中央空调系统节电改造工程

中央空调系统节电改造工程

摘要：中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时。文章主要结合工程实例，针对中央空调系统在节能方面存在的问题，分析并提出改造方案，介绍改造效果。

关键词：中央空调 plc节能改造冷却泵冷冻泵

abstract: the central air conditioning system is the modern large buildings of the indispensable one of supporting facilities, the electric power consumption is very big. the central air conditioning system all is according to the maximum load and increase some allowance of design, and in fact in a year, full load operation only more than ten days, even more than ten hours. this article mainly combined with the engineering practice, the central air conditioning system for energy conservation in the problem existing in analysis and put forward the reform plan, introduce transformation effect.

key words: the central air conditioning cooling pump energy saving transformation plc frozen pump

中图分类号：tu831.3+5文献标识码：a文章编号：

一、前言

中央空调是大厦里的耗电大户，约占建筑物总电能消耗的60%。由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留 10-20% 设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。

二、工程概况

广州景星酒店是一座三星级旅游涉外酒店，酒店位于广州林和西路，有各类客房100多间，酒店大楼内设有三星级酒店、高级写字楼、商场和娱乐场所，是广州市早期酒店之一。酒店中央空调全年运行280天左右，每天平均运行时间在14～22小时左右，中央空调系统年平均总耗电约160万kwh，电费支出172万元左右。该大厦冷冻水泵和冷却泵电机全年恒速运行，冷冻水和冷却水进出水温差都约为3℃，采用继电接触器控制。酒店中央空调系统的配置如下：

冷水机组：中央空调系统采用两台（一用一备）开利水冷冷水机组，单机制冷量为400usrt，电动机功率为300kw。

冷冻水泵：冷冻水泵两台（一用一备），电动机功率为55kw，电机启动方式为自耦变压器启动。

冷却水泵：冷却水泵两台（一用一备），电动机功率为75kw，电机启动方式为自耦变压器启动。

三、中央空调系统节能中存在的问题分析

该大厦中央空调系统的最大负载能力是按照天气最热，负荷最大的条件来设计的，存在着很大宽裕量，但实际上系统极少在这些极限条件下工作，一年中只有几十天时间中央空调处于最大负荷。大厦原中央空调水系统除了存在很大的能量损耗，同时还会带来以下一系列问题：

(1)水流量过大使循环水系统的温差降低，恶化了主机的工作条件、引起主机热交换效率下降，造成额外的电能损失。

(2)水泵采用自耦变压器启动起动，电动机的起动电流较大，会对供电系统带来一定冲击。

(3)传统的水泵起、停控制不能实现软起、软停，在水泵起动和停止时，会出现水锤现象，对管网造成较大冲击，容易对机械零件、轴承、阀门、管道等造成破坏，增加维修工作量和备件费用。

为使循环水量与负荷变化相适应，采用成熟的变频调速技术对循环系统进行改造，是降低水循环系统能耗的较好解决方案。一方面能够控制冷冻（却）泵的转速，即改变冷冻（却）水的流量，来跟踪冷冻（却）水的需求量，随着负载的变化调节水流量，从而节约能源；另一方面，因变频器是软启动方式，电机在启动时及运转过程中均无冲击电流，可有效延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。

四、中央空调系统节能改造措施

结合酒店原中央空调水系统的实际情况，确定酒店水系统节能改造措施如下：

（1）由于系统中冷却水泵功率为75kw，相对主机功率接近30 ％较大，故对冷却水系统和冷冻水系统都进行变流量改造，在保证机组安全可靠运行的基础上，取得最大化的节能效果。

（2）冷冻水系统的控制方案采用定温差控制方法，因为冷冻水系统的温差控制适宜用于一次泵定流量系统的改造，施工较容易，将冷冻水的送回水温差控制在4.5～5℃。

plc通过温度传感器及温度模块将冷冻水的出水温度和回水温

度读入内存，根据回水和出水的温差值来控制变频器的转速，从而调节冷冻水的流量，控制热交换的速度。温差大，说明室内温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度以增加流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度以降低流量，减缓热交换的速度，达到节能的目的。

（3）冷却水系统的控制方案也采用定温差控制方法，因为冷却水系统定温差控制的主机性能明显优于冷却水出水温度控制，将冷却水的进出水温差控制在4.5～5℃。

（4）由于冷却塔风机的额定功率为4kw，比较小，故不考虑对风机进行变频调速。

3、节能改造控制系统的设计(以冷却水泵为例)