制冷空调节能技术 教学课件 ppt 作者 张建一 8. 制冷空调装置的节能技术改造

1、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

2、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8-5 JO2系列电动机磁性槽泥改造后的效果对比

3、,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/24h P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

4、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

5、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

6、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

7、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8-12 37kW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。,

8、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。,

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