生电位差, 容易形成电化学腐蚀。从水处理的角度进行分析, 金属材质也是静态影响。

2.1.3 补水水质。

补水中含有许多溶解性物质、胶体以及悬浮物, 它们在循环水系统运行中, 易使系统出现菌藻滋生以及结构或腐蚀等问题。由于补水水质通常在不断波动, 因此它属于动态的影响因素。

2.1.4 气象环境。

冷却塔是一种为循环水系统进行冷却作用提供冷源的装置, 借助空气和水实现热量交换, 以使温度有所下降。空气质量和大气气温及湿度是不固定的, 在不同的季节有不同的表现, 这种变化引起系统的水质也跟着发生变化, 再加上受富营养源作用的影响, 系统极易出现菌藻滋生的状况。这种影响因素也是动态的。

2.1.5 排污控制。

由于在循环水运行期间, 水质不断波动, 常会出现菌藻滋生、结垢腐蚀等现象, 随之而产生的铁锈等杂质容易引起二次污染。此影响因素也是动态的。

2.2 物理法处理技术

物理法处理, 包括高压静电、磁化等物理场的处理技术。此类技术通过将电能转化为电场或磁场的途径, 将所得物发散到水中, 起到防腐、防垢, 杀藻灭菌的作用。当前, 物理法水处理技术已经发展到较高水平的射频式物理场水处理技术, 并在国外得到广泛应用。此技术通过影响循环水的金属材质和系统工艺, 从而对其水质做静态化的抑制处理, 至于气象环境和排污控制, 此技术需进一步考虑, 且对水质的变化也考虑不周, 所以在选择处理工艺时, 应做全面考虑。

2.3 化学法处理技术

此技术通过向循环水系统投加杀生剂、阻垢剂和缓蚀剂等水质稳定剂, 以达到延缓菌藻滋生速度、抑制腐蚀结垢趋势的目的。通过对金属材质和补水水质的影响来实现对循环水的静态化处理。但对系统工艺、气象环境排污控制缺少综合性的考虑, 所以在选择处理工艺时, 需做全方位的考虑。

2.4 动态物化法处理技术

动态物化法, 是指以物理法水处理为根基, 以化学法水处理为辅助, 其采用自动化监测技术, 能够保证最佳的药剂投加量和水质条件。

此技术的组成部分有:强效过滤和物理法的处理装置、智能程序全自动的控制系统、专用环保型药剂和动态化学处理装置以及水质实时监测系统等。

3 结束语

就集中式采暖空调来说, 在选择其循环水处理的应用技术时, 若单独使用物理法或化学法任一方法, 难免会带来一些负面影响。所以, 应在物理法静态处理技术的基础上, 辅以动态化学法, 即动态物化法水处理技术, 以解决补水水质波动引起的水质不稳定等问题, 这必将成为循环水处理领域的主流方向, 应推广使用。

参考文献

[1]刘鹏.我国集中式采暖系统循环水护理技术研究及应用[J].给水排水动态, 2012, 38 (2) :187-190.[1]刘鹏.我国集中式采暖系统循环水护理技术研究及应用[J].给水排水动态, 2012, 38 (2) :187-190.

[2]程辉.基于集中式采暖系统的循环水处理技术应用探究[J].门窗, 2012, 43 (10) :145-147.[2]程辉.基于集中式采暖系统的循环水处理技术应用探究[J].门窗, 2012, 43 (10) :145-147.

[3]任永强.循环水系统处理简议[J].给水排水, 2006, 17 (S1) :201-204.[3]任永强.循环水系统处理简议[J].给水排水, 2006, 17 (S1) :201-204.

中央空调循环水 篇6

在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%~14%,并且在冷冻主机低负荷运行中,其耗电更为明显,冷冻水、冷却水循环用电约达30%~40%。因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。本文着重介绍P L C、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。

中央空调采用变频调速技术,使电机在很宽范围内平滑调速,可将所有节流阀去掉,使管道畅通,可免去节流损耗。通过改变电机转速而改变水的流速,从而改变水的流量,达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求,从而达到节能的目的。电机的变频调速系统是由P L C控制器进行切换和控制的。

2 冷却水泵节能循环运行控制

2.1 设备名称

中央空调有3台冷却水泵,其型号是TS-200-150315,配用功率是3 7 K W;采用一台变频器的方案进行节能控制,变频器及P L C控制系统都采用三菱的,型号分别是FR-A540及FX2N-64MR[1]。

2.2 控制方案

2.2.1 冷却水泵节能循环控制主电路接线图(图1)

2.2.2 控制功能

先确定冷却水泵变频器工作的最小工作频率(15HZ)及最大工作频率(48HZ),将其设定为下限频率和上限频率并锁定;变频冷却水泵的频率是取冷却水塔的出水温度信号进行调节,当冷却水出水温度高于设定值时,频率优先无极上调,当冷却水出水温度低于设定值时,频率无极下调;按温度变化来调节频率,出水温度越高,变频器的输出频率越高,出水温度越低,变频器的输出频率越低。冷却水塔出水温度由温度传感器P T 1 0 03850RPM/o C电压型温度传感器采集,将温度变化反映到相应的电阻变化,通过电阻的变化改变电压并送到变频器的输入2、5脚,达到实现温度控制的目的。

具体控制方案:

1)先合KM1起动1号泵,单台变频运行;

2)当1号泵的工作频率上升到48HZ上限切换频率时,1号泵将切换到K M 2工频运行,然后再合K M 3将变频器与2号泵相接,并进行软启动,此时1号泵工频运行,2号泵变频运行;

3)当2号泵的工作平频率下降到设定的下限切换频率15HZ时,则将KM2断开,1号泵停机,此时由2号泵单台变频运行;

4)当2号泵的工作频率上升到48HZ上限切换频率时,2号泵将切换到K M 4工频运行,然后再合K M 5将变频器与3号泵相接,并进行软启动,此时2号泵工频运行,3号泵变频运行;

5)当3号泵的工作平频率下降到设定的下限切换频率15HZ时,则将KM4断开,2号泵停机,此时由3号泵单台变频运行;

6)当3号泵的工作频率上升到48HZ上限切换频率时,3号泵将切换到K M 6工频运行,然后再合K M 1将变频器与1号泵相接,并进行软启动,此时3号泵工频运行,1号泵变频运行;

7)当1号泵的工作频率下降到设定的下限切换频率15HZ时,则将KM6断开,3号泵停机,此时由1号泵单台变频运行;如此循环运行;

8)水泵投入工频运行时,电动机的过载由热继电器保护,并有报警信号指示;

9)每台泵的变频接触器和工频接触器外部电气互锁及机械联锁;

10)变频与工频切换的过程:

首先MRS接通(变频器输出停止)→延时0.2秒后断开变频接触器

→延时0.5秒后合工频接触器,→再延时0.5秒合下一台变频接触器→断开M R S触点,实现从变频到工频的切换;

11)变频与工频切换的条件:

由变频器的上限切换频率(F U)和下限切换频率(SU)控制。

2.2.3 PLC输入、输出分配表(见表1)

2.2.4 控制综合接线图:(见图2)

2.2.5 变频器参数设置:

Pr.42=48HZ(上限切换频率FU信号);

Pr.50=48HZ(下限切换频率FU2信号);

Pr.191=5(标记为SU端子的功能为FU2信号);

Pr.76=2(报警代码选择);

Pr.79=2(操作模式为外部操作)

2.2.6 软件设计[3](见图3、4)

根据控制要求进行软件编程,下面给出参考程序顺控图。

程序补充说明:

在程序设计中为避免变频器在启动过程中S U信号动作,使T10、T11、T12的定时时间大于变频器加速时间。

3 结束语

采用变频器、P L C对中央空调冷却水泵的改造,使冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行,从而达到节能的目的,其节电效率可达4 0%左右。

由于冷却水泵采用变频器软启动、软制动,大大降低了起动电流、避免了对电机和电网的冲击,使用电环境得到改善。

由于水泵大多数时间运行在额定转速以下,电机运行噪音减小、温升降低、震动减少、负载运行顺滑平衡,电气故障比原来降低,电机的使用寿命也相应延长。

利用PLC、变频器实现各种逻辑控制、变频器启动控制及手动/自动,工频/变频转换和故障自动切换等功能,使系统控制灵活方便,功能更加完善。

摘要：中央空调系统是大型建筑物不可缺少的配套设施之一,其电能的消耗非常大。由变频器、PLC构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵的节能改造中,使冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行,达到显著节能效果。

关键词：中央空调,冷却水泵,变频器,PLC,节能

参考文献

[1]吴启红.《变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书》[M].2007,163-175.

[2]梁光武.PLC和变频器在中央空调教学系统中的应用[J].广东技工教育研究,2009,(2):27-34.

溴化锂空调采用井水循环制冷 篇7

1实施方案

溴化锂空调的工作原理是水在真空状态下蒸发, 具有较低的蒸发温度 (6℃) 。溴化锂水溶液是吸收剂, 吸收水蒸汽可以制冷。它在常温和低温下强烈地吸收水蒸气, 而将溶液变稠需要热量蒸发出其中的水分。因此采用蒸汽加热的方法将其吸收的水分释放出来。这样, 吸收与释放周而复始, 制冷循环不断。

我厂空调机组的蒸汽用量在每小时2.5吨左右, 运行费用相对较高, 为节约能源、降低成本, 在保证效果的前提下, 进行改造。在原有空调系统基础上不增加设备, 将井水进原水池管道进行改造, 使其经空调管道进原水池。采用井水循环进行制冷。

如图1所示。

夏季, 井水温度在14℃, 环境温度在30℃左右。采用井水在空调管道中进行循环, 可以达到降低室温的目的。井水从南、北大井中抽出, 经空调管道最终回到原水池, 既利用了较低的水温达到了空调制冷的效果, 又实现了对原水池进行补水的目的。

2经济效益分析

(1) 技改前, 空调机组每小时用汽在2.5吨左右, 每天用汽60吨。按吨汽110元计算, 费用为6600元/天。循环泵电机功率为22KW, 每天用电528度, 电价按0.42元计算, 费用为221.8元/天。真空泵因不常开, 费用忽略不计。

综上, 空调机组每天运行费用为6600+222=6822元。

(2) 技改后, 用井水循环进行制冷。因受管径限制, 汽机、锅炉北控制室制冷效果不佳, 故加装电空调两台。空调属固定资产, 购买费用不予考虑。空调电功率4.7KW, 两台电空调每天用电4.7×2×24=225度。按每度电0.42元计算, 费用为94.5元/天。原水池正常补水, 水泵用电不考虑。

综上, 用井水循环制冷, 每天运行费用为94.5元。

(3) 空调运行周期为6月中旬至9月中旬, 时间3个月。

(4) 技改前后节约费用为:

(6822元/天×90天) - (94.5元/天×90天) =60.5万元。

3结语

该项技改措施投入较少, 只需将井水进原水池管道进行简单改造, 使井水经空调管道再进原水池, 但节能效果明显。

摘要：本文分析了溴化锂空调在制冷过程中存在能耗大的问题, 提出了在原有空调系统基础上不增加设备, 将管道进行改造, 采用井水循环进行制冷, 即节约了能源、降低了能耗, 又保证了制冷效果。