制冷空调节能技术8. 制冷空调装置的节能技术改造课件.ppt

目的：,电机接线改造的条件与效果电力负荷曲线的改进水泵及水系统节能潜力风机节能潜力废热（冷）回收利用,掌握现役制冷空调装置节能改造的途径、方法及原理。,重点：,第8章 制冷空调装置的节能技术改造,第8章 制冷空调装置的节能技术改造,技术改造 运用科技新成果，对原 设备 或 工艺 进行局部或大部份的改革，以提高效率。,工艺改革,设备改造,以原设备为基础改造以新设备更换原设备,工艺是加工产品的方法和过程。改革即改变原来的方法或者过程。,例如机械工艺，是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。,第8章目录,压缩机匹配的电机的更新,1,电动机的磁性槽泥改造,2,电动机接线的改造,3,电力负荷曲线的改进,4,水泵及水系统的节能改造,5,风机与风机系统的节能改造,6,第8章目录,本章小结,12,隔热层的维修改造,7,盐水制冰装置的节能改造,8,异步电动机节电器及其应用,9,交流接触器无声运行技术,10,废热（废冷）的回收利用,11,8.1 压缩机匹配的电机的更新,相同工况下，同一型号压缩机配的电动机容量差别大,1980s 商业部对全国冷库调查发现,不同工况下，相同型号压缩机配相同的电动机,表 格,表 格,一般电动机效率最高点在额定功率70%100%之间；负载率45%70%，效率降低；负载率小于45%，效率大大降低。所以，当负载率长期小于45% ，应更换或采取措施。老系列电动机更换为Y系列，节能效益更明显。更换电动机的投资回收期 = f（节能效果、运行时间）,表8-1 冷库制冷压缩机的电动机配备（1980s）,表8-2 部分制冷压缩机实际运行状况,8.2 电动机的磁性槽泥改造,节能原理,消减电动机定子/转子槽齿效应产生的高频附加损耗,改造方法,用磁泥填平定子绕组的线槽口，使定子内圆表面成为一光滑表面,磁 泥,磁粉 + 树脂未固化时为可塑的泥状物,对于负载率在45%70%的老式电动机，更换新电动机的回收期较长，可以采用电动机的磁性槽泥改造。,电动机的磁性槽泥改造的效益,空载损耗下降15%40%效率提高0.5%2%电动机的温升下降815启动电流下降3%5%噪声和振动下降，绝缘寿命延长10年以上一般36个月即可回收投资,缺点,启动转矩下降10%25%。,所以，满载电动机不宜采用，满载启动的电动机慎用。,表8-5JO2系列电动机磁性槽泥改造后的效果对比,8.3 电动机接线的改造,电动机接线的改造,将电动机的内部接线由Y,Y后，电动机功率下降为原功率的1/3，转矩下降为原来的1/3；故这种改造仅适用负载率1/3 场合。,注 意,8.3 电动机接线的改造,我国节能法规规定,Y改造的实质:,负载率0.4时，应采取改造或者更换措施,降低每相绕组的电压把一台大电动机变成小电动机,电机接线Y改造的形式,固定不变式,手动转换,自动转换,各种方式各有优缺点，试分析？,8.4 电力负荷曲线的改进,电力负荷曲线-电力负荷随着时间变化的关系 电力负荷曲线横坐标为时间，可以分为日、月、年曲线 纵坐标表示电力负荷，可分为有功负荷、无功负荷曲线,电力负荷曲线的意义 曲线下的面积代表了电能消耗量,图,图8-1日负荷曲线图有功负荷曲线无功负荷曲线,考核电气设备的利用程度：负荷率k,k = P平均 / P最大,P平均 ：日平均负荷，日用电量/24hP最大 ：全日中负荷的最大值,提高k值的方法:,减少P最大（全日中负荷的最大值）,Demand control,美国的电费与全日中电力负荷的最大值相关； 所以，美国的企业注意控制全日中负荷的最大值，有一个专门的术语： demand control （最大负荷控制）,8.5 水泵及水系统的节能改造,参考书：叶汝裕，水泵风机的节电及技术改造重庆大学出版社，1990,在制冷装置中，水泵风机的耗电占总耗电的1/3左右。水泵风机的节能有许多专门著作,水泵的特性、管网（管路）特性与工作点,1,现有水泵的技术改造方法,2,水系统的管路改造,3,8.5.1 水泵的特性、管网（管路）特性与工作点,水泵的实际工作点 = 泵扬程曲线与管路曲线的交点任一参数发生变化，曲线变化，工作点就发生变化,详见 中 p 点,图,图8-2离心泵性能曲线,图8-3离心泵的工况点,8.5.2 现有水泵的技术改造方法,更换水泵,减少叶轮数目,切削叶轮,参见表88原 256 kW 135 kW,原理：改变泵特性曲线适用于现有水泵的容量过大。,原理：改变泵特性曲线适用于多级泵（有多个叶轮），容量过大。,8.5.2 现有水泵的技术改造方法,调速,水泵风机的功率与转速的三次方成正比；泵与风机的流量与转速的1次方成正比；故降低转速可以明显地降低功率，提高效率。 P2 = P1 ( n 2 / n 1 )3,例 如：当电动机的转速由n1 减少10%变为n2时，轴功率P将减少27%。转速减少20%时，轴功率将减少49%。,8.5.3 水系统的管路改造,注意：管路的阻力损失与流量的平方成正比，改用小流量时，流动阻力明显降低，电耗明显下降。,改造的目标：尽量减少阻力，降低扬程,水系统常见问题：选择的水泵容量过大,图8-4降低扬水高度实例a)浪费扬程的接法b)降低扬程的接法,8.6 风机与风机系统的节能改造,风机是十二类通用耗能设备之一，据统计，用电量占全国发电量10%。在制冷空调装置中，许多风机在低温下工作，消耗的电能全部转化为热负荷。故节能效果更明显，？。水系统的节能方法、原理适用于本节。,风机节能的原则,风机的节能工作应该从选型开始1)在风机选用条件中，效率高的优先考虑。2)选型中不应过多地保留风量、风压的裕量。3)在风量、风压时常发生变化的场合，应采用能使风机高效运行的控制方案。4)尽量减少管路、阀门等处的风量损失。有关节能指令规定：风机效率70%的，必须改造或者更换。,注意： 风机的节能改造可能具有巨大的潜力，明显的效益,近年来，风机的效率（技术水平）有很大的提高。例如，在压头、功率相同时，LTF系列的流量是30k4-11的两倍，即可节电50%。,原因：,8.7 隔热层的不停产维修改造,外表面加贴法（现场发泡）,1) 冷库的内部运行不受影响，维护检修也可照常进行。 2) 费用只是老式更换法的50。3) 原有隔热层得以干燥。4) 由于外墙隔热效果大大改善，制冷设备的能耗明显降低。5) 使用寿命长。 6) 可改善了建筑物的外观美感。,内表面加贴法（现场发泡等）,1)可以实现不停产大修。2)施工工期短。3)维修改造的投资合理。4)不污染环境，安全性好。5)占据部分冷间容积，库容量减少。,8.8 盐水制冰装置的节能改造,对于盐水制冰装置，全国平均每生产一吨冰耗电64.89 kWh；最高达150 kWh ，最低为43 kWh。调查表明，最大的问题是管理不善。本节仅讨论技术问题。,图8-5冰冻曲线,图8-6冰冻热负荷图,8.8 盐水制冰装置的节能改造,1. 增加蒸发器面积,当热负荷一定时，增加蒸发器面积使传热温差减少，效率提高，单耗降低,2.供液形式和蒸发器型式,根据文献介绍,泵供液的效果较好 蛇管蒸发器的效果较好,注意：冰池蒸发器容易积油，？,表 格,表8-10不同蒸发器面积的制冰单耗对照,表8-11不同的蒸发器形式和供液方式的制冰单耗,8.9 异步电动机节电器,节 电 原 理1)空载(轻载)运行时，降低异步电动机端电压可以减少损耗。 【使空载时的工作电流减少】2)空载时，降低端电压可以提高电动机的功率因数。3)节电器具有软起动功能，减少起动电流的冲击 和起动瞬时脉冲功率。,表8-1237kW异步电动机安装节电器的效果,节电器的适用范围,1)对于不变负荷连续长期运行，不论是满负荷或低负荷情况，都不宜采用节电器，而应选用高效率电动机或更换功率小的电动机。2)对于变负荷情况，若负荷率30，采用节电器也不会有明显的节电效益。3)对于长期空(轻)载(负荷率30)运行，短期重载，以及空载率较高或重载持续率较低的场合，采用节电器最适合。4)适用于频繁起动的电动机。5)在电网电压偏高的地方，采用节电器具有良好的效果。,电机节电器最适用场合经常空载（轻载）（负载 30%）场合。例如，电梯、吊冰机。,8.10 交流接触器无声运行技术,原 理原 因,交流接触器的线圈是电感负载，功率因素0.4，交流电的频率变化，产生噪声。,将交流接触器运行阶段的电流改为直流，实现降噪，节电。,应用无声运行技术的注意事项,1)交流接触器直流运行并不是任何时候都比交流运行优越，如小型交流接触器本身噪声不大，质量好的近似无声。2)对于电动机操作频繁的场所，改用交流吸合直流保持也不一定适合。3)改装后的交流接触器在投入运行之前，要调整辅助触头，使主触头刚一闭合，常闭触头就能够断开。4)在大型接触器应用较多、地点集中的场合，可以共用一套整流电源，对接触线圈进行直流供电，这样可减少改装费用。,8.11 制冷装置中的热（冷）回收,排气显热回收利用的特点：,优：温度高，容易实现，对制冷循环有利。缺：可利用热量较少（总热量的30% ）。,图8-7配备套管式热回收换热器的流程图1贮液器2节流阀3蒸发器4压缩机5热回收装置6冷凝器7、8阀门,图8-8热回收装置的工作流程,h,p,压缩机,冷凝器,蒸发器,节流阀,qo,wk,8.11 制冷装置中的热（冷）回收,制冷剂冷凝热回收利用的特点：,优：可利用的热量多（100%的总热量）。缺：可利用的温度较低，比较不容易实现，并且对制冷循环易产生不良影响。,图8-9带封闭式冷却塔的热回收系统,8.11 制冷装置中的热（冷）回收,“废冷”的回收利用,废冰（碎冰）。冲霜水的排水温度 01。一台400m2冷风机，一次冲霜水约5吨。,图8-11废冷回收利用装置原理图1氨液储存罐2氨液分配罐3氨液管道4冷氨液5热氨液6融冰水池7碎冰8螺旋蒸发管9排污管10集水池11水泵12冷凝器13冷凝器冷却水14自来水15水池,本章小结,当电动机负载长期低于45%，应更换或采取补救措施。,磁性槽泥改造适用负载率45%的老式非满载电动机，它可消减定子转子槽齿效应产生的高频附加损耗。,当电机负载0.3时，可采用Y 接线改造，注意改造后功率和转矩均为原来的1/3。,适当移动部分设备的用电时间，可改善电力负荷曲线。,许多风机水泵及其流道系统具有很大的节能改造潜力。,本章小结,制冷系统的显热回收具有易实现回收温度较高，可改善循环性能的优点，但可利用热量较少。,制冷系统冷凝热可以回收，但其优缺点与显热回收相反。,注意：技术改造必须与经济效益综合考虑。通常投资回收期3年的技术改造，应优先考虑。,