如何提高现有HVAC设备的效率和性能?

风机占澳大利亚建筑用能的50%，是空调通风系统（HVAC）的主要用能装置。因此，高效风机和风机升级项目带来显著降低能耗的巨大机遇。

 

为什么要更换风机？

　　建筑HVAC设备占总用电量的近50%，因此是能耗最高的设备。

　　HVAC设备具有巨大节能潜力，所以是合理的首要关注对象。那为什么之前不解决节能问题呢？因为HVAC的能耗并不像照明设备一样明显。HVAC设备使用的风机和压缩机都是隐藏的高能耗装置，却由于不像照明设备一样明显而未得到处理。

如何处理各个问题？

　　现有风机问题是其运行和维护成本、不确定或未知性能、低效构造部件及其可靠性。各个问题的处理方式如下。

 

　　HVAC典型的带式驱动系统需要持续维护，经常更换皮带、皮带轮和轴承。否则会导致效率继续低下、电机和轴承故障，进一步增加成本。皮带积尘也会增加间接维护成本，需要更频繁地更换过滤器和清洁。

 

　　尤其对于大型系统，各部门的混合搭配组装通常未经过空气测试室测试，实际系统性能仅为估计值。导致系统低效和性能不准的原因有驱动损耗、部件不匹配，或者只是因为使用了前弯叶轮或老旧、低效电机等部件。

 

　　空气处理机组仅安排一台大风机而不是多台小风机，形成的单点故障具有较高风险，对于医疗应用或数据中心的关键系统尤其如此。且单点故障的修复耗时、昂贵。比如，轴承问题或电机故障都会引起空调装置故障，大型应用情况下修理需要数天。

 

EC风机改装

　　将现有风机系统更换为高效直驱EC风机，可以避免上面提及的全部问题，同时提高效率。

 

　　各大风机厂商和部分HVAC设备厂商都提供一系列EC直驱更换风机，无需对设备进行机械改动，即可更换现有风机系统。最简单的例子是气冷冷凝器的轴流风机。拆除低效风机，换上高效EC风机即可。此类产品通常都能将能耗降低约30%。

 

　　将澳大利亚数以百计的机房空调装置（CRAC装置）的传统皮带驱动风机升级为直驱EC风机，可将电流消耗平均降低51%。

△维多利亚州数据中心CRAC装置改装

　　大型空调装置要求EC风机总成与原风机总成不同。尽管如此，节能效果同样惊人。该方法旨在匹配现有风机的性能，两台风机可进行机械互换。首先测试更换产品的性能，在更换之前准确估计改装可节约的费用和改装成本。该法应当是更换旧HVAC设备风机的主要方法。

 

　　不过，大型AHU常见的较大单台风机需要采用不同更换方法。虽然升级工程看似繁琐，但却是值得的，尤其是考虑到更换高耗能装置后可实现的可观金钱节约。大型空气处理装置的解决方案是EC插头式风机。即安装于直驱EC电机的后弯离心叶轮。装置由电子元件和电机组成，节约空间，优化性能，实现简易安装。EC插头式风机有不同配置供选，最常见的版本有壁挂式和底座式。

△立方体和蜘蛛式设计的EC插头式风机

　　大型AHU改装的第一项工作是拆除现有的风机总成。由于部分风机体积大、重量重，拆除可能较困难。AHU的侧面或顶部可能需要拆开，或者将现有风机从AHU内部缷下。EC插头式风机的吸入端和受压侧需要分离。如果没有充气室，则需在撤除原风机后，往AHU插入分离壁。分离壁通常安装于先前的风机室，将吸入端和受压侧隔开，然后装入一台或多台EC直驱风机。先前改装已经实现近70%的节能。

△AHU改装

　　使用多台EC风机更换一台现有风机总成有多个优点。小型风机易于处理，通常可由两人搬运安装，无需借助特殊起重设备。多数安装情况入口受限，轻盈的小型产品可以大幅降低安装成本、减少安装时间。AHU使用3台、4台甚至更多风机可显著提高可靠性，因为一台风机故障不会导致HVAC设备完全失效。另外，较小的风机易于更换，花费时间通常为30至45分钟。为后期增加风机预留空间以供建筑进一步升级相对简单，比如对气流需求增加的情况。采用该方法，建筑内的多个AHU可以使用一种型号的风机，从而减少备件种类，进一步提高HVAC设备的可靠性，减少其故障时间。

　　该方法可根据任何规模的AHU调整。

△EC插头式风机可安装于

墙壁上方和下方的多余空间

为什么要更换风机？

　　除了降低能耗外，EC风机改装还具有其他优点。

１）EC风机速度可控，可实现简便、无声的速度控制。大多数EC风机可接收现有建筑管理系统（BMS）的标准信号。甚至可以使用基本电位子改变空气流量。

２) 后弯风机可通过差压传感器，轻松测量风量。考虑到风机运用需要了解的并不是风机速度而是风量，该功能非常方便。风量信息可传输至BMS或通过数字显示器显示。因此，不仅可以监测速度，还能计量、监测和控制风量。

 

由于以下原因，应当尽可能实施速度控制以及风量控制：

　- 将空气流量降低至最低要求以实现节能

　- 同样通过降低空气流量实现降噪

　- 通过减少需求，提高设备使用寿命

　- 由于噪音和空气流速降低，舒适度提高

　- 精准控制方便维持空调空间的理想条件

 

但由速度控制的EC风机何来节能？仅将速度和空气流量降低5%，即可节能14%。速度降低50%，输入功率降低87%！EC风机实现节能的原因是其符合风机法规，且能在比其他风机电机技术更广的性能范围保持高效率。需要提醒的是除了速度控制实现的节能，单独转向使用EC技术也能实现一定节能。如上文所述，实施速度控制之前便能节约40%至70%的输入功率。

3）EC风机通常都有软启动功能，开启风机的起动电流显著减小，并在一定时间内逐渐增大。

 

4）依必安派特EC风机提供大型风机高级接口，方便EC风机与现有或未来BMS系统集成，可查看风机状态、运行参数甚至能开关风机。

 

5）更换轴承和皮带、润滑、调整皮带轮已经成为历史，依必安派特EC风机免维护轴承无需任何维护。

 

『依必安派特 』

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