中央空調(diào)供冷熱循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能裝置改造創(chuàng)新研究

郭嗣福 楊 凱 韓 玲

（山東黃金五峰山旅游開發(fā)有限公司 山東 濟(jì)南 250307）

1 項(xiàng)目簡介

山東黃金崮云湖國際高爾夫俱樂部位于位于五峰山省級旅游度假區(qū)內(nèi)，依山傍水，球道緊鄰崮云湖近500萬平方米的原生態(tài)水面，北鄰濟(jì)南大學(xué)科技園區(qū)，是濟(jì)南市唯一符合美國USGA標(biāo)準(zhǔn)的18洞山地球場。室內(nèi)房間冷熱源采用DZ-LH-380B水源熱泵機(jī)組中央空調(diào)提供，是一種利用地下水資源制取中溫?zé)崴虻蜏厮目照{(diào)冷熱源設(shè)備。

2 中央空調(diào)節(jié)能改造立項(xiàng)原因

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，由于房地產(chǎn)的快速發(fā)展需求，中央空調(diào)的市場需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長趨勢，空調(diào)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、賓館、商場、醫(yī)院、學(xué)校及民用建筑中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)97%時間里面運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷是在70%以下，所以實(shí)際負(fù)荷通常達(dá)不到滿負(fù)荷運(yùn)行（即通常所說的 “大馬拉小車”）；再是由于俱樂部會所的中央空調(diào)自2005年安裝長期運(yùn)轉(zhuǎn)以來，從未進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，造成對循環(huán)系統(tǒng)截面積縮頸流通不暢，風(fēng)機(jī)盤管蒸發(fā)器堵塞熱交換效果較差，風(fēng)口軟連接口老化致使不能全部吹到利用空間。因此不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，從而致使大量電能浪費(fèi)和造成中央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況。

3 節(jié)能技改依據(jù)

3.1 技改依據(jù)

3.1.1 《民用建筑節(jié)能條例》國務(wù)院令2008.8.1；

3.1.2 《公用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005；

3.2 現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)資料

3.2.1 冷熱源數(shù)據(jù)

A.本項(xiàng)目空調(diào)總冷負(fù)荷為：613.5KW，冷凍水供回水溫度為：7℃～12℃。冷熱源由制冷機(jī)房熱泵冷熱機(jī)組提供。

B.冬季空調(diào)供回水溫度為：45℃～40℃，空調(diào)總熱負(fù)荷為：490.8KW。

3.2.2 空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)

A.工程根據(jù)功能及實(shí)際使用情況，空調(diào)水系統(tǒng)冬季供45/40℃熱水，夏季供7/12℃冷水，采用雙水管制系統(tǒng)。系統(tǒng)的最大工作壓力為：0.45MPa，并在機(jī)房內(nèi)設(shè)冬夏季轉(zhuǎn)換閥門，以便于制冷及采暖轉(zhuǎn)換使用。

B.空調(diào)給水管沿水流方向設(shè)不小于3%的上升坡度，空調(diào)回水管沿水流方向設(shè)不小于3%的下降坡度。

C.空調(diào)水系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)自動排氣閥。

D.風(fēng)機(jī)盤管水路每層支管均設(shè)平衡閥平衡流量，房間所設(shè)風(fēng)機(jī)帶三速調(diào)節(jié)開關(guān)以調(diào)節(jié)風(fēng)量。

4 節(jié)能（節(jié)電）措施改造項(xiàng)目

4.1 “CQ-DN水泵成套節(jié)電裝置”定位要求

該產(chǎn)品主要針對大中型中央空調(diào)、集中供暖及工業(yè)用冷卻循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)電優(yōu)化改造。要求該工程設(shè)計(jì)：節(jié)能（低碳）、環(huán)保、高科技、美觀、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行可靠。為建筑節(jié)能科研示范項(xiàng)目。

該產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：在保證原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變、水泵流量和揚(yáng)程等技術(shù)參數(shù)不變的前提下，大幅度降低電機(jī)的功率從而達(dá)到節(jié)電的目的。具有節(jié)電率高、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長（15年）等特點(diǎn)。

4.2 CQ-DN水泵成套節(jié)電裝置外觀圖及內(nèi)部構(gòu)造原理

整個設(shè)備的外形構(gòu)造是根據(jù)拉法爾管原理制作的。在本產(chǎn)品中，通過異型管（即拉法爾管）產(chǎn)生兩端產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)，對主管路中的水進(jìn)行分流至副管路，副管路的水同時經(jīng)過兩條調(diào)壓管的分流，從而減小水泵的負(fù)擔(dān)，在不增加水泵功率的情況下增加水泵揚(yáng)程，減少耗電量，降低運(yùn)營成本,經(jīng)過試驗(yàn)，能夠節(jié)省電能15-50%；同時防止出現(xiàn)瞬間截流現(xiàn)象，保證循環(huán)官網(wǎng)的順利運(yùn)行；降低水泵的噪音，創(chuàng)造良好的環(huán)境。

4.3 CQ型水泵增流能量轉(zhuǎn)換節(jié)電裝置主要優(yōu)勢：

（1）由于其獨(dú)特的增流功能，可以將常規(guī)所配循環(huán)泵的功率降低35%-60%左右，也可使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

（2）節(jié)約設(shè)備投入，由于該裝置起到增流作用，使用節(jié)效器后，將使循環(huán)泵的功率降低，節(jié)約了電能，降低噪聲，起到了環(huán)保作用；

（3）使用壽命長，由于該裝置采用耐溫、防腐、抗磨的碳鋼合金材料及先進(jìn)的加工制造工藝，使用壽命為15年以上；

（4）低成本設(shè)備改造。由于該裝置安裝時在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，不破壞原有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，本裝置利用流體運(yùn)動能量守恒原理而特制機(jī)械設(shè)備無需維護(hù)投入。

5 方案設(shè)計(jì)

a.在設(shè)備機(jī)房內(nèi)將原系統(tǒng)2臺功率為30KW的冷凍采暖循環(huán)泵，對其中一臺進(jìn)行節(jié)能改造，另一臺作為運(yùn)行時節(jié)能效果對比。節(jié)能改造內(nèi)容為加裝1臺水泵增流能量轉(zhuǎn)換節(jié)電裝置后技改為1臺15KW的高效節(jié)能水泵代替舊泵，實(shí)際功率控制在13KW。

b.為監(jiān)測技改后節(jié)能效果反映數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性，在機(jī)房配電箱安裝計(jì)量表進(jìn)行耗電監(jiān)測，系統(tǒng)最末端有代表性的位置安裝壓力表、流量表、溫度表，用來查看同等條件的工作數(shù)據(jù)。

節(jié)能技改方案是在保證主機(jī)對流量參數(shù)的要求、主機(jī)完全正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高能源效率，減少水泵電耗的節(jié)能方案。

圖1

6 經(jīng)濟(jì)分析效益（節(jié)能效果分析）

節(jié)電情況分析

節(jié)能技改前后對比分析表：

名稱對比 功率（KW） 數(shù)量（臺） 電量（度/年） 年節(jié)約電量及費(fèi)用30KW冷凍采暖泵30（改前） 1 51000度 28900度13（改后） 1 22100 度技改前電費(fèi) 電價(jià)按0.82 元/度算1 41820元 23698元技改后電費(fèi) 1 18122元

由此可見：技改后在電機(jī)功率減低的前提下保證了空調(diào)原有效果，且平均每年水泵總節(jié)約用電約28900度，總節(jié)能效果約為50%（由于管網(wǎng)運(yùn)行情況不同節(jié)電效果±10%左右均屬正常范圍之內(nèi)）。

電費(fèi)按0.82元/度，一年節(jié)約電費(fèi)23698元，產(chǎn)品使用15年，扣除投入成本總節(jié)約355470元（大寫：叁拾伍萬伍仟肆佰柒拾元整）。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，如果進(jìn)行節(jié)能技改，每年都可以為單位節(jié)約23698元的設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)，技改對原系統(tǒng)基本不作改動，不破壞原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，技改過程中不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

7 社會效益及推廣前景

隨著政府對節(jié)能減排政策的推進(jìn)和能源趨緊，尤其是電力短缺電價(jià)收費(fèi)階梯調(diào)整，全國各地方政府紛紛采取了許多積極有效的措施來應(yīng)對，鼓勵使用節(jié)能產(chǎn)品就是其應(yīng)對措施之一，這些積極的鼓勵政策給節(jié)能產(chǎn)品的市場注入了活力。中央空調(diào)是耗電大戶，正常供暖或供冷季節(jié)每年的電費(fèi)中空調(diào)耗電占60%左右，因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新改造，對提升中央空調(diào)熱交換效率、降低能耗、減少對電網(wǎng)的沖擊都具有重要的意義。