一、機房空調行業現狀
受益于我國宏觀政策對于公共基礎設施的建設力度加大以及機房空調企業的強勢擴張,近三年我國機房空調市場走出一個“持續上揚”的“大陽春”。市 場調查數據顯示:自2009年以來我國機房空調市場保持著平均30%左右的高速增長,一直以“高利潤、高門檻、大產業”著稱,機房空調市場作為未來重要的 利潤增長點,成為中外企業在奪得家用空調市場之后的新戰略高地。2011年,我國機房空調市場的總體銷售額約為540億元,同比2010年增長了 28.6%。2012年上半年,我國機房空調市場銷售額繼續攀升,全國總容量超過300億元。據業界預計,未來國內機房空調市場仍將以年均約20%的速度 增長。
隨著建筑業、工業廠礦的發展及生活質量的提高,人們對機房空調產品的需求日益加大,需求范圍和需求層次也呈現復雜化和多樣化的發展趨勢。同時, 機房空調已開始在多聯機、輕型商用機、水源熱泵系統、地燃熱泵系統、精密空調以及智能網絡控制等系列產品上的系統布局。同時還實現從傳統建筑市場向地鐵高 鐵、電信基站、化工行業、精裝修住宅、政府采購、賓館酒店等細分市場的多元化拓展。目前機房空調正面臨著產品革新引發的新一輪市場競爭,而節能環保的低碳 產品將在未來的機房空調市場中占據主流地位。如何從技術層面實現低碳節能,是當下機房空調生產商以及相關企業們面臨的一致問題。到目前,國內機房空調品牌 廠商以及機房空調節能自控企業以低碳環保為理念不斷創新。技術、品牌與節能概念成為廣大廠商的廣泛共識。
二、機房空調系統節能
隨著現代工業的發展和人民生活水平的提高。機房空調的應用越來越廣泛,其耗電量也越來越大,一些大中城市機房空調用電量已占城市總用電量的 20%以上,占建筑物耗能的70%以上。目前,機房空調系統設計時必須按天氣最熱、負荷最大時設計,且留有10%-20%左右的設計余量,而實際上在一年 中,滿負載下運行最多只有十多天,甚至十多個小時,幾乎絕大部分時間負載都在低負荷下運行,而與主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵、空氣處理機組送風機幾乎長期 在100%負載下運行,不能自動調節負載,造成了能量的極大浪費造成很多能源浪費。機房空調系統存在巨大的節能空間。
2012年5、6月份以來,節能環保相關政策密集出臺,政策利好不斷,空調市場情緒持續升溫。《“十二五”節能環保產業發展規劃》指出,目前我國節能環保產業總產值達2萬億元,從業人數2800萬人。預計到2015年,節能環保產業總產值達到4.5萬億元。
機房空調是建筑節能的最重要環節,機房空調系統節能市場將迎來巨大發展機遇, 能夠分食節能環保產業這一市場蛋糕毫無疑問成為相關企業必爭之地。
智能建筑是社會信息化與經濟全球化的必然產物,是多學科、高新技術的巧妙集成。近年來隨著自控技術的不斷發展和硬件成本的持續下降,計算機自控 在暖通空調領域有了更多應用。妥善地將自控技術運用于暖通空調系統的控制管理中,可以有效地改善系統運行品質,節省運行能耗,提高管理水平,并減少運行管 理勞動強度,取得良好的經濟效益和社會效益。
1、節能原理
1)、循環泵節能原理
由于機房空調設計是按照滿足建筑物的最大負荷設計,運行時,水循環系統幾乎長期在大流量、小溫差的狀態下運行。根據流體力學理論,水泵的流量與 水泵的轉速成正比,功率則與轉速的三次方成正比,因此:當系統實際所需的供水流量降低時,可以相應地降低水泵的轉速,而水泵的功耗以三次方的指數關系降 低。如下表:
毫無疑問,水泵變頻時,水泵是節能的,按照為了滿足空調主機最低開機需要的35HZ以上來考核,水泵的最大節電率可達到65.7%。
2)、主機節能原理
大型機房空調主機一般都有多級壓縮機設計,多級壓縮機都可以獨立運行,其同時開機數量是根據用戶側能源消耗量來控制。
在機房空調系統實際應用中,用戶側的能源消耗量的大小,是通過空調水系統的流量和溫差來體現,通過檢測水系統供回水流量機溫差,把采集參數輸送給空調主機,主機預設程序會根據參數來調節壓塑機的開啟臺數。
當流量不變時,溫差過小,說明能源供給過剩,空調主機程序會自動停止部分壓縮機,減少主機耗電量,從而達到提高主機能效比、節能降耗的目的。
3)、冷卻塔節能原理
根據冷卻水出/回水溫度的變化來確定冷卻塔風機、風扇的運行臺數、運行頻率,在滿足要求的情況下盡量減少設備的運行臺數,既達到節能的目的又減少了設備的損耗。
冷卻塔效率的定義是:
其中:Tlcw為冷卻塔進水溫度(冷機冷凝器出水溫度);Tecw為冷卻塔出水溫度(冷機冷凝器回水溫度);Ts為室外濕球溫度。
氣水比的定義是:
其中:ma為經過冷卻塔風扇的空氣質量流量(kg/s);mw為冷卻水量(kg/s)
從上圖曲線可以看出:氣水比在0.8以下,氣水比越大,冷卻塔效率越高,達到0.8以上效果不是太明顯。我們可以通過此規律,來改變冷卻塔的運行臺數和風扇電機的頻率,來實現冷卻塔效率和電能消耗比的最大值,從而達到延長設備壽命、降低能耗的目的。
文章來源:索克曼精密空調http://www.ejwym.cn/jingmikongtiao/socomec.html
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