某汽車配件公司空調(diào)系統(tǒng)改造設(shè)計

于忠森 李海鋒 沈 森

（荏原冷熱系統(tǒng)（中國）有限公司，山東 煙臺 265500）

0 引言

某汽車配件公司為日方獨資大型電子企業(yè)，主要經(jīng)營汽車扎線、汽車儀表等，為豐田汽車最大供應(yīng)商之一，其生產(chǎn)車間和辦公樓建筑面積約37 000 m2。原空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)投入使用了11年，空調(diào)系統(tǒng)老化嚴重，運行費用高，多處已有跑冒滴漏現(xiàn)象，造成車間內(nèi)夏季溫度過高、空氣質(zhì)量不達標、工人工作效率降低、空調(diào)單位冷量能源消耗高等問題。因以上種種原因，用戶準備對空調(diào)系統(tǒng)進行改造。

1 空調(diào)設(shè)計

1.1 原空調(diào)系統(tǒng)分析

通過對原空調(diào)系統(tǒng)的能耗及空調(diào)效果進行調(diào)查分析，存在的主要問題如下：

（1）由于原空調(diào)系統(tǒng)制冷主機采用的是舊式螺桿制冷機組，COP值低，故障率高，且冷卻塔散熱效果差，直接造成運行費用居高不下。

（2）冬季采暖采用城市集中供熱暖氣片形式，采暖費用按照建筑面積收費，因該空調(diào)系統(tǒng)采暖熱負荷低，采暖季節(jié)短，造成采暖費用浪費。

（3）末端風(fēng)機盤管分布在車間內(nèi)兩側(cè)，造成車間內(nèi)兩側(cè)區(qū)域和中間區(qū)域溫度差別大，達不到設(shè)計標準。

（4）由于車間內(nèi)工位密集，人員多，原新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量設(shè)計不足，造成車間內(nèi)人員缺氧胸悶，直接影響工作效率。時常需要開啟門窗，通風(fēng)換氣，造成了冷量損失。

（5）原制冷機房主機、冷卻塔、水泵等設(shè)備為手動控制，需要操作工頻繁巡檢。根據(jù)末端室內(nèi)的溫度手動啟停設(shè)備，操作繁瑣，冷水溫度波動大，造成能源浪費、室內(nèi)忽冷忽熱。

1.2 空調(diào)設(shè)計改造方案

針對原空調(diào)系統(tǒng)存在的不足，進行了反復(fù)論證，以《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》、《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——節(jié)能專篇》（暖通空調(diào)·動力）等相關(guān)標準規(guī)范為依據(jù)，對原空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能改造設(shè)計，力求在減少一次投資的基礎(chǔ)上，大幅度降低運行費用。通過負荷計算，確定該建筑的設(shè)計日空調(diào)冷負荷為3 500 kW，冬季熱負荷為1 850 kW。

具體改造措施如下：

（1）確定將原空調(diào)系統(tǒng)電制冷主機及輔機系統(tǒng)拆除，新制冷機組采用荏原冷熱（中國）生產(chǎn)的兩臺蒸汽雙效吸收式制冷機，為系統(tǒng)提供7～12 ℃的冷水，采暖利用換熱效率較高的板式換熱器，為系統(tǒng)提供50～60 ℃的熱水。且配套系統(tǒng)中如冷卻塔、水泵、電氣群控、系統(tǒng)設(shè)計、施工管理、系統(tǒng)維護均為荏原同一品牌，真正實現(xiàn)了交鑰匙工程。

（2）車間及辦公區(qū)大部分使用風(fēng)機盤管+新風(fēng)機組形式，保留部分末端設(shè)備繼續(xù)利用。

（3）電控系統(tǒng)方面，水泵均為變頻控制，末端系統(tǒng)均設(shè)計了溫控器和電動閥門，整個機房系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守，系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)負荷變化自行調(diào)節(jié)蒸汽和電力的耗量，使空調(diào)系統(tǒng)能夠安全可靠低耗運行。

（4）蒸汽換熱后產(chǎn)生的70 ℃的凝結(jié)水經(jīng)過二次換熱后又作為廠區(qū)的熱水熱源再次利用，減少了能源浪費，節(jié)約了費用。

1.2.1 空調(diào)冷熱源選擇

冷源：單臺蒸汽雙效吸收式制冷機制冷量為500 USRT，機房裝機容量為1 000 USRT，滿足系統(tǒng)冷負荷要求。蒸汽吸收式制冷機是以蒸汽作為主要能源，采用溴化鋰非電空調(diào)制冷原理提供冷源，有效地降低了一次能源消耗，并大大減輕了當(dāng)?shù)氐碾娏?yīng)壓力，機組制冷利用水作為制冷劑不采用氟利昂或其替代物，不會產(chǎn)生有害氣體和破壞臭氧的物質(zhì)。

熱源：利用蒸汽為熱源，通過高效率的板式換熱器換熱成熱水，蒸汽源采用智能溫度控制，可根據(jù)負荷自動調(diào)節(jié)蒸汽耗能，便于自行管理控制，也大大地節(jié)約了運行費用。

1.2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)冷水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)也為變流量系統(tǒng)，主管線采用水平同程布置，機房內(nèi)集、分水器之間設(shè)置壓差旁通控制器，以保證制冷機組最低水流量吃和系統(tǒng)末端變流量的需要。在系統(tǒng)最高處設(shè)置膨脹水箱進行定壓。系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

1.2.3 空調(diào)新、排風(fēng)系統(tǒng)

大空間的車間內(nèi)設(shè)置新、排風(fēng)系統(tǒng)，過渡季節(jié)時可以只開啟新風(fēng)系統(tǒng)即可滿足車間內(nèi)的溫度要求。

1.2.4 空調(diào)電控系統(tǒng)

機房內(nèi)設(shè)置集中控制盤，根據(jù)管路系統(tǒng)的溫度、壓差及流量等信號對系統(tǒng)自動進行各種工況切換；冷水泵、冷卻水泵系統(tǒng)進行頻率及運行臺數(shù)的自動加減、冷卻塔風(fēng)機的自動加減、制冷機組的運行臺數(shù)加減控制。

圖1 機房系統(tǒng)流程圖

末端風(fēng)機盤管系統(tǒng)根據(jù)對應(yīng)的溫控器設(shè)定的室內(nèi)溫度，控制管路上電動閥門的啟閉及風(fēng)機的啟停，達到控制室內(nèi)溫度的要求。

新風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)車間內(nèi)的二氧化碳濃度，自動控制新風(fēng)機組、排風(fēng)機變頻運行，保證室內(nèi)的新風(fēng)含量滿足要求。

2 運行情況

改造后的空調(diào)系統(tǒng)于2008年5月正式投入使用，系統(tǒng)運行良好，用戶對使用效果非常滿意。另外，新系統(tǒng)選用節(jié)能環(huán)保型設(shè)備，強化了企業(yè)自身的節(jié)能環(huán)保意識，并在當(dāng)?shù)仄鸬搅斯?jié)能減排的示范帶頭作用。舊制冷機房如圖2所示，新制冷機房如圖3所示。

改造效果如下：

（1）在2008年5月—9月，5個月的制冷期間節(jié)省用電量833 330 kW?h，節(jié)約電費50萬元。

圖2 舊制冷機房

圖3 新制冷機房

（2）冬季采暖，節(jié)約了原系統(tǒng)由供熱站供熱時的采暖費（按面積收費，合計每個月需37萬元）。在2008年11月—2009年3月，5個月的采暖季，除去使用新系統(tǒng)應(yīng)支付的蒸汽費、電費，共計節(jié)約105萬元。

（3）蒸汽換熱產(chǎn)生凝結(jié)水（水溫約70 ℃左右），經(jīng)化驗符合衛(wèi)生標準，回收換熱后用于職工食堂清洗餐具及食堂操作間的冬季取暖，這一利用每年又節(jié)約18萬元左右。

通過以上改造，可節(jié)約金額共計：50+105+18=173萬元/年。

新空調(diào)系統(tǒng)的投資在幾年之內(nèi)即可回收，節(jié)能效果顯著，達到了預(yù)期效果。

3 結(jié)語

隨著空調(diào)系統(tǒng)的成功驗收，荏原公司將該節(jié)能改造項目作為一個“節(jié)能樣板”，使當(dāng)?shù)仄髽I(yè)真正看到了“節(jié)能獲利”的巨大前景，這些節(jié)能技術(shù)如果能在其他企業(yè)推廣使用，將對國家的節(jié)能減排做出巨大的貢獻。

[1] 公共建筑節(jié)能設(shè)計標準：GB 50189—2005[S].

[2] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司，中國建筑標準設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——節(jié)能專篇（暖通空調(diào)·動力）[M].北京：中國計劃出版社，2007.