基于精益管理的制冷空調設備運力挖潛

葉樹江

摘 要：本文記錄了在沒有額外增加設備設施的前提下，合理調配廣州卷煙廠現有制冷空調設備資源，以滿足不斷變化的生產需求的過程。

關鍵詞：精益能源;中央空調;能效比

（一）基于精益管理挖潛解決現有問題的具體思路

精益能源管理一直是廣州卷煙廠的工作重心之一，在生產規模既定，動力供給設備基本固定的背景下，車間在保障正常供給的大前提下，開始了節能降耗的探究，如降低中央空調耗電量;而面對原有場所工藝標準發生變化，現有設備運力無法滿足新需求的情況下，如何通過分析計算，合理調配現有設備實現新的供給效果，如減少異型煙區濕度異常次數，都成為了我們在沒有額外增加設備設施的情況下，解決工作中實際難題的經典案例。

（二）中央空調耗電量高的要因所在

中央空調的能耗不只與開啟臺數及其功率有關，還與冷水主機全負荷性能和部分負荷性能有關，與部分負荷下冷水主機的負荷分配方案也有關系。我們可以用能效比（EER）即在額定工況和規定條件下，空調進行制冷運行時實際制冷量與實際輸入功率之比來衡量其節能能力。

我們通過翻查中控能管數據，發現現時的中央空調組合能耗比較低，組合能效比（EER）平均值僅為4.13，是中央空調耗電量高的要因所在。

（三）降低中央空調耗電量的具體做法

1.針對組合能效比（EER）的試驗

冷水機組的能耗與部分負荷下冷水機組的負荷分配方案有關。如何找到最佳負荷分配方案，實現組合能效比的最大化，是節能的關鍵。在此我們進行了一系列試驗：

在秋冬季節的干冷環境下，冷水機組只需開啟1-2臺1600USRT的冷水主機即可滿足工藝要求。因此本次試驗集中討論開啟1-2臺冷水主機的情況。

1600USRT冷水主機的滿載制冷量為5626kW，額定功率1056kW，為了便于分析，本次試驗中近似認為系統負荷即為機組所承受的負荷。

單臺冷水主機的部分負荷性能參數如下表，其EER值同時也是2臺冷水主機始終均衡分擔冷負荷的控制方式的總EER：

主冷水主機承擔全部符合，冷量不夠時再啟動從冷水主機承擔剩余負荷的運行方式的總EER如下表：

結論：

（1）遵循開機臺數>>負荷區間的優先等級，即是：盡量只開啟1臺冷水主機，即使負荷處于EER較低的全負荷（100%）;

（2）單臺冷水主機的最佳EER位于55%-75%的負荷區間;

（3）當1臺冷水主機不滿足負荷要求需要開啟第2臺冷水主機時，盡量采取2臺冷水主機平均分擔系統負荷的要求。

2.決定單臺冷水主機實際出水溫度

在保證車間溫濕度正常的情況下，班組盡量將冷水機組的冷凍水出水溫度設置高一些，防止其過量生產。通過多次試驗調節，最終確定在當前干冷環境保證車間溫濕度達標的情況下，冷水機組的冷凍水出水溫度最高可以達到13℃。

結論：在溫濕度達標以及優先只開1臺冷水主機的前提下，把實際出水溫度從原來的7℃放寬為13℃。

3.形成新的組合標準

組合式空調具有良好的控制和自糾錯能力，班組可以放開冷凍水出水溫度7℃的限制，借助秋冬季節干冷天氣的有利條件，以開啟1臺冷水機組為基礎，當外界負荷超過機組額定制冷量時，開啟第2臺冷水機組，并將負載量維持兩者相等。具體指導如下：

（1）制冷主機出水溫度設定值從標準的7℃設為8℃，密切監控實際出水溫度，保證其在13℃以下;

（2）盡量少開主機，控制開機臺數，原則上在每日用冷高峰時期只開啟2臺大機組，小機組作補充;

（3）當車間濕度超65%，溫度超出26℃或主機出水溫度超出13℃必須加開主機。

在往后的統計驗證中，新組合下的EER平均值為6.04，實現了我們的節能目標，中央空調耗電量也明顯降低。

（四）減少異型煙區濕度異常次數的要因所在

根據除濕原理，組合式空調設備的送風濕度體現其除濕能力，只有當送風濕度小于空間濕度時，才能起到除濕作用。通過采集相關數據我們發現負責異型煙區的KJ45機組的送風濕度與異型煙區濕度呈強正相關：組合式空調送風濕度∝區域空間濕度，而KJ45機組送風濕度在生產過程中頻發大于55%RH。

而組合式空調機組的除濕能力與冷凍水的溫度密切相關，即冷凍水溫度越低，制冷除濕效果越好，但出于節能考慮不能通過降低冷凍水供水溫度來能增強單臺空調風柜的除濕能力。

（五）減少異型煙區濕度異常次數的具體做法

1.計算異型煙區實際制冷量需求

由于冷凍水溫度降低1℃，空調的制冷除濕能力大概可以提升17%。相應KJ45風柜除濕能力得到增強，滿足異型煙區的濕度指標要求。而KJ45的制冷量為95kW，提升17%大概提升了16.2kW的制冷量。所以，如果要在異型煙區內增設等效除濕設備，該設備至少需具備16.2kW的制冷量。

2.合理調配現有除濕設備

目前我廠在許多工作區域都設有工業除濕機，在不影響這些區域工藝環境的前提下，移置其中未起作用的除濕機至異型煙區，就可以實現在不額外增加成本的情況下滿足生產需求的資源重新配置，完美解決目前棘手的問題。

我們查閱了實施細則以及到除濕機所在區域進行現場調查，認為可以將五金倉的一臺除濕機移至異型煙區，原因在于：五金倉存儲的是五金零件，對環境濕度要求不高，且沒有濕度工藝指標要求。且該除濕機具有滿足要求的28.2kW制冷量。

3.變更除濕機出風口形式

除濕機原出風口屬于立式出風口，但異型煙區的布局屬平面式布局，采用原出風口結構會導致干風輸送不均勻，造成區域濕度局部差異大。因此我們對除濕機的出風口進行改良導流，將原來立式出風口改為平面式出風口。

在新增除濕機的加持下，異型煙區組合式空調機組送風濕度低于了55%RH的標準值，而此時異型煙區的區域濕度也處于50%±5RH的范圍內，濕度異常次數得到有效減少。

參考文獻：

[1]詹姆斯P.沃麥克《精益思想》[M] 機械工業出版社

[2]趙文成《中央空調節能及自控系統設計》[M] 中國建筑工業出版