廣州某酒店自控系統(tǒng)改造節(jié)能分析

何佳

丹東市規(guī)劃設計研究院

1 項目概況

廣州某五星級酒店位于天河新興中央商務區(qū)。該建筑于2012 年投入使用，總建筑面積50439 m2?？偪照{(diào)面積42561 m2。

建筑制冷機房中現(xiàn)有設備見表1、2。

表1 空調(diào)系統(tǒng)冷熱源設備參數(shù)

表2 空調(diào)系統(tǒng)水泵參數(shù)

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，酒店空調(diào)系統(tǒng)夏天運行1 臺離心機和1 臺螺桿機，冬天運行1 臺螺桿機。制冷機房內(nèi)設備主要通過物業(yè)人員手工控制，自控系統(tǒng)從未啟用。設備的啟停和切換全部為人工手動控制方式，機電設備的運行難以達到最佳狀態(tài)，能耗浪費大[1]。

2 運行現(xiàn)狀

機房的運行數(shù)據(jù)見表3。

表3 機房每月運行數(shù)據(jù)

表3 中數(shù)據(jù)可以看出，機房的年平均運行效率在3.577 kW/kW。參考ASHARE 標準（見圖1），現(xiàn)狀運行效率已十分接近需要改進的數(shù)值。

圖1 ASHARE 標準

3 問題分析

從現(xiàn)場實測和運行數(shù)據(jù)分析，造成機房效率低的原因主要體現(xiàn)在：

1）該建筑機房在建設初期預置了機房控制系統(tǒng)，但至今，控制系統(tǒng)始終沒有運行，主要考慮以下因素：群控系統(tǒng)在項目遞交前完成的調(diào)試為常規(guī)調(diào)試，沒有考慮到各項目在運行時的條件不同而因地制宜，如冷機運行型號和運行數(shù)量的優(yōu)化，導致項目在運行初期控制系統(tǒng)的運行無法達到客戶的預期而逐漸廢棄。酒店運行管理人員流動頻繁，控制系統(tǒng)移交時接受培訓的人員流失導致后續(xù)的運維人員對控制系統(tǒng)的掌握程度不佳。沒有對機房群控系統(tǒng)進行定期維保，導致部分傳感器故障，從而影響整套自控系統(tǒng)的運行。

2）冷凍機房基礎設施配置較為完善，如冷凍水泵和冷卻水泵均配置了變頻驅(qū)動裝置，但變頻器因控制系統(tǒng)的廢棄從而沒有自動運行，沒有實現(xiàn)設計初期的節(jié)能目的。

3）冷凍水出水溫度除部分時間根據(jù)運維人員的經(jīng)驗手動重設外，全年大部分時間均按照固定出水溫度運行。

4）冷卻塔的運行數(shù)量基本根據(jù)機房操作手冊進行臺數(shù)控制，但沒有考慮到其運行數(shù)量與環(huán)境參數(shù)及冷機的最佳匹配。

4 節(jié)能改造

對以上能耗分析，可以看出，設備選型和本身運行沒有問題，由于原舊智控系統(tǒng)只監(jiān)不控，無法實現(xiàn)設備的自動啟停智能控制，只有冷卻塔可以根據(jù)冷卻水回水溫度自動啟停。因此，冷卻塔的實測性能相對較好，其余設備幾乎無法滿足節(jié)能要求。加之對投資回收期的考慮，根據(jù)酒店制冷機房的現(xiàn)場情況，充分利用酒店現(xiàn)有可用設備，對機房的自動控制系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。

建筑機房原有設備經(jīng)檢測完全符合使用要求，通過增設冷機群控管理控制器、通用控制器、監(jiān)控軟件、傳感器、控制箱等設備對自控系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。具體內(nèi)容包括冷機加減載控制。冷凍水變流量控制。冷卻水變流量控制。冷卻塔臺數(shù)優(yōu)化控制。冷凍水出水溫度動態(tài)優(yōu)化。群控系統(tǒng)在線自診斷。能源報表工具等，總投資約50 萬元。對此，做了投資回收的理論分析具體（見表4）。

表4 投資前后年平均效率

優(yōu)化后，機房年平均效率為4.170，節(jié)能率達到14%。本方案總節(jié)能量為每年540,767 kWh，結(jié)合當?shù)仉妰r0.9928 元/kWh，折合人民幣約53.6 萬元，則投資回收期為1 年。

5 改造效果分析

自控系統(tǒng)的運用，實現(xiàn)了對冷站系統(tǒng)集中監(jiān)控，實時顯示冷站設備運行參數(shù)、運行狀態(tài)。通過“操作臺”設定冷凍水出水溫度、季節(jié)模式、遠程/就地控制開關切換、啟動順序、冷機加減條件等。實時顯示冷站設備用電量、制冷量以及系統(tǒng)能效值（見圖2）。

圖2 改造后系統(tǒng)COP

根據(jù)近1 個月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)平均COP 為4.2，機房平均效率為4.177 kW/ton，實現(xiàn)預期目標。

6 結(jié)論

廣州某酒店，運行2 年，通過對實際運行數(shù)據(jù)的采集，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行效率較低，無法達到客戶預期。分析其主要原因在于雖然設備本身均配置了變頻驅(qū)動裝置，但原有智控系統(tǒng)只監(jiān)不控，沒有完成對設備的自動控制，導致整個機房效率較低。

根據(jù)酒店現(xiàn)場實際分析，考慮充分利用現(xiàn)有設備，同時對機房自控系統(tǒng)進行優(yōu)化升級，實現(xiàn)對冷站系統(tǒng)集中監(jiān)控、遠程/就地控制。自控系統(tǒng)的優(yōu)化在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造中起到了積極的作用，能夠保證冷源穩(wěn)定、高效、節(jié)能運行，為酒店每個空調(diào)區(qū)域提供高品質(zhì)舒適環(huán)境提供保障。同時，專業(yè)的冷機群控管理控制器利用高級智能控制算法，協(xié)調(diào)空調(diào)系統(tǒng)的運行。監(jiān)測冷凍水供水溫度，調(diào)節(jié)各冷水機組運作，自動加減載，平衡各冷水機組的負載與運行時間，延長機組使用壽命，實現(xiàn)機組的節(jié)能運行。同時連鎖水泵、冷卻水塔運行，達到整個系統(tǒng)的節(jié)能,適用于公共建筑特別是酒店建筑的節(jié)能改造技術(shù)，為既有公共建筑節(jié)能改造工作提供一定的借鑒[2]。