基于精益管理的制冷空調(diào)設(shè)備運(yùn)力挖潛

葉樹江

摘 要：本文記錄了在沒有額外增加設(shè)備設(shè)施的前提下，合理調(diào)配廣州卷煙廠現(xiàn)有制冷空調(diào)設(shè)備資源，以滿足不斷變化的生產(chǎn)需求的過程。

關(guān)鍵詞：精益能源;中央空調(diào);能效比

（一）基于精益管理挖潛解決現(xiàn)有問題的具體思路

精益能源管理一直是廣州卷煙廠的工作重心之一，在生產(chǎn)規(guī)模既定，動力供給設(shè)備基本固定的背景下，車間在保障正常供給的大前提下，開始了節(jié)能降耗的探究，如降低中央空調(diào)耗電量;而面對原有場所工藝標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化，現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)力無法滿足新需求的情況下，如何通過分析計算，合理調(diào)配現(xiàn)有設(shè)備實現(xiàn)新的供給效果，如減少異型煙區(qū)濕度異常次數(shù)，都成為了我們在沒有額外增加設(shè)備設(shè)施的情況下，解決工作中實際難題的經(jīng)典案例。

（二）中央空調(diào)耗電量高的要因所在

中央空調(diào)的能耗不只與開啟臺數(shù)及其功率有關(guān)，還與冷水主機(jī)全負(fù)荷性能和部分負(fù)荷性能有關(guān)，與部分負(fù)荷下冷水主機(jī)的負(fù)荷分配方案也有關(guān)系。我們可以用能效比（EER）即在額定工況和規(guī)定條件下，空調(diào)進(jìn)行制冷運(yùn)行時實際制冷量與實際輸入功率之比來衡量其節(jié)能能力。

我們通過翻查中控能管數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)時的中央空調(diào)組合能耗比較低，組合能效比（EER）平均值僅為4.13，是中央空調(diào)耗電量高的要因所在。

（三）降低中央空調(diào)耗電量的具體做法

1.針對組合能效比（EER）的試驗

冷水機(jī)組的能耗與部分負(fù)荷下冷水機(jī)組的負(fù)荷分配方案有關(guān)。如何找到最佳負(fù)荷分配方案，實現(xiàn)組合能效比的最大化，是節(jié)能的關(guān)鍵。在此我們進(jìn)行了一系列試驗：

在秋冬季節(jié)的干冷環(huán)境下，冷水機(jī)組只需開啟1-2臺1600USRT的冷水主機(jī)即可滿足工藝要求。因此本次試驗集中討論開啟1-2臺冷水主機(jī)的情況。

1600USRT冷水主機(jī)的滿載制冷量為5626kW，額定功率1056kW，為了便于分析，本次試驗中近似認(rèn)為系統(tǒng)負(fù)荷即為機(jī)組所承受的負(fù)荷。

單臺冷水主機(jī)的部分負(fù)荷性能參數(shù)如下表，其EER值同時也是2臺冷水主機(jī)始終均衡分擔(dān)冷負(fù)荷的控制方式的總EER：

主冷水主機(jī)承擔(dān)全部符合，冷量不夠時再啟動從冷水主機(jī)承擔(dān)剩余負(fù)荷的運(yùn)行方式的總EER如下表：

結(jié)論：

（1）遵循開機(jī)臺數(shù)>>負(fù)荷區(qū)間的優(yōu)先等級，即是：盡量只開啟1臺冷水主機(jī)，即使負(fù)荷處于EER較低的全負(fù)荷（100%）;

（2）單臺冷水主機(jī)的最佳EER位于55%-75%的負(fù)荷區(qū)間;

（3）當(dāng)1臺冷水主機(jī)不滿足負(fù)荷要求需要開啟第2臺冷水主機(jī)時，盡量采取2臺冷水主機(jī)平均分擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷的要求。

2.決定單臺冷水主機(jī)實際出水溫度

在保證車間溫濕度正常的情況下，班組盡量將冷水機(jī)組的冷凍水出水溫度設(shè)置高一些，防止其過量生產(chǎn)。通過多次試驗調(diào)節(jié)，最終確定在當(dāng)前干冷環(huán)境保證車間溫濕度達(dá)標(biāo)的情況下，冷水機(jī)組的冷凍水出水溫度最高可以達(dá)到13℃。

結(jié)論：在溫濕度達(dá)標(biāo)以及優(yōu)先只開1臺冷水主機(jī)的前提下，把實際出水溫度從原來的7℃放寬為13℃。

3.形成新的組合標(biāo)準(zhǔn)

組合式空調(diào)具有良好的控制和自糾錯能力，班組可以放開冷凍水出水溫度7℃的限制，借助秋冬季節(jié)干冷天氣的有利條件，以開啟1臺冷水機(jī)組為基礎(chǔ)，當(dāng)外界負(fù)荷超過機(jī)組額定制冷量時，開啟第2臺冷水機(jī)組，并將負(fù)載量維持兩者相等。具體指導(dǎo)如下：

（1）制冷主機(jī)出水溫度設(shè)定值從標(biāo)準(zhǔn)的7℃設(shè)為8℃，密切監(jiān)控實際出水溫度，保證其在13℃以下;

（2）盡量少開主機(jī)，控制開機(jī)臺數(shù)，原則上在每日用冷高峰時期只開啟2臺大機(jī)組，小機(jī)組作補(bǔ)充;

（3）當(dāng)車間濕度超65%，溫度超出26℃或主機(jī)出水溫度超出13℃必須加開主機(jī)。

在往后的統(tǒng)計驗證中，新組合下的EER平均值為6.04，實現(xiàn)了我們的節(jié)能目標(biāo)，中央空調(diào)耗電量也明顯降低。

（四）減少異型煙區(qū)濕度異常次數(shù)的要因所在

根據(jù)除濕原理，組合式空調(diào)設(shè)備的送風(fēng)濕度體現(xiàn)其除濕能力，只有當(dāng)送風(fēng)濕度小于空間濕度時，才能起到除濕作用。通過采集相關(guān)數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)異型煙區(qū)的KJ45機(jī)組的送風(fēng)濕度與異型煙區(qū)濕度呈強(qiáng)正相關(guān)：組合式空調(diào)送風(fēng)濕度∝區(qū)域空間濕度，而KJ45機(jī)組送風(fēng)濕度在生產(chǎn)過程中頻發(fā)大于55%RH。

而組合式空調(diào)機(jī)組的除濕能力與冷凍水的溫度密切相關(guān)，即冷凍水溫度越低，制冷除濕效果越好，但出于節(jié)能考慮不能通過降低冷凍水供水溫度來能增強(qiáng)單臺空調(diào)風(fēng)柜的除濕能力。

（五）減少異型煙區(qū)濕度異常次數(shù)的具體做法

1.計算異型煙區(qū)實際制冷量需求

由于冷凍水溫度降低1℃，空調(diào)的制冷除濕能力大概可以提升17%。相應(yīng)KJ45風(fēng)柜除濕能力得到增強(qiáng)，滿足異型煙區(qū)的濕度指標(biāo)要求。而KJ45的制冷量為95kW，提升17%大概提升了16.2kW的制冷量。所以，如果要在異型煙區(qū)內(nèi)增設(shè)等效除濕設(shè)備，該設(shè)備至少需具備16.2kW的制冷量。

2.合理調(diào)配現(xiàn)有除濕設(shè)備

目前我廠在許多工作區(qū)域都設(shè)有工業(yè)除濕機(jī)，在不影響這些區(qū)域工藝環(huán)境的前提下，移置其中未起作用的除濕機(jī)至異型煙區(qū)，就可以實現(xiàn)在不額外增加成本的情況下滿足生產(chǎn)需求的資源重新配置，完美解決目前棘手的問題。

我們查閱了實施細(xì)則以及到除濕機(jī)所在區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，認(rèn)為可以將五金倉的一臺除濕機(jī)移至異型煙區(qū)，原因在于：五金倉存儲的是五金零件，對環(huán)境濕度要求不高，且沒有濕度工藝指標(biāo)要求。且該除濕機(jī)具有滿足要求的28.2kW制冷量。

3.變更除濕機(jī)出風(fēng)口形式

除濕機(jī)原出風(fēng)口屬于立式出風(fēng)口，但異型煙區(qū)的布局屬平面式布局，采用原出風(fēng)口結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致干風(fēng)輸送不均勻，造成區(qū)域濕度局部差異大。因此我們對除濕機(jī)的出風(fēng)口進(jìn)行改良導(dǎo)流，將原來立式出風(fēng)口改為平面式出風(fēng)口。

在新增除濕機(jī)的加持下，異型煙區(qū)組合式空調(diào)機(jī)組送風(fēng)濕度低于了55%RH的標(biāo)準(zhǔn)值，而此時異型煙區(qū)的區(qū)域濕度也處于50%±5RH的范圍內(nèi)，濕度異常次數(shù)得到有效減少。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙文成《中央空調(diào)節(jié)能及自控系統(tǒng)設(shè)計》[M] 中國建筑工業(yè)出版