一、 概述
在酒店中央空调系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量是按照建筑物最大设计热负荷选定的,且留有余量。在没有使用变频调速的水系统中,无论季节、昼夜和用户负荷的变化,水泵都长期固定在工频状态下全速运行,能量的浪费是显而易见的。近年来由于电价的不断上涨,造成酒店运行费用急剧上升,以致它在整个酒店成本费用中占据越来越大的比例,加上目前旅游业竞争大,多数酒店营业额不够理想。因此电能费用的控制显然已经成为酒店经营管理的关键所在。一般中央空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30%,故节约低负荷时水系统的输送能量,具有很重要的意义。所以,随着热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示其巨大的优越性,而得到越来越多酒店的广泛采用。珠海某酒店是耗能大户,由于酒店内部深挖潜力、节能增效;因此委托我公司对其酒店五套中央空调水系统成功地进行了变频节能改造,并为酒店取得了明显的经济效益和社会效益。
二、 酒店中央空调设备参数
1、 东楼
有上海“Carrier”牌主机:30HR—195型(活塞机、5机头、两回路)共5台;其中高区2台,低区3台,单台制冷量为165冷顿(名义制冷量580KW)。蒸发器额定流量为:100m3/h,蒸发器压头损失:36Kpa;冷凝器额定流量为125m3/h,冷凝器压头损失:80Kpa。
冷水系统:
高区冷冻水泵3台 电机功率:30KW 水泵:离心式水泵
进出水管道形式:并联 进出水温差:△T=1.9℃ 型号:XA80/40
运行方式:二开一备 额定电流:57.6A 流量:100m3/h
电机启动方式:△/Y启动 运行电流:72A 扬程:53M
低区冷冻水泵4台 电机功率:22KW 水泵:离心式水泵
进出水管道形式:并联 进出水温差:△T=2℃ 型号:XA100/32
运行方式:二开二备 额定电流:43.1A 流量:135m3/h
电机启动方式:△/Y启动 运行电流:44.4A 扬程:32M
冷却水泵5台 电机功率:30KW 水泵:离心式水泵
进出水管道形式:并联 进出水温差:△T=2.5℃ 型号:XA100/32
运行方式:三开二备 额定电流:57.6A 流量:125m3/h
电机启动方式:△/Y启动 扬程:32M
2、 西楼
有法国“Carrier”牌主机:30HT290A901EE型(活塞机、5机头、两回路)共4台,单台制冷量290冷顿。
冷水系统:
冷冻水泵5台 电机功率:30KW 规格:AKP2517C
进出水管道形式:并联 进出水温差:△T=2℃ 流量:286 m3/h
运行方式:三开二备 额定电流:58A 扬程:32M
电机启动方式:自耦降压 运行电流:55A 效率:82%
冷却水泵5台 电机功率:45KW 规格:200-150-315
进出水管道形式:并联 进出水温差:△T=2℃ 流量:374 m3/h
运行方式:三开二备 额定电流:84.9A 扬程:28M
电机启动方式:自耦降压 运行电流:70A 效率:82%
根据以上东楼、西楼设备参数及水泵机组特性曲线和水网管道压力差的科学计算。
东楼、西楼中央空调水系统的水流量都大于它们的设计流量,有较大的节能空间。由
于东楼高区冷冻泵原始运行状态存在一些问题;因此我们以东楼中央空调高区作为具
体设计和分析对象。
三、 酒店东楼高区冷冻泵原始运行状态及其看法
1、 高区冷冻泵原设计为运行一台主机,开一台泵;而现在运行情况是开壹台主机需开两台高区冷冻泵;据酒店有关人员介绍,3台高区冷冻泵5#、6#、7#水泵电机,由于严重超负荷,其电机原始绕组都已烧坏,现在的3台电机绕组全部更换新的了,并且增大了漆包线的线径,使电机能承载72A;即使加大了绕组线径,但在该电流下每台电机只能间断运行,工作时间最多不能超过8小时;所以3台水泵必须按每4小时依次组合(两台泵)循环投入运行。该中央空调水系统的运行不正常及大量耗电是毋庸置疑的。
2、 根据酒店多年夏季最热时记录及现场测得高区中央空调冷水机主蒸发器进出水温差偏小,温差在2℃以下;说明高区冷冻水泵系统水流量有大大的富余,大量的电能在做无用功,在浪费;使高区中央空调主机、蒸发器、水泵等都工作在低效状态。
有很大的节能空间。
3、 根据高区中央空调主机参数可知,冷冻水在额定工况下蒸发器进出口两端压差为36Kpa(0.367㎏f/cm2),而在现场测得,在运行两台高区冷冻泵时,蒸发器进出口压差为2.5㎏f/cm2,水流量是额定流量的2.6倍,即使工作在单泵运行状况下,冷冻水在蒸发器进出口两端的压差为1.5㎏f/cm2,流量也是额定流量的两倍,说明该水系统工作状况调试很差,系统管阻小,水泵扬程存在较大余量,水流量过大,水泵电机严重过载,该水系统有较大的节能空间。
4、 该酒店一部分人的看法是:高区中央空调冷冻泵水系统不能变频节能;其理由是冷冻水泵电机严重过载,电流大大超过了额定值。对变频的认识不够,不理解变频调速系统节能的实质是什么?
四、 变频节能的实质
对于水泵来说,系统流量有富余就有节能;流量富余的判别标准:就是换热器(蒸发器)其进出水温差大小,温差低于额定值,系统就可节能。变频节能就是把系统富余的流量、扬程节省下来,使系统工作在耗能最少的最佳工况下。因此,节能的大小与电机电流的大小无关。
五、 高区冷冻泵改造方案的确定
根据高区冷冻水泵系统存在的一些问题和运行现状,我们提出了3种可解决方案:①对高区冷冻水管路系统进行水力调节,增加各管路设备阻力,使水泵工作点左移,使
水泵运行参数趋于合理,达到减少运行电流的效果。该方法工作量大,需更换部分流量调节阀,增设一些温度检测装置,施工期间将影响酒店营业。②以改变叶轮直径方法调整水泵工作点,对高区冷冻泵的叶轮直径进行调整,减少叶轮直径,适当降低水泵的扬程、流量,在保证空调系统各未端流量和房间冷量的前题下,减轻水泵电机负载,使运行电流趋于额定电流值。③对高区三台冷冻水泵均采取变频控制运行,改变水泵运行特性曲线与目前的管路特性曲线交汇后,水泵处于合理的运行状态,此方法节能效果佳,但初投资大。改造后单台机也不能工频运行。
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