潘三會堂中央空調節能技術實現及經濟效益分析

張福玲

摘要：本文介紹了智能控制技術在潘三中央空調節能改造中的實現與應用，從節能分析、技術原理、改造方案、先進適用性、經濟比對等方面進行了探討，通過對節能技術的方案論證和經濟收益分析，論證了舊有能耗設備技術改造的可行性和必要性，在節能、環保、降損的基礎上擴展了礦井設備的理論和現實的技術性和適用性，為礦井其它能耗項目的節能改造提供參考和借鑒。

關鍵詞： 中央空調? 節能改造? 模糊控制?? 技術比對?? 經濟分析

一、前言

中央空調是礦井生產和辦公場所不可或缺的重要設備之一，但中央空調在改善和提高礦井內部作業環境質量的同時，也帶來了較高的能源消耗，大大增加了企業的生產成本。據調查統計，在煤礦生產辦公樓和生活福利樓中，中央空調的能耗約占整個建筑物總能耗的80%左右。在國家強調節能減排的大環境下，淮南礦業集團全面推行以效益為中心的管理理念的同時，如何既能滿足空調致冷供熱需求，又能降低空調的能耗，則是我們機電管理人員當下需要解決的一個重要課題。

二、節能技術背景分析

中央空調系統的設計通常按服務面積、氣溫限度來計算其最大負荷，并以其最大冷（熱）負荷的1.2—1.5倍確定空調主機的裝機容量及空調水系統的供水流量。然而，實際上潘三礦每年出現天寒或炎熱的的時間較為短促，這決定了會堂的中央空調系統在大部分時間是在部分（低）負荷狀態下運行，實際的空調負荷只有設備設計能力的50%左右，因此出現了“大馬拉小車”的現象，又因潘三的中央空調為電廠的熱電冷聯產項目，空調運行中，不但浪費大量電廠蒸汽，而且還帶來了空調設備空耗磨損，造成空調壽命縮短等一系列提高運行費用、增加維修成本的遺留問題。

三、節能技術概況與控制原理

（一）? 技術概況

當前，淮礦煤業公司正逐步推行井上下生產方式的轉變，努力實現生產系統的“信息化、自動化、機械化、智能化”，“四化”融合必然催生更多生產電氣設備和電氣系統的淘汰和改制，隨著自動化、智能化控制技術在煤礦的大量應用，智能控制技術相應地在中央空調控制領域進行應用。與傳統的恒溫差、恒壓差PID調節控制方式不同，中央空調智能控制系統將系統智能控制技術和變頻調速技術進行整合，可使空調主機節能15-25%，水泵、風機節能50%～60%（中央空調系統綜合節能達30%～40%）。

（二）? 系統控制原理

空調的智能控制是以計算機邏輯演算為原理的集成智能控制，尤其適合于中央空調這樣復雜的、不可預見性的和時變性系統的控制。基于空調自動控制的變頻調速方式可以實現中央空調水系統真正意義上的可變溫差、可變壓差、可變流量運行。

四、節能改造的具體方案

1? 系統情況

潘三小禮堂，空調使用面積約1000M²，空調設計總制冷量20冷噸，配置離心式空調機組1臺功率37kW;冷凍水泵2臺，電機功率4kW;循環水泵2臺，功率4kW;冷卻塔1臺，風機電機功率7.5kW。中央空調系統原設計為定流量運行，無自動控制系統。

小禮堂中央空調全年運行240天左右，每天平均運行時間在7小時左右，中央空調系統年平均總耗電約8.9萬kWh，電費支出9.79萬元左右，平均每日使用電廠蒸汽12噸，全年共用蒸汽2880噸，以每噸蒸汽180計，全年共支出蒸汽費用51.8萬元;使用智能控制技術對該禮堂中央空調系統（主機、冷凍水泵、冷凍水泵、冷卻塔風機）進行變流量節能改造則可一定程度地節約用電減少熱蒸汽的使用量。

2? 系統配置及構成

2.1 ?系統選型

依據小禮堂中央空調系統的具體配置，并按雙電源供電的要求，中央空調智自動控制系統的設備作如下相應的配置。

一臺型號為BKS2003型自動控制柜;

一臺編號型號為FBQ2003T-4型冷卻水泵智能控制柜;

一臺編號型號為FBQ2003T-4型循環水泵智能控制柜;

一臺型號為FJX-4型冷卻塔風機智能控制箱。

裝設流量計、水溫傳感器件、水流壓差傳感器等，對中央空調運行參數進行采集。

2.2 系統配置

2.2.1冷卻水模糊控制系統

冷卻水變流量模糊控制系統配置了型號為FBQ2003T-4型2套冷卻水泵智能控制柜分別控制CTP-1、CTP-2 、2臺4KW冷卻水泵。

于冷卻水進、出總管上分別安裝水溫傳感器。

2.2.2冷卻塔風機模糊控制系統

冷卻塔風機變流量模糊控制系統配置了編號型號為FJX-4型1套冷卻塔風機智能控制箱用于控制冷卻塔風機。

五、實際應用效果

（一）安全可靠性和節能效果

潘三小禮堂中央空調系統通過安裝智能控制系統實施節能改造后，實際運行結果表明：

1、系統運行安全、穩定、可靠，各項性能與功能指標到達設備技術設計要求;且系統較為直觀，自動化程度較高，能及時、準確地自動跟蹤末端空調負荷運行狀況;

2、系統實現了空調泵組的軟啟動、軟停止、運行平滑穩定，較大地改善了設備的啟停性能和運行磨損;

3、實現了中央空調系統最大限度的節能，加上變頻控制，系統（主機、循環水泵、冷凍水泵、冷卻塔風機）綜合節電率達24.89%。

（二）節能效果及社會效益

節能改造前，該項目年耗電8.9萬kWh，電費9.79萬元。

實施節能改造后，每年節約：

電量2.69萬kWh，每年減少電費支出2.86萬元人民幣（按系統綜合節能率30.3%，綜合電價1.1元/kWh計算）。

熱蒸汽量872.64噸，每年減少蒸汽支出15.71萬元（按系統綜合節能率30.3%，蒸汽用價180元/T計算）。

當前，淮南礦業集團公司充分踐行“一切為了發展? 一切為了職工”的企業宗旨，著力改善井下生產和作業環境，逐步實現井下工作面的致冷系統全覆蓋，改變以往采掘工作面的高溫潮濕悶熱的極端惡劣生產狀況，既為職工謀福利，也使得礦井的安全生產質量標化工作大踏步前進，但大范圍的空調致冷裝備的使用也意味著電力能源、人工維修、設備購置方面的巨大投入，此節能技術的應用將極大地促進潘三整體中央空調和井下致冷裝備的改制工作，有力推進潘三向綠色能源和清潔能源企業的逐步邁進。

參考文獻：

[1] 《變頻器應用技術》，陶權，吳尚兵，華南理工大學出版社，2011[2]

[2] 《中央空調》，何青，何耀，冶金工業出版社，2009[3]

[3] 《制冷裝置及其自動化》，鄒根南機械工業出版社，2002[6]