中央空调系统节能改造实例

某石化公司安装有一套工艺性中央空调系统，以满足产品聚合、制丝、融纺的冷却工艺需要.该中央空调系统的结构如图 1 所示，其主要组成设备如表 1 所示.该系统有 6 台不同功率的冷冻水泵并联运行，经总管汇流后分别供水给3 台并联运行的制冷压缩机，冷冻水经主机冷却释放热量后经总管汇流再分别供给风机盘管进行制冷;系统的 3 台冷却水泵并联运行，供给的冷却水经总管后分别供给3 台并联运行的制冷压缩机，吸收热量后的冷却水经总管送人冷却塔进行冷却.系统的运行为传统的控制方式，虽然制冷压缩机能够根据负荷的变化自动分档调节负载，但冷冻水泵、冷却水泵却只能进行手动调节，不能随系统负荷的变化进行自动调节.
 
系统运行参数控制如下:冷水机组冷冻水供水温度 (7+/-0.5)℃.冷冻水回水温度(13 士 0.5) "C  ; 冷却水进水温度 (24+/-0. 5)  "C ，出水温度 (32+/-0.5) "C.满足生产工艺要求的冷却后空气温度(17 土0.5) "C,湿度 (85+/- 5) %.系统改造是在原中央空调系统的基础上，增加了水系统运行智能控制单元.所开发的智能控制单元主要包括:变频器、智能数字单元、智能控制单元、接触器、断路器、中间继电器、变压器、电抗器及指示灯等。

　　该系统中的 6 台冷冻水泵并联运行，编号 1#为常用水泵， 2# 、 4# 、 6# 为备用水泵. 3 台变频器控制 6 台水泵(其中 f、 f水泵共用 1 台变频器，其他依次类推) .冷冻水温度传感器将检测其回水温度并转变为电流(或电压)信号，通过变送器将信号送至 PID 控制器(采用比例积分调节) ，输出控制信号到变频器，改变变频器输出频率(输出电压也改变) ，从而改变水泵的转速以改变冷冻水流量.当冷冻水回水温度低于设定值时，输出频率降低，冷冻水泵流量减小，使得冷冻水回水温度升高，接近系统设定值.相反，则流量增大以提高冷冻水回水温度.该系统中 f、 f冷却水泵为常用， 3#泵为备用.其控制过程为:当压缩机冷却水出口温度高于系统设定值时，须提高水泵运行转速(与冷冻水系统类似) ，增加流量，使冷却水出口温度逐渐降低，以接近设定值.若水泵在最大流量工作时仍不能将温度降低到设定值，系统将自动提高风机的工作转速或人工启动备用风机，增加风机工作台数。
 
2  改造前后系统的能耗对比
该节能改造后的中央空调系统对主机和水系统水泵的能耗数据进行了运行测试.在相同的气候条件和系统控制参数不变(产能稳定)的情况下，对测试期间的不同时间段分别采用传统的控制方式和节能控制方式运行.
 
1) 两台冷冻水泵运行情况下系统节能情况
 根据 2009 -03 -07 天气情况及生产情况，只需开俨主机即可满足需求，采用 f、 4# 冷冻水泵同时启用，供水给风机盘管.从 2009 -03 -06T16 至 2009 -03 -07T16 采用节能控制，从 2009 -03 -07T16 至 2009 -03 -08T16 采用传统控制.对比测试期间采用传统控制时主机耗电为 2224 kW  • h , 节能控制时主机耗电为 1904 kW  • h ，即主机节电 320 kW  . h; 水泵采用传统控制时耗电 2286 kW. h , 采用节能控制时耗电 974 kW. h ，即水泵节电 1 312  kW  • h. 该系统节能效果为 35.7%.
 
2) 一台冷冻水泵运行情况下系统节能情况
根据 2009 -03 -09 天气情况及生产情况，只需开 3#主机即可满足需求，采用 f冷冻水泵启用(其余冷冻水泵全部停用) ，供水给风机盘管.从 2∞9 -03 -08T16 至 2∞9 -03 -09T1 6 采用节能控制系统控制，从2009 - 03  - 09T1 6 至 2009 - 03  - 1OT16 采用传统控制.对比测试期间采用传统控制时主机耗电为 2235 kW. h ，节能控制时主机耗电为 1 839  kW  . h ，即主机节电 396 kW  • h; 水泵采用传统控制时耗电 2266 kW  • h ，采用节能控制时耗电 858 kW. h ，即水泵节电 1428 kW  . h. 该系统节能效果为 40.5 %.

　　从上述两种测试结果来看，经改造后，当对系统中的水泵进行变频调速以实现节能控制时，系统的总耗电可节约 35 %  -40 %，此外，系统启用 1 台冷冻水泵比启用 2 台冷冻水泵大约可多节约电能5 %。