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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1 .工程简况及节能改造内容上海市某酒店是一座大型豪华五星级酒店,地处上海市中心,由 43 层主楼和 5 层裙楼组成；酒店空调使用面积 40000 m2,集中空调系统共设有 4 台空调机组,制冷量合计为 1900 RT,其中包括 3 台制冷量为 500RT 的离心式制冷机组和1 台制冷量为 400RT 的螺杆式制冷机组；冷冻水循环 采纳二次泵系统,冷冻水和冷却 水循环 均采纳定流量运行；该集中空调系统主要设备的具体规格及配置如表 1 所示,系统运行原理如图 l 所示；此定流量系统的年平均用电量约3.9 GWh,空调系统的年运行费用相当可观；由
2、1 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 于酒店的空调冷负荷受客房入住情形的影响,波动变化较大,设计条件下的满负荷工况很少显现,使得使用定流量系统会产生较多的冷量铺张,也使空调系统的耗电量居高不下,造成电能和运行费用的铺张；2003年,由某公司对该酒店的集中空调系统进行了变流量节能改造；其中的冷冻水一次泵、二次泵,冷却水泵以及冷却塔风机均加装了变频器 ,由原先的工频定速运行改造为变频变速运行,因此在运行中,制冷机的制 冷量与空调负荷更加匹配；2 改造后节能效益检测与分析2.1 节能监测方案与内容该集中空调系统变频
3、节能效益的监测主要分为两方面：一是测试在供冷系统变 流量条件下的实际空调负荷变化,验证并确保变流量工况和定流量工况运行时 的系统负荷相近,这样,变流量工况和定流量工况的监测数据就有了可比性,为以后对用电量进行对比供应一个前提条件：二是测试空调系统中制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备变流量运行与定流量运行所引起的耗电功率的变化,从而运算出节电率,分析其节能成效；依据该集中空调配电系统的具体情形,在被控变流量设备包括冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔 风机 的电源进线处安装三相电度表计量装置含电流互感器 ,要求所安装电度表的计量范畴能掩盖全部被控上述设备,但不包含可能运行的非被控设备；采纳集中
4、空调系统在变流量工况下运行和在定流量工况下运行的用电量进行对 比的方法,即集中空调系统在室外气象参数基本相同的相邻 2天中,采纳变流量 和定流量工况交替运行,记录相应工况下系统每日运行的耗电量；在测试期间,集中空调主机冷冻水出口温度应在额定出口温度 7左右 条件下 2天的气候条 进行测试；被测试的变流量设备、运行起止时间应完全相同；相邻 件、空调冷负荷情形应大致相同；在每月的上、中、下旬分别使被测试的设备采纳变流量和定流量工况交替运行 共计 3组数据；2天定流量运行 1天、变流量运行 l天,每月这样,可大致得到每月空调系统在定流量和变流量工况下耗电量和运行费用的 对比数据,得出月节电率,从而进
5、一步得到年节电效益；2 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 节能监测数据分析通过比较系统变流量和定流量工况运行时的制冷机逐时负荷率及供回水温度,比较变流量和定流量工况下的逐时空调房间室内温度,从而可以类比出空调冷负荷的一样性；系统变流量和定流量工况下相邻2日的逐时负荷率如图 2所示；图 2 显示,在测试期间所选取的相邻 2 个监测日中,空调系统在变流量和定流量工况下分别运行时,制冷机负荷率的逐时变化基本相像,均在 95101之间,波动幅度小于 5.1,这说明在变流量和定流量工况下分别运行的相邻 2天中,
6、空调负荷基本相同,因此就保证了测试所得定流量和变流量工况的能耗数据具有可比性；接下来就来对比一下空调系统在定流量和变流量工况下运行时,系统中各参数有何变化,以及对变流量工况下可以产生的一些系统和经济效益进行分析；变流 量 和 定 流 量 工 况 下 主 机 冷 冻 水 逐 时 供 回 水 温 度 如 图 3 所 示 ；3 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3 变 流 量 和 定 流 量 工 况 下 主 机 冷 冻 水 逐 时 供 回 水 温 度 比 较由图 3 可以看出,监测期间相邻 制冷主机冷冻水供水温
7、度恒定在2 天,在变流量与定流量工况下分别运行时,7以下,在变流量工况下运行时,冷冻水回水温度平均约为 11.7,而定流量运行时冷冻水的回水温度就相对较低,平均为 10.5,可见变流量工况运行时的冷冻水回水温度比定流量工况时平均高出1.2左右,这也在某种程度上说明白由于变流量工况运行,冷冻水所输送冷量被充分的利用,防止了定流量工况运行时,由于末端负荷削减所造成的制冷量的铺张；图 4 为变流量和定流量工况下主机冷却水逐时进出水温度比较；4 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 4 变 流 量 和 定 流 量 工
8、 况 下 主 机 冷 却 水 逐 时 进 出 水 温 度 比 较从图 4 可知,在基本保证制冷主机的冷却水供水温度在2 种工况下均为30左右时,变流量工况运行下制冷主机的冷却水出水温度约为36,比定流量工况下平均高出 1.6左右,可见变流量工况运行可使制冷主机的冷凝器基本在额定 工 况 下 运 行 , 同 时 也 充 分 发 挥 了 冷 却 塔 的 冷 却 作 用 ；再来比较一下 2 种流量状态下集中空调系统的使用成效,选取酒店大堂的室内 温度来作一个对比,具体比较如图 5 所示；5 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - -
9、 - - 图 5 可以看出,在变流量和定流量工况冷冻水回水温度有所变化时,酒店大堂的室内温度基本保持存定流量工况下 25.1,变流量工况下 26,即集中空调系统变流量运行后,室内温度相对定流量工况运行时的增幅小于 3.7,故可认为室温基本未受影响,证明集中空调系统在变流量工况下运行时,能够满意室内中舒调适统运度能耗需节求率分；3 集空系行与电析在系统运行于变流量和定流量2 种不同工况下的监测期内,通过逐时记录集中空调系统的耗电量,可得到逐日、逐月和逐年的耗电量数据,对比得出系统变 流量节能改造后系统的耗电变化,具体如图 6 所示；6 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,
10、共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 6 显示,经过节能改造,制冷主机的月耗电量与定流量运行时相比有所减少,在图中所选取的监测日中,经运算,日节约耗电量可达 10以上；有了监测日逐时的耗电数据以及日节约的耗电量数据,再依据用电量的累计读数,便可以进一步得到每月变流量工况运行对比定流量工况运行所产生的逐月节电效益及其变化趋势,2004 2005 年节电率逐月变化情形如图7 所示；7 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由图 7 可知,冬季以及过渡季节几个月份的节电率要大于夏季；这主要是由
11、于 在夏季,空调冷负荷较大,其逐时波动较小,系统中的各个设备基本都在额定 功率和额定流量下运行,系统流量变化较小,故较少存在冷量铺张的情形,耗 电量基数较大,节电潜力小；而在过渡季节和冬季,酒店建筑的负荷特点打算了需要供冷的区域和时间存在肯定的间断性和不确定性,冷负荷逐时波动较 大,这样节能改造后的变流量系统能够更好地与负荷的变化波动进行匹配,基 本实现供需平稳,加上这些季节供冷时数本身就较夏季短得多,耗电基数较 小,故节电率较高,节能成效较明显；因此,通常情形下,该变流量节电系统在冬季的节能效果要好于夏季；需要说明的是,图7 中所列出的月节电率是由每月上、中、下旬3 个测试时段所测得的节电率
12、进行算术平均而得,即式中： 为月平均节电率； 1、 2、 3 分别为每月上、中、下旬 2 个测试日 所测得的测试日节电率,其运算公式为以下是通过全年监测所得到的逐月酒店集中空调系统在定流量和变流量工况下 分别运行时,所得到的系统耗电量的对比,整个监测周期为 2005 年 8 月至2006年 1 月,其能耗如图 8 所示；8 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从图 8 可知,系统由原定流量运行转到变流量模糊运行后,能耗明显降低；原先定流量运行时,酒店的空调系统年运行能耗约在 节能改造后,系统的年运行能耗基本上能够保持在3.7 GWh,而进行了变流量 3 GWh 以下,整体节电率达到 了 20以 上；经统计, 2004年 8 月至 2006 年 1 月的 1 年半时间内,节电率约为 22.10%；在实际运行中,由于变流量和定流量对比环境条件变化因素的影响,上述的监测及运算数据可能会有小幅变化；总之可以认为,经过变流量节能改造,该集中空调系统全年综合节电率基本在20%以上,具有显著的节能成效；9 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页