田松 制冷站空调能效对标分析

清正节能科技（北京）有限公司
主讲人：田松 时间：2018年6月21日
C O N T E N T S 能效对标 EFFICIENCY 机组节能 CHILLERS 水泵节能 PUMPS
工况优化 OPTIMIZE 自动控制 AUTOMATE
目录1 2 3 4 5
我们提供中央空调系统最佳完整节能技术集成.
通过10年专注于空调节能技术的研究和积累，我们凭借在空调节能理念超前的出色表现，赢得了广大用户的信任，成为国内唯一能够提供整体解决方案的节能服务公司.
公司概况：
清正节能科技（北京）有限公司成立于2007年10月。

主要致力于中央空调系统节能改造完整技术集成，在中央空调节能领域，率先提出了“能效对标和达标”为主旨的节能改造新理念，引领中央空调系统节能效果评价回归“国家能效标准”。

清正节能 — 技术服务简介
中央空调节能改造完整解决方案提供
方
冷冻水泵8%
冷却水塔4%
冷却水泵8%
制冷机组80%
空调末端20%
冷站80%
01机组如何节能：
1）清除水垢；
2）清除油垢；02
水泵如何节能：
1）配置合理；
2）电机变频；
03自控系统如何节能：
1）多台机组能效寻优；
2）多台水泵能效寻优；
3）设备联动，管理节能；
01 降低冷却塔出水温度
根据 JGJ 177-2009 第8.1.2条，冷却水温度在30℃附近时，冷却水温度每降低1℃，机组的能耗降低3%。

因此，冷却塔应做到面积足够大，填料要保持清洁。

02
提高冷冻水出水温度
根据 JGJ 177-2009 第8.1.2条，冷冻水温度在7℃附近时，冷冻水温度每提升1℃，机组的能耗降低2%。

因此，针对空调末端优化，将除湿和散热
分开，尽量提升冷冻水出水温度。

P A RT01
1) 在中央空调节能领域，很多公司都以
节能率作为承诺指标。

2) 改造后，节能率30%就能够代表中央
空调系统节能了吗?
NO! 节能率，仅是相对以前而言。

节能不节能，国家有能效标准！
制冷能效 （COP）
= 制冷量（KW） / 输入功率 （KW）
消耗1KW电量，获得多少KW冷量，其比值越大，则能效越高，越节能。

01
02
03
04
设计
能效根据2015年国家标准，审核冷水冷站综合
能效SCOP和冷水机组的能效COP，设计能
效若低于国家标准10%以上，建议更新。

运行
能效设计能效达标为前提，监测冷水冷站运行
能效SCOP，与设计能效对标，分析和诊断
两者的差距，制定节能技术路线。

总制冷量
总放热量总放热量 =
总制冷量+主机功率+水泵放热①②③机组制冷量水泵KW
水泵KW 机组KW
冷站01冷站02冷站03
云端数据库后台管理终端用户终端用户终端
机组运行能效：实时数据COP5.01，与名
义能效COP 5.91对标，衰减了15.2%。

冷站运行能效：实时数据，与设计综合
能效SCOP 4.58对标，两者相差 21%
冷热平衡表征数据精度
P A RT02
(标况3.68)冷机标况=5.015台主机2510KW，平均502KW, 负载77%
总放热量≈总制冷量+冷机功率+
泵增热国家标准
合格值设计值当前值机房能效
GB 50189≧4.60 4.53 3.68主机能效
GB19577≧5.30 5.89 5.01分析结论主机能效衰减和水泵功率过大，导致综合能效偏低
机房设计能效为4.53，实际能效为3.68，两
者相差19%，目前比国家标准低20%左右。

主机出厂能效为5.89，当前能效为5.01，主
机能效衰减了15%。

需采用主机节能技术。

水泵功率在总功率占比23.4%，可通过变频
降低到16%以下。

需采用水泵变频技术。

本文所有数据，均来自2018年1月8日-6月19日能效监测系统实测数据
•机组出厂原始数据：制冷量3868.0KW，功率692.9KW，名义COP= 5.582。

工况条件：12/7，32/37。

换算成国标工况：名义COP= 5.582×1.06= 5.92
•机组当前平均数据：5台机组平均值=2510/5= 502KW。

平均负载= 77%，国标工况COP= 5.01。

机组运行在高能效区间。

1）机组当前能效衰减：（5.92-5.01）/5.92= 15.3%。

•机组能效衰减原因：冷凝器水侧污垢和冷媒侧油膜污垢。

•机组除垢的节电量：656KW×74%×8000H×10%= 388352KWH
2）每台机组年节电：38.83万度。

机组整体能效衰减
●机组能效衰减
：在使用了若干年后，其制冷能力下降，衰减幅度可达到30%以上。

●冷凝器铜管腐蚀： - 水处理控制不好， 会导致铜管穿孔。

压缩机能效衰减
•压缩机磨损：能效衰减大致在3%。

•压缩机可单独维修，恢复其自身能效；•更新机组，并不是压缩机损坏了。

那是什么？
问： 更换机组的原因是什么呢？
答： 机组的寿命决定于换热器的能效和铜管寿命
换热器铜管的两侧，
容易形成污垢：
1）水侧污泥和水垢；
2）冷媒侧油垢和积碳；
清皆能TM 氟碳镀膜剂可清除冷媒侧油垢，清皆能TM 超微共振器，可清除水侧污垢。

机组高能效
冷媒侧油膜污垢导致
COP每年平均衰减3%.
铜管两侧污垢是导致COP衰减的主因
铜管截面图
2）离心机能效提升
- 标准升级：螺杆机能效低。

- 压缩机技术进步： 磁悬浮能效比螺杆机提升20%。

1）磁悬浮替代螺杆机
机组运行能效衰减是普遍问题。

当机组使用年限超过3年以上，衰减问题就更加突出。

机组运行能效对标
导入在线清洗技术：
将换热器铜管两侧污垢清洗后，离心机能效可恢复到新机时的95%。

P A RT03
cooling
Chiller Chilledpump Coolingpump CoolingTower Q ChillerPlantEfficiency W W W W
=+++ 冷站的设计能效SCOP
机组实际制冷量之和 机组功率 + 冷却水泵功率+冷冻水泵功率+水塔功率
注：引自美国ASHRAE·2001年9月
GB50189-2015
表4.2.12 电冷源综合制冷性能系数（SCOP）
类型
名义制冷量（KW）
夏热冬冷
夏热冬暖
水冷式
螺杆式
CC<528<150 RT 3.6 3.7528<CC<1163150-330 RT 4.1 4.1CC>1163>330 RT 4.4 4.4离心式
CC<1163
<330 RT 4.1 4.11163<CC<2110330-600 RT 4.4 4.5CC>2110
> 600 RT
4.6
4.6
主机
COP5.5
机房
COP4.4
末端
COP3.5
分体空调能效等级：
1级≧3.4，2级≧3.2，3级≧3.0，4级≧2.8，5级≧2.6
×80%
×80%
结论：1）制机房能效4.40，末端能效与分体空调1级相当！ 2）SCOP 4.40是中央空调与分体空调的能效分水岭！
SCOP=5.0 SCOP=5.4
5台冷冻泵408KW
平均81.6KW，90%总放热量=总制冷量+设备功率5台冷却泵360KW 平均72KW, 80%
冷冻泵90KW冷却泵90KW 冷站运行能效：实时数据，与设计综合
能效SCOP 4.58对标，两者相差 21%
cooling
Chiller Chilledpump Coolingpump CoolingTower Q ChillerPlantEfficiency W W W W =+++ 冷站的设计能效SCOP
机组实际制冷量之和 机组功率 + 冷却水泵功率+冷冻水泵功率+水塔功率
•冷站总功率= （2510+360+408）= 3278 kW。

•水泵在总功率的比例= （360+408）/3278= 23.4%
•机组负载为77%，处于高能效区间。

•如果水泵变频后，其在总功率占比降至18%，则为551kW。

•当前水泵功率768KW。

水泵自身节能率= （768-551）/768= 28.25%
•水泵2017年510万度，水泵节能量= 510× 28.3%= 144.3万度
冷冻水ΔT=2.98 ℃冷却水ΔT= 3.64 ℃
机组负载77%
1）清除换热器污垢，温差扩大
2）更新合适水泵，温差扩大
冷站的水泵因设计余量过大，普遍偏离水泵的最佳运行区间。

首先，要考虑机组能效恢复后，现温差将会扩大；其次，用机组除垢后的新温差，评估水泵配置是否合理。

Q = 1.163×ΔT ×V
冷冻水温差： 2.98℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 3.87 ℃
机组现状衰减15.3%
机组除水垢
能效提升3%
冷冻水温差： 3.07℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 3.98 ℃
冷冻水温差： 3.38℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 4.38 ℃
机组除油垢
能效提升10%
冷冻泵配置偏大，建议更新
温差可提升1.2℃，节能率 ≧ 60%
冷却水温差： 3.64℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 4.72 ℃
机组现状衰减15.3%
机组除水垢
能效提升3%
冷却水温差： 3.75℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 4.87 ℃
冷却水温差： 4.12℃机组负载77%.
换算成100%，温差= 5.35 ℃
机组除油垢
能效提升10%
冷却泵配置合适，建议增加变频
温差可提升0.7℃，节能率 ≧ 30%
1
1）水泵配置不合理无论其使用多久更新智能变频水泵
2
3
2）水泵配置合理使用时间超过8年更新智能变频水泵
3）水泵配置合理使用时间少于5年直接加装变频器
P A RT04
出水
30℃
出水28℃
裕度= 7℃裕度= 5℃
输入功率500KW
输入功率470KW
℃
机组节能6%
冷却塔能效指标：裕度 ≦ 4℃
= 冷塔出水温度-环境湿球温度裕度每降低1℃，机组节电3%
7℃
7℃
7℃
11℃7℃温湿未分开
新风除湿
循环风降温
冷水温度每提升1℃
机组功率降低 2%
100+100=200KW129KW + 60KW=189KW
提升4℃，节能8%
机组节能5.5%
末端末端
温湿分开
P A RT05
多台机组工作，通过合理启停主机，实现主机能效寻优节能传统节能控制模式，指挥水泵变频器，实现水泵节能。

多台水泵运行时，指挥合理启停，实现水泵能效寻优
节能自动将机组、水泵和水塔等设
备联动，避免开关机失误。

0103
04推荐全球最新科技，无传感器智能变频水泵，自控更简单。

02
能效COP
相差15
+%
100%
100%
手动开机模式
主机负载率%
能效
COP
相差15+%
67%
67%
自动寻优启停模式
主机负载率% 67%
2017年之前设计冷站螺杆机
能效COP ≦ 4.90
水泵功率功率占比21%,水塔占比4%。

冷站设计SCOP ≦ 3.68（低于国标）
冷站
运行SCOP ≦ 2.94能效
衰减20%
2017年国标合格冷站
磁悬浮
能效COP≧ 5.80
水泵
功率
功率占比16%,
水塔占比4%。

冷站
设计
SCOP≧ 4.64
符合国标
冷站
运行SCOP≧ 4.87
能效
寻优5%冷水冷站节能率 40%
国标SCOP≧4.60
2017年之前设计冷站螺杆机
能效COP ≦ 5.40
水泵功率功率占比21%,水塔占比4%。

冷站设计SCOP ≦ 4.05（低于国标）
冷站
运行SCOP ≦ 3.24能效
衰减20%
2017年国标高效冷站
离心机
能效COP ≧ 6.30
水泵
功率
功率占比16%,
水塔占比4%。

冷站
设计
SCOP≧ 5.04
高于国标
冷站
运行SCOP≧ 5.54
能效
寻优10%冷水冷站节能率 41%
国标SCOP≧4.60
2017年之前设计冷站离心机
能效COP ≧ 5.90
水泵功率功率占比21%,水塔占比4%。

冷站设计SCOP ≦ 4.42（接近国标）
冷站
运行SCOP ≦ 3.54能效
衰减20%
改造后国标合格冷站
离心机
能效COP≧ 5.90
水泵
功率
功率占比16%,
水塔占比4%。

冷站
设计
SCOP≧ 4.72
（符合国标）
冷站
运行SCOP≧ 4.95
能效
寻优10%冷水冷站节能率 28.4%
国标SCOP≧4.60
选能效1级以上机组，
名义COP ≧ 6.30。

选配智能变频水泵功率占比 ≦ 15%高效水塔保持洁净
水塔裕度 ≦ 4.0℃
机组水泵水塔。