中央空调供冷热循环系统节能装置改造创新研究

郭嗣福 杨 凯 韩 玲

（山东黄金五峰山旅游开发有限公司 山东 济南 250307）

1 项目简介

山东黄金崮云湖国际高尔夫俱乐部位于位于五峰山省级旅游度假区内，依山傍水，球道紧邻崮云湖近500万平方米的原生态水面，北邻济南大学科技园区，是济南市唯一符合美国USGA标准的18洞山地球场。室内房间冷热源采用DZ-LH-380B水源热泵机组中央空调提供，是一种利用地下水资源制取中温热水或低温水的空调冷热源设备。

2 中央空调节能改造立项原因

在我国经济快速发展的大背景下，由于房地产的快速发展需求，中央空调的市场需求呈现强劲的增长趋势，空调系统被广泛应用于工业、宾馆、商场、医院、学校及民用建筑中。据统计，中央空调97%时间里面运转负荷是在70%以下，所以实际负荷通常达不到满负荷运行（即通常所说的 “大马拉小车”）；再是由于俱乐部会所的中央空调自2005年安装长期运转以来，从未进行维护保养，造成对循环系统截面积缩颈流通不畅，风机盘管蒸发器堵塞热交换效果较差，风口软连接口老化致使不能全部吹到利用空间。因此不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，从而致使大量电能浪费和造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。

3 节能技改依据

3.1 技改依据

3.1.1 《民用建筑节能条例》国务院令2008.8.1；

3.1.2 《公用建筑节能设计标准》GB50189-2005；

3.2 现有设备的技术资料

3.2.1 冷热源数据

A.本项目空调总冷负荷为：613.5KW，冷冻水供回水温度为：7℃～12℃。冷热源由制冷机房热泵冷热机组提供。

B.冬季空调供回水温度为：45℃～40℃，空调总热负荷为：490.8KW。

3.2.2 空调系统数据

A.工程根据功能及实际使用情况，空调水系统冬季供45/40℃热水，夏季供7/12℃冷水，采用双水管制系统。系统的最大工作压力为：0.45MPa，并在机房内设冬夏季转换阀门，以便于制冷及采暖转换使用。

B.空调给水管沿水流方向设不小于3%的上升坡度，空调回水管沿水流方向设不小于3%的下降坡度。

C.空调水系统最高点设自动排气阀。

D.风机盘管水路每层支管均设平衡阀平衡流量，房间所设风机带三速调节开关以调节风量。

4 节能（节电）措施改造项目

4.1 “CQ-DN水泵成套节电装置”定位要求

该产品主要针对大中型中央空调、集中供暖及工业用冷却循环系统进行节电优化改造。要求该工程设计：节能（低碳）、环保、高科技、美观、经济、运行可靠。为建筑节能科研示范项目。

该产品的主要特点是：在保证原有系统结构不变、水泵流量和扬程等技术参数不变的前提下，大幅度降低电机的功率从而达到节电的目的。具有节电率高、质量稳定、使用寿命长（15年）等特点。

4.2 CQ-DN水泵成套节电装置外观图及内部构造原理

整个设备的外形构造是根据拉法尔管原理制作的。在本产品中，通过异型管（即拉法尔管）产生两端产生的负压区，对主管路中的水进行分流至副管路，副管路的水同时经过两条调压管的分流，从而减小水泵的负担，在不增加水泵功率的情况下增加水泵扬程，减少耗电量，降低运营成本,经过试验，能够节省电能15-50%；同时防止出现瞬间截流现象，保证循环官网的顺利运行；降低水泵的噪音，创造良好的环境。

4.3 CQ型水泵增流能量转换节电装置主要优势：

（1）由于其独特的增流功能，可以将常规所配循环泵的功率降低35%-60%左右，也可使系统正常运转；

（2）节约设备投入，由于该装置起到增流作用，使用节效器后，将使循环泵的功率降低，节约了电能，降低噪声，起到了环保作用；

（3）使用寿命长，由于该装置采用耐温、防腐、抗磨的碳钢合金材料及先进的加工制造工艺，使用寿命为15年以上；

（4）低成本设备改造。由于该装置安装时在原有系统基础上进行改造，不破坏原有系统的结构，本装置利用流体运动能量守恒原理而特制机械设备无需维护投入。

5 方案设计

a.在设备机房内将原系统2台功率为30KW的冷冻采暖循环泵，对其中一台进行节能改造，另一台作为运行时节能效果对比。节能改造内容为加装1台水泵增流能量转换节电装置后技改为1台15KW的高效节能水泵代替旧泵，实际功率控制在13KW。

b.为监测技改后节能效果反映数据的准确性、真实性，在机房配电箱安装计量表进行耗电监测，系统最末端有代表性的位置安装压力表、流量表、温度表，用来查看同等条件的工作数据。

节能技改方案是在保证主机对流量参数的要求、主机完全正常运行的基础上，提高能源效率，减少水泵电耗的节能方案。

图1

6 经济分析效益（节能效果分析）

节电情况分析

节能技改前后对比分析表：

名称对比 功率（KW） 数量（台） 电量（度/年） 年节约电量及费用30KW冷冻采暖泵30（改前） 1 51000度 28900度13（改后） 1 22100 度技改前电费 电价按0.82 元/度算1 41820元 23698元技改后电费 1 18122元

由此可见：技改后在电机功率减低的前提下保证了空调原有效果，且平均每年水泵总节约用电约28900度，总节能效果约为50%（由于管网运行情况不同节电效果±10%左右均属正常范围之内）。

电费按0.82元/度，一年节约电费23698元，产品使用15年，扣除投入成本总节约355470元（大写：叁拾伍万伍仟肆佰柒拾元整）。

从以上数据可以看出，如果进行节能技改，每年都可以为单位节约23698元的设备运行电费，技改对原系统基本不作改动，不破坏原系统的结构，技改过程中不影响系统的正常运行。

7 社会效益及推广前景

随着政府对节能减排政策的推进和能源趋紧，尤其是电力短缺电价收费阶梯调整，全国各地方政府纷纷采取了许多积极有效的措施来应对，鼓励使用节能产品就是其应对措施之一，这些积极的鼓励政策给节能产品的市场注入了活力。中央空调是耗电大户，正常供暖或供冷季节每年的电费中空调耗电占60%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。中央空调系统节能技术创新改造，对提升中央空调热交换效率、降低能耗、减少对电网的冲击都具有重要的意义。