廣州某酒店自控系統改造節能分析

何佳

丹東市規劃設計研究院

1 項目概況

廣州某五星級酒店位于天河新興中央商務區。該建筑于2012 年投入使用，總建筑面積50439 m2。總空調面積42561 m2。

建筑制冷機房中現有設備見表1、2。

表1 空調系統冷熱源設備參數

表2 空調系統水泵參數

經現場調研，酒店空調系統夏天運行1 臺離心機和1 臺螺桿機，冬天運行1 臺螺桿機。制冷機房內設備主要通過物業人員手工控制，自控系統從未啟用。設備的啟停和切換全部為人工手動控制方式，機電設備的運行難以達到最佳狀態，能耗浪費大[1]。

2 運行現狀

機房的運行數據見表3。

表3 機房每月運行數據

表3 中數據可以看出，機房的年平均運行效率在3.577 kW/kW。參考ASHARE 標準（見圖1），現狀運行效率已十分接近需要改進的數值。

圖1 ASHARE 標準

3 問題分析

從現場實測和運行數據分析，造成機房效率低的原因主要體現在：

1）該建筑機房在建設初期預置了機房控制系統，但至今，控制系統始終沒有運行，主要考慮以下因素：群控系統在項目遞交前完成的調試為常規調試，沒有考慮到各項目在運行時的條件不同而因地制宜，如冷機運行型號和運行數量的優化，導致項目在運行初期控制系統的運行無法達到客戶的預期而逐漸廢棄。酒店運行管理人員流動頻繁，控制系統移交時接受培訓的人員流失導致后續的運維人員對控制系統的掌握程度不佳。沒有對機房群控系統進行定期維保，導致部分傳感器故障，從而影響整套自控系統的運行。

2）冷凍機房基礎設施配置較為完善，如冷凍水泵和冷卻水泵均配置了變頻驅動裝置，但變頻器因控制系統的廢棄從而沒有自動運行，沒有實現設計初期的節能目的。

3）冷凍水出水溫度除部分時間根據運維人員的經驗手動重設外，全年大部分時間均按照固定出水溫度運行。

4）冷卻塔的運行數量基本根據機房操作手冊進行臺數控制，但沒有考慮到其運行數量與環境參數及冷機的最佳匹配。

4 節能改造

對以上能耗分析，可以看出，設備選型和本身運行沒有問題，由于原舊智控系統只監不控，無法實現設備的自動啟停智能控制，只有冷卻塔可以根據冷卻水回水溫度自動啟停。因此，冷卻塔的實測性能相對較好，其余設備幾乎無法滿足節能要求。加之對投資回收期的考慮，根據酒店制冷機房的現場情況，充分利用酒店現有可用設備，對機房的自動控制系統進行優化升級。

建筑機房原有設備經檢測完全符合使用要求，通過增設冷機群控管理控制器、通用控制器、監控軟件、傳感器、控制箱等設備對自控系統進行優化升級。具體內容包括冷機加減載控制。冷凍水變流量控制。冷卻水變流量控制。冷卻塔臺數優化控制。冷凍水出水溫度動態優化。群控系統在線自診斷。能源報表工具等，總投資約50 萬元。對此，做了投資回收的理論分析具體（見表4）。

表4 投資前后年平均效率

優化后，機房年平均效率為4.170，節能率達到14%。本方案總節能量為每年540,767 kWh，結合當地電價0.9928 元/kWh，折合人民幣約53.6 萬元，則投資回收期為1 年。

5 改造效果分析

自控系統的運用，實現了對冷站系統集中監控，實時顯示冷站設備運行參數、運行狀態。通過“操作臺”設定冷凍水出水溫度、季節模式、遠程/就地控制開關切換、啟動順序、冷機加減條件等。實時顯示冷站設備用電量、制冷量以及系統能效值（見圖2）。

圖2 改造后系統COP

根據近1 個月的數據統計，系統平均COP 為4.2，機房平均效率為4.177 kW/ton，實現預期目標。

6 結論

廣州某酒店，運行2 年，通過對實際運行數據的采集，發現系統運行效率較低，無法達到客戶預期。分析其主要原因在于雖然設備本身均配置了變頻驅動裝置，但原有智控系統只監不控，沒有完成對設備的自動控制，導致整個機房效率較低。

根據酒店現場實際分析，考慮充分利用現有設備，同時對機房自控系統進行優化升級，實現對冷站系統集中監控、遠程/就地控制。自控系統的優化在空調系統節能改造中起到了積極的作用，能夠保證冷源穩定、高效、節能運行，為酒店每個空調區域提供高品質舒適環境提供保障。同時，專業的冷機群控管理控制器利用高級智能控制算法，協調空調系統的運行。監測冷凍水供水溫度，調節各冷水機組運作，自動加減載，平衡各冷水機組的負載與運行時間，延長機組使用壽命，實現機組的節能運行。同時連鎖水泵、冷卻水塔運行，達到整個系統的節能,適用于公共建筑特別是酒店建筑的節能改造技術，為既有公共建筑節能改造工作提供一定的借鑒[2]。