摘要：中央空调水系统在满足舒适性的同时，也消耗着大量的能源资源。据不完全统计，酒店建筑的空调系统能耗一般占建筑总能耗的45%左右。节能减排在缓解能源资源压力的同时也带来了一定的经济效益和环境效益。而通过对项目的深度调研，并根据目前的能源现状，分析汇总项目的能源资源消耗情况，挖掘出项目中央空调节能的最大潜能。采取案例分析和节能改造的运行策略方式实现降低能耗达到节能减排的目的。其次根据项目的工作现状和物业对自动化运行管理方面的需求，工程节能改造也可以提高项目的智能化系统管理水平，降低运营的人力需求，为本项目增值。
关键词：案例分析 节能预测 节能思路 变频运行
1、项目概况
本项目地下2层，地上24层，总建筑面积约为31240m2。冷源系统由2台制冷量为2110KW的离心式冷水机组提供冷量，热源系统由3台制热量为1170KW的锅炉提供热量，无楼宇自控系统、冷热源站群控系统和变配电能耗计量系统。
2、项目中央空调用能趋势
图1：酒店中央空调系统用电趋势图
分析上图1：夏季室外平均干球温度，室外温度升高和太阳辐射强度增大，7月份的中央空调用电达到高峰。6-8月份的用电总量为59万KWH，占到总用电量的64%。4月份、5月份、6月份和10月份总用电量为30万KWH，占到总用电量的32.5%。
3、节能措施和节能预测
3.1节能思路：
3.1.1离心式冷水机组的运行规律
（1）冷却水温度的优化控制
把冷却水的能耗和冷水机组的能耗相加，寻找冷水温度的优化点，对应于总能耗曲线的最低点。但冷水机组和冷却塔的综合能耗最低点不是对应于恒定的冷却水温度点。在一定负荷和湿球温度的情况下，冷却水温度不用，冷水机组和冷却塔的总能耗也随之不同。
（2）多台离心式冷水机组并联运行规律
冷水机组的群控方案应确保每台冷水机组绝大部分运行时间在50%以上负荷范围内，以达到节约运行费用的目的。
3.1.2、水泵的变频控制
本项目的冷冻水泵和冷却水泵占空调系统总能耗的50%左右，能耗占比较大，冷站用能存在节能优化空间，采取节能改造技术，会有明显的节能效果。
（1）冷却水泵采用恒温差控制，根据冷水机组冷凝器的供回水温差，改变冷却水泵的转速，改变冷却水的流量，保证冷水机组冷凝器供回水温差恒定。在相似工况下，冷却水泵消耗的功率与转速的3次幂成正比，与冷水机组的制冷量成正比。
冷却水泵的自动控制逻辑（偏差值可设定）；温差大于设定值+偏差时，增加水泵频率；温差小于设定值-偏差时，降低水泵频率。频率不应低于35Hz。
（2）冷冻水泵采用恒压差控制，根据供回水总管的压差自动调整冷冻水泵的转速，频率不应低于35HZ。压差的信号点尽可能靠近末端，已获得更好的节能效果。
冷冻水泵的自动控制逻辑（偏差值可设定）：压差低于设定值-偏差或温差高于设定值+偏差时，增加水泵频率；压差高于设定值+偏差或温差低于设定值-偏差时，降低水泵频率。频率不应低于35Hz；单台水泵运行且水泵频率降至下限，压差仍高于设定值+偏差或温差仍低于设定值-偏差时，水泵频率不变，开启压差旁通阀调节开度。
（3）冷水机组和水泵台数不必一一对应，它们的台数变化和启停可分别独立控制。
（4）根据末端负荷的变化，调节负荷侧和冷水机组蒸发器的流量，从而最大限度降低变频水泵的能耗。
（5）充分利用冷水机组的超额冷量，减少并联机组和冷却水泵的全年运行时数和能耗。
3.1.3、冷却塔的变频控制
根据冷却塔出水温度自动调整冷却塔风机的运行台数及频率。设定值低于冷却塔出水极限温度时，自动修正为极限温度，频率不应低于30Hz。冷却塔出水极限温度取“室外湿球温度+3~5℃”，其中夏季取小值，过渡季取大值。
冷却塔风机的自动控制逻辑（偏差值可设定）：冷却塔开始运行时，所有风机均开启；冷却塔停止运行时，风机均关闭；出塔温度高于设定值+偏差时，整体提高风机运行频率；出塔温度低于设定值-偏差时，整体降低风机运行频率，频率不应低于30Hz；频率达到下限其出塔温度仍低于设定值-偏差时，应按组关闭风机。
3.2、节能措施
1）冷冻水泵、冷却水泵、热水泵加装变频控制；
2）建立制冷站群控系统，发挥制冷站群控集中监控及设备自动运行策略，提升对机电设备的运行监控水平，提高设备运行效率；
3）建立建筑总用电量和冷站关键设备的用能计量，实现重点用能设备的能耗自动监测和能效分析；
4）根据项目的实际情况，建立能耗计量系统，采集低压配电系统主出线回路的智能电力检测仪的实时数据，实现建筑总用电数据的远程抄报和统计汇总；同时增加冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等重点大型用电设备的用能监测，实现重点设备的能耗数据收集与能效分析。
3.3、节能预测
经过系统的调研，我们着重从设备运行与系统管理方面为本项目提出了节能策略，各节能措施的节能预测如下表1所示：
表1节能预测与实际节能统计
通过水泵加装变频改造、建立制冷站群控系统等措施，预测节能量23.4万KWH，实际节能量22.2万KWH。按电费均价0.94元/kWh计算，预测节约运行费用22万元，实际节约运行费用20.9万元。实际节约运行费用与预测节约运行费用相差不大。
4、结语
通过现场考察，本项目没有设置冷站群控系统，冷站运行在人工手动控制状态。人工启闭冷站设备、人工加减运行冷机台数、人工调节冷机冷冻水出水温度的运行模式，不利于冷站根据室内热负荷变化快速调整供冷量，进而导致供冷过量或者供冷不足的情况频繁发生；冷站不能自动加减运行的冷水机组台数，冷水机组会经常处于过高负载或者过低负载运行的情况，进而无法保证其一直运行在高效运行状态区间；冷冻水出水温度设定值靠人工调整而不是根据冷负荷自动计算出最佳冷水出水温度，运行缺乏科学依据，调节效率低下且有随意性；当负载较低时，供回水温差变小，水泵处于低工况下运行，存在大流量，小温差现象，水泵效率低下。所以，冷冻站有很大的运行优化空间，通过水泵加装变频装置实现按需供冷的控制新方法，编制简明实用冷热源群控管理程序，实现根据项目负荷变化趋势，制定冷站设备和空调机组的节能运行计划，并采用系统平面图、系统结构图、设备列表等样式直观的展示系统实时运营参数和系统控制参数，从而达到节省能耗的目的。
参考文献：
[1]陆耀庆，供暖空调通风设计手册[M]北京：中国建筑工业出版社，1987.
[2]黄奕,压差控制水泵变频调节的工作特性探讨[J].暖通空调.2006(36)04.
[3]陈敏华,中央冷水主机变冷冻水温对系统节能影响分析[J].建筑热能通风空调.2012(08)04.
论文作者:付云庭
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/21
标签：水泵论文; 节能论文; 设定值论文; 偏差论文; 温度论文; 冷却塔论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第28期论文;