某汽車配件公司空調系統改造設計

于忠森 李海鋒 沈 森

（荏原冷熱系統（中國）有限公司，山東 煙臺 265500）

0 引言

某汽車配件公司為日方獨資大型電子企業，主要經營汽車扎線、汽車儀表等，為豐田汽車最大供應商之一，其生產車間和辦公樓建筑面積約37 000 m2。原空調系統已經投入使用了11年，空調系統老化嚴重，運行費用高，多處已有跑冒滴漏現象，造成車間內夏季溫度過高、空氣質量不達標、工人工作效率降低、空調單位冷量能源消耗高等問題。因以上種種原因，用戶準備對空調系統進行改造。

1 空調設計

1.1 原空調系統分析

通過對原空調系統的能耗及空調效果進行調查分析，存在的主要問題如下：

（1）由于原空調系統制冷主機采用的是舊式螺桿制冷機組，COP值低，故障率高，且冷卻塔散熱效果差，直接造成運行費用居高不下。

（2）冬季采暖采用城市集中供熱暖氣片形式，采暖費用按照建筑面積收費，因該空調系統采暖熱負荷低，采暖季節短，造成采暖費用浪費。

（3）末端風機盤管分布在車間內兩側，造成車間內兩側區域和中間區域溫度差別大，達不到設計標準。

（4）由于車間內工位密集，人員多，原新風系統風量設計不足，造成車間內人員缺氧胸悶，直接影響工作效率。時常需要開啟門窗，通風換氣，造成了冷量損失。

（5）原制冷機房主機、冷卻塔、水泵等設備為手動控制，需要操作工頻繁巡檢。根據末端室內的溫度手動啟停設備，操作繁瑣，冷水溫度波動大，造成能源浪費、室內忽冷忽熱。

1.2 空調設計改造方案

針對原空調系統存在的不足，進行了反復論證，以《公共建筑節能設計標準》、《全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇》（暖通空調·動力）等相關標準規范為依據，對原空調系統進行節能改造設計，力求在減少一次投資的基礎上，大幅度降低運行費用。通過負荷計算，確定該建筑的設計日空調冷負荷為3 500 kW，冬季熱負荷為1 850 kW。

具體改造措施如下：

（1）確定將原空調系統電制冷主機及輔機系統拆除，新制冷機組采用荏原冷熱（中國）生產的兩臺蒸汽雙效吸收式制冷機，為系統提供7～12 ℃的冷水，采暖利用換熱效率較高的板式換熱器，為系統提供50～60 ℃的熱水。且配套系統中如冷卻塔、水泵、電氣群控、系統設計、施工管理、系統維護均為荏原同一品牌，真正實現了交鑰匙工程。

（2）車間及辦公區大部分使用風機盤管+新風機組形式，保留部分末端設備繼續利用。

（3）電控系統方面，水泵均為變頻控制，末端系統均設計了溫控器和電動閥門，整個機房系統實現無人值守，系統根據空調負荷變化自行調節蒸汽和電力的耗量，使空調系統能夠安全可靠低耗運行。

（4）蒸汽換熱后產生的70 ℃的凝結水經過二次換熱后又作為廠區的熱水熱源再次利用，減少了能源浪費，節約了費用。

1.2.1 空調冷熱源選擇

冷源：單臺蒸汽雙效吸收式制冷機制冷量為500 USRT，機房裝機容量為1 000 USRT，滿足系統冷負荷要求。蒸汽吸收式制冷機是以蒸汽作為主要能源，采用溴化鋰非電空調制冷原理提供冷源，有效地降低了一次能源消耗，并大大減輕了當地的電力供應壓力，機組制冷利用水作為制冷劑不采用氟利昂或其替代物，不會產生有害氣體和破壞臭氧的物質。

熱源：利用蒸汽為熱源，通過高效率的板式換熱器換熱成熱水，蒸汽源采用智能溫度控制，可根據負荷自動調節蒸汽耗能，便于自行管理控制，也大大地節約了運行費用。

1.2.2 空調水系統

空調冷水系統采用一次泵變流量系統，冷卻水系統也為變流量系統，主管線采用水平同程布置，機房內集、分水器之間設置壓差旁通控制器，以保證制冷機組最低水流量吃和系統末端變流量的需要。在系統最高處設置膨脹水箱進行定壓。系統流程圖如圖1所示。

1.2.3 空調新、排風系統

大空間的車間內設置新、排風系統，過渡季節時可以只開啟新風系統即可滿足車間內的溫度要求。

1.2.4 空調電控系統

機房內設置集中控制盤，根據管路系統的溫度、壓差及流量等信號對系統自動進行各種工況切換；冷水泵、冷卻水泵系統進行頻率及運行臺數的自動加減、冷卻塔風機的自動加減、制冷機組的運行臺數加減控制。

圖1 機房系統流程圖

末端風機盤管系統根據對應的溫控器設定的室內溫度，控制管路上電動閥門的啟閉及風機的啟停，達到控制室內溫度的要求。

新風系統根據車間內的二氧化碳濃度，自動控制新風機組、排風機變頻運行，保證室內的新風含量滿足要求。

2 運行情況

改造后的空調系統于2008年5月正式投入使用，系統運行良好，用戶對使用效果非常滿意。另外，新系統選用節能環保型設備，強化了企業自身的節能環保意識，并在當地起到了節能減排的示范帶頭作用。舊制冷機房如圖2所示，新制冷機房如圖3所示。

改造效果如下：

（1）在2008年5月—9月，5個月的制冷期間節省用電量833 330 kW?h，節約電費50萬元。

圖2 舊制冷機房

圖3 新制冷機房

（2）冬季采暖，節約了原系統由供熱站供熱時的采暖費（按面積收費，合計每個月需37萬元）。在2008年11月—2009年3月，5個月的采暖季，除去使用新系統應支付的蒸汽費、電費，共計節約105萬元。

（3）蒸汽換熱產生凝結水（水溫約70 ℃左右），經化驗符合衛生標準，回收換熱后用于職工食堂清洗餐具及食堂操作間的冬季取暖，這一利用每年又節約18萬元左右。

通過以上改造，可節約金額共計：50+105+18=173萬元/年。

新空調系統的投資在幾年之內即可回收，節能效果顯著，達到了預期效果。

3 結語

隨著空調系統的成功驗收，荏原公司將該節能改造項目作為一個“節能樣板”，使當地企業真正看到了“節能獲利”的巨大前景，這些節能技術如果能在其他企業推廣使用，將對國家的節能減排做出巨大的貢獻。

[1] 公共建筑節能設計標準：GB 50189—2005[S].

[2] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3] 建設部工程質量安全監督與行業發展司，中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇（暖通空調·動力）[M].北京：中國計劃出版社，2007.