工廠制冷機(jī)房變頻改造全年逐時節(jié)能量模擬計算分析

0 前言

制冷機(jī)房作為工廠能源站的重要組成部分，其節(jié)能越來越受到重視，制冷機(jī)房最主要的耗能設(shè)備是冷水機(jī)組,其能耗占總能耗的60%～70%

,其次是冷凍水泵和冷卻水泵。由于設(shè)計余量及氣候變化原因，絕大部分制冷機(jī)房都是在部分負(fù)荷或非設(shè)計工況下運(yùn)行。AHRI對全國的研究表明,全國全年空調(diào)系統(tǒng)有99%的時間是部分負(fù)荷運(yùn)行，一些典型城市大于50%負(fù)荷的運(yùn)行時間只有33%

，建筑物配用的冷水機(jī)組在一個空調(diào)季中有98%的時間負(fù)荷率在70%以下

。隨著我國節(jié)能要求的逐步提高，許多工廠基于綜合能效考慮,逐漸將定頻水泵改為變頻水泵，并對控制進(jìn)行優(yōu)化，以彌補(bǔ)變頻器改造的高費(fèi)用。

本文根據(jù)某實際項目，對不同的最低冷卻水回水溫度冷水機(jī)組的節(jié)能率，及原定頻冷卻水泵、冷凍水泵改造后的逐時節(jié)能量進(jìn)行了計算。

由于一年級學(xué)生識字量有限，文字障礙會影響他們閱讀的積極性，為了激發(fā)學(xué)生的閱讀興趣，我們借助家長的力量，學(xué)年的前期由家長講解為主。這樣，孩子們就能比較輕松地了解故事內(nèi)容。了解是深入學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，孩子們了解了繪本故事，就會樂于參與學(xué)習(xí)。整體感知是具體學(xué)習(xí)的前提，因為每一個細(xì)節(jié)都是在整個故事的大背景下形成的，對故事有了整體的把握，才能深入了解其中的人物，進(jìn)而領(lǐng)會故事所闡述的道理。

1 項目概況

項目位于福建省廈門市，制冷機(jī)房總計9臺定頻離心冷水主機(jī)、9臺定頻冷凍水泵、9臺定頻冷卻水泵和10臺冷卻水塔，冷水主機(jī)、冷凍水泵和冷卻水泵均并聯(lián)，具體性能參數(shù)見表1。基于節(jié)能需求，需將所有水泵改造成變頻泵并優(yōu)化冷水機(jī)組冷卻水回水溫度，使過渡季節(jié)能夠提高冷水機(jī)組的能效。

2 歷史數(shù)據(jù)分析

2.1 冷水機(jī)組負(fù)載率

圖1為#1～#9冷水機(jī)組全年負(fù)載率分布圖，從圖中可看出負(fù)載率在80%左右，主機(jī)開機(jī)運(yùn)行良好。

2.2 冷卻水回水溫度

表3為2019年全年#1～#9冷機(jī)逐月冷凍水供水溫度平均值。冷凍水供水由運(yùn)行人員根據(jù)季節(jié)、負(fù)荷手動調(diào)節(jié)，從表中可看出，冷凍水供水溫度平均值最小為6.1，最大為9.2。

2.3 冷凍水供水溫度

表2為2019年全年#1～#9冷機(jī)逐月冷卻水回水溫度平均值。從表中可看出，最低平均值也只低到27.1℃，仍偏高。降低該值可提升冷水機(jī)組能效，為此，需校核冷卻塔換熱性能及冷卻水回水溫度最低值。

冷水機(jī)組冷卻水回水溫度對能效影響很大，目前尚未明確冷卻水回水溫度的最低值，以下通過假定的最低值及2019年68 350 206 kWh基準(zhǔn)能耗值來模擬冷機(jī)的節(jié)能率。

2.4 主機(jī)冷卻水、冷凍水供回水溫差

剃頭鋪?zhàn)拥纳庖膊幻Γ袝r半天沒人光顧。但門口廊亭里總是有人坐著，天冷時坐在有太陽的地方，天熱時坐在陰涼的地方，說一些家長里短。村里來了什么人，走了什么人，發(fā)生了什么事，坐在廊亭里都能知道，都看得見。

根據(jù)我校教務(wù)處所提供的2017級學(xué)生錄取數(shù)據(jù)庫，對受試學(xué)生的個人情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示（表1）：學(xué)生分別來自河南、天津、新疆等全國16個省、市、自治區(qū)，其中河南學(xué)生最多，共3211人，占比83.4%，河北學(xué)生次之，占3.2%。這說明：河南是我校的主要生源地。

表5為2019年#1～#9冷機(jī)全年逐月冷卻水供回水溫差平均值。從表中可看出，冷卻水供回水溫差最小平均值為3.5，表明在部分工況、部分負(fù)荷下冷卻水供回水溫差值偏低。此外，所有水泵都是定頻的，不能根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整頻率使水泵工作在高效工作區(qū)。

圖2展示了2019年#1～#9冷機(jī)全年冷卻水供回水、冷凍水供回水溫差的分布。從圖中可看出，主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵一一對應(yīng)開啟，但#3、#6、#9開機(jī)時間短，不利于主機(jī)的均衡使用，影響壽命，故在控制中應(yīng)保證所有主機(jī)開機(jī)時間是接近的。

表4為2019年#1～#9冷機(jī)全年逐月冷凍水供回水溫差平均值。從表中可看出，冷凍水供回水溫差平均值最小為3.9，表明在部分工況、部分負(fù)荷下冷凍水供回水溫差值偏低。

3 節(jié)能量模擬計算

3.1 冷水機(jī)組節(jié)能量及節(jié)能率

我國藥品流通領(lǐng)域“兩票制”的實施效果、風(fēng)險預(yù)測及政策建議 …………………………………………… 崔兆涵等（8）：1009

1)假定冷機(jī)冷卻水回水溫度最低值為18.33℃，計算得出冷水機(jī)組全年節(jié)能率為9.2%，見圖3。

1.9 蚊齡對按蚊吸血影響 統(tǒng)計2、4、6、8、10、12、14、16、18日齡的饑餓按蚊在23℃環(huán)境中吸血7.8 min后的吸血率，并以吸血率和蚊齡為參數(shù)繪制按蚊吸血曲線。

2)假定冷機(jī)冷卻水回水溫度最低值為21℃，計算得出冷水機(jī)組全年節(jié)能率為7.8%，見圖4。

3)假定冷機(jī)冷卻水回水溫度最低值為23℃，計算得出冷水機(jī)組全年節(jié)能率為6.4%，見圖5。

4)假定冷機(jī)冷卻水回水溫度最低值能達(dá)到25℃，計算得出冷水機(jī)組全年節(jié)能率為4.6%，見圖6。

3.2 水泵變頻節(jié)能

水泵節(jié)能率為水泵節(jié)能量與冷水系統(tǒng)全年總電量的比值，表6以2019年冷水機(jī)組總用電量68 350 206 kWh為基準(zhǔn)能耗，模擬計算得到變頻改造后冷卻水泵全年節(jié)能率為1.8%，冷凍水泵全年節(jié)能率為3.5%。

4 總結(jié)

本文對廈門某項目制冷機(jī)房數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，在部分負(fù)荷時冷卻水溫度偏高，最低值為27.1℃，冷機(jī)冷卻水回水溫度下降，節(jié)能潛力較大，為此，模擬計算了不同回水溫度時冷機(jī)的節(jié)能量，結(jié)果表明，冷水機(jī)組冷卻水回水溫度最低為25℃時，全年節(jié)能率為4.6%；冷機(jī)冷卻水回水溫度最低為18.33℃時，全年節(jié)能率為9.2%。此外，還分析了冷凍水供回水溫差，其最小平均值為3.9，存在部分工況、部分負(fù)荷下冷凍水供回水溫差偏低；冷卻水供回水溫差最小平均值為3.5，存在少量部分工況、部分負(fù)荷下，冷卻水供回水溫差偏低。通過變頻改造，計算得到冷卻水泵全年節(jié)能率為1.8%，冷凍水泵全年節(jié)能率為3.5%。

［1］FONGKF，LEECK，CHOWTT.Investigation on variable flow control in existing water cooled chiller plant of high-rise commercial building in subtropical climate［J］.HVAC&RResearch，2014，20:51-60.

［2］WANGFJ，CHANGTB，CHENMT.Energy conservation for chiller plants by implementation of variable speed driven approach in an industrial building［J］.Energy Procedia，2014，61:2537-2540.

［3］丁云飛.部分負(fù)荷性能對冷水機(jī)組運(yùn)行能耗的影響評價［J］.節(jié)能，2000，20(1):3-6.