變頻中央空調的節能分析

摘要：以西安市某單位小區為例，根據西安地區的氣候條件，提出了變頻中央空調節約能源的思路和方法，在保證用戶使用需求的條件下，進行了節能實驗，結果表明，節能效果顯著。

關鍵詞：變頻 中央空調 節能

1 研究的意義

中央空調系統的設計通常按建筑物所在地的極端氣候條件來計算其最大負荷，并由此確定空調主機的裝機容量及空調水系統的供水流量。然而，實際上每年只有極短時間出現最大冷負荷(或最大熱負荷)的情況，絕大多數中央空調系統在大部分時間是在部分(低)負荷狀態下運行，實際空調負荷平均只有設備設計能力的50％左右，因此出現了“大馬拉小車”的現象，不但浪費大量能源，而且還帶來設備磨損，縮短壽命等一系列問題。

2 西安地區空調使用條件分析

西安地處我國西北，年平均溫度為16.2℃，最高的8月，月平均氣溫28.3℃，最低的1月份，月平均氣溫1.5℃，年極端最高溫度38.4℃，年極端最低溫度零下1 2℃，四季溫差較大。在這種地理環境和氣候條件下，開機時間變化等多種因素，導致中央空調負荷波動較大，如果僅依靠人工手段對空調系統進行控制和管理，不能實現空調冷量(或熱量)的供應隨負荷的變化而調節，就會浪費大量能源。盡管現在許多空調主機已能夠根據負荷變化自動隨之加載或減載，但與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能跟隨負荷的變化自動調節負載，始終在額定功率下運行，仍然造成了輸送能量的很大浪費。

3 變頻節電設備省電對比

以下是某企業對其生產的變頻節電設備投運后的一組實測數據，見表1(制冷5個月，日均20小時)。

4 西安某小區的使用變頻節電設備前后實際測試對比

以下是西安某小區中央空調水系統變頻設備投運前后的耗電數據對比，見表2(制冷5個月，日均16小時)。

5 安全可靠性和節能效果

中央空調系統通過安裝變頻節電系統，實施節能改造后，實際運行結果表明：系統運行安全、穩定、可靠，功能指標到達設備技術要求；系統直觀、自動化程度較高，能及時、準確地自動跟蹤末端空調負荷運行；系統實現了空調泵組的軟啟動、軟停止、運行平滑穩定，較大地改善了設備的啟停性能和運行磨損；系統具有強大的管理功能和安全保護功能，確保整個空調系統優化、安全的運行：

6 節能效果及社會效益

節能改造前，該項目年耗電62.52萬kWh；實施節能改造后，每年節約電量31.71萬KWh。按照現行標準折算，即每年可節約95噸標準煤。每年可減排：C02約317100×900／10⁶=285噸；SO₂約317100×11/10⁶=3.49噸；N₂O₃約317100×317100⁶=0.95噸：由此可見，本項目的實施不僅節約了大量的能源，還大大減少了煤炭燃燒所產生的廢氣排放和溫室氣體排放，對環境保護起到了巨大的作用。

長期以來，當季節交替、氣候變幻、晝夜輪回和空調實際使用面積發生變化時，中央空調系統仍在傳統的運行模式下，不能實現冷媒流量跟隨末端負荷的變化而動態調節，造成了巨大的能源浪費。據不完全統計，截至2006年，我國已安裝中央空調的建筑物約有7萬棟，其中高級星級酒店約有5000多家，若能全部采用節能技術，預計每年可節電3517億千瓦時，節約電費開支27億元。