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1、节能改造介绍暖通节能改造内容介绍通过对冷冻机房内的冷机、水泵、冷却塔的变频改造达到节能的目的。回收冷机制冷时的附产物（冷凝热）或其他热源，达到节能的目的，同时减少CO2排放，保护环境。过渡季节或冬季利用自然冷源代替机械制冷（冷机），节省运行能耗。节能改造机房全变频系统 热泵/热回收系统 自然冷却系统机房全变频系统-冷机加装VSD驱动由于初始设计时选型充分考虑了夏季满负荷状态运行时的工况，而从诸多项目运行实际情况看，大部分的过渡季节冷水机组工作在部分负荷状态。因此，为了提高过渡季节部分负荷时的机组性能，离心机变频的概念被引入。3机房全变频系统-冷机加装VSD驱动机房全变频系统-冷机加装VSD驱动
2、5离心机变频节 能主要体现于部分负荷运行低冷却水温运行（ARI工况）以上数据分别选自800TR离心机分别在两种工况（定冷却水进水温度和ARI工况）下的定频运行和VSD驱动运行的能耗对比。机房全变频系统-冷机加装VSD驱动以上为800TR离心机在定频和VSD运行方式下的选型数据，可见变频见变频 前后节节能率为为30%NPLV =6.488NPLV =9.095机房全变频系统-冷却塔改VSD7v冷却塔的工作原理干燥(低焓值 )的空气经过风 机驱动 ，通过淋水填料进入冷却塔内；湿热(高焓值 )的水通过播水系统喷 洒在淋水填料上。当水流和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热 ，另一方面由于水蒸汽分
3、子表面和空气之间存在压力差，在压差的作用下产生蒸发现 象，以蒸发潜热的形式将水中的热量带走，通过这 一蒸发传热过程达到降温的目的。随着过过渡季的到来，室外气温逐渐渐下降，相对对湿度降低，湿球温度的下降，经过经过 冷却塔处处理的冷却水出水温度也在降低，适当降低冷却塔风风机转转速，即可在满满足空调调冷却水温的前提下节约节约 冷却塔的运行能耗。机房全变频系统-冷却塔改VSD8v冷却塔变频控制（风机低速运行）power Pel. 2 fans 100 % 11.2 kW x 2 = 22.4 kWpower Pel. 4 fans 13 %1.5 kW x 4 = 6 kWONONn = 100 %P
4、el. = 100 %n = 100 %Pel. = 100 %n = 50 %Pel. = 13 %n = 50 %Pel. = 13 %n = 50 %Pel. = 13 %n = 50 %Pel. = 13 %n = 0 %Pel. = 0 %n = 0 %Pel. = 0 %Power Pel. per fan = 11.2 kWPower Pel. all fans = 44.8 kW4 x Fan Motors, 15HP MotorsOn / Off ControlVariable FrequencyOFFOFFONONONON373% 电机输入功率和电机频率的关系Differe
5、nce 机房全变频系统-冷机加装VSD驱动10部分负荷运行低冷却水温运行（ARI工况）优化机组启动性能，延长设备 寿命部分负荷低转速运行，降低噪音经UL权威认证 ，配备先进，性能可靠提高部分负负荷性能指标标避开喘振点，提高机组可靠性离心机VSD驱动优势优势优势优势机房全变频系统-冷冻水泵改VSD11v水泵变频 根据流体力学理论，水泵的流量与水泵的转速成正比，功率则与转速的三次方成正比，具体如下：v冷冻水泵变频(以约克YKKQK3H95CWGS机组的选型为例)G1/G2= n1/n2HI/H2= (n1/n2)2P1/P2= (n1/n2)3其中：G为流量 n为转 速 H为水泵扬 程 P为水泵输
6、 入功率因此当系统所需的供水流量降低时，可以相应降低水泵的转速，水泵泵的功耗以3次方的指数关系降低结论结论结论结论冷冻水变流量时，对冷机性能几乎没有影响，机房整体COP提升很大。Johnson Controls12冷机特性（以YKVHTDJ45DGF的工厂数据）-冷机制冷量是否是固定不变的？Johnson Controls13冷机特性（YKVHTDJ45DGF的工厂数据）-冷机效率随负荷率、冷冻水出水温度设置改变如何变化？图5 2000TON机组效率随负荷率的变化曲线（冷却水进水温度改变时）Johnson Controls14冷机特性（YKVHTDJ45DGF的工厂数据）-冷机效率随冷冻、冷却
7、水流量改变如何变化？15机房COP根据以上这些数据，建立本项目所用冷机的实际特性数据库，实际控制上需要根据冷机的特性来计算冷机运行的最优点。而仅把冷机做到最优还不够，控制节能的最终目标是机房所有设备的总能效最高，因此不但冷机需要优化，还要考虑冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的最优化。16冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的能效特性相比冷机，要简单很多，因为其可变参数往往只有1-2个。根据目前设计的参数，按照多家水泵曲线样本的经验特性流量扬程流量效率17全变频控制策略的最终目的区别于常规控制在开篇所述的缺点，有了上述特性数据，控制的目的就是为了确定：1）冷机的出水温度为多少？2）二次泵的冷冻水流量为多少？（即
8、二次冷冻水泵怎样变频？）才能既降低冷冻水泵能耗，又能满足末端的压头流量需求？3）冷机的冷冻水流量为多少？（即一次冷冻水泵怎样变频？）才能既降低冷却水泵能耗，又能让冷机能效优化（因为冷却水量会影响冷机效率），又能让冷却塔能效优化？（因为冷却水量会影响冷却塔效率），保证系统能效最高？4）冷机的冷却水回水温度为多少？（即冷却塔高低速如何选择？）保持回水温度为多少？才能既降低冷却塔能耗，又能让冷机的工作点效率高，保证系统能效最高？5）冷机的负荷率控制在多少？（即负荷分配在多少台？每台多少？）以保证冷机效率高，保证系统能效最高？Johnson Controls18为满足以上目的所制定的控制流程专家数据库
9、 项目简介：该电力大厦项目机房现有3台YK离心式冷水机组，1台YS螺杆式冷水机组，离心式冷水机组对应定频冷冻水泵的功率为110KW，螺杆式冷水机组对应定频冷冻水泵的功率为90KW。该项目冷水机房内所有设备均定频运行。 改造类型：其中1台YKKKKLH95CUF/950TR/567KW离心机加装VSD变频装置；冷冻水泵均加装变频器并采用变频控制，冷却塔加装变频器并采用变频控制。 运行时间：3月16日11月15日，全天24小时运行； 电费电价：0.85元/kWh机房全变频系统案例一19机房全变频系统案例一20运行月份运行台数9：0018：0019：008：00Load %ECWT()Load %E
10、CWT()3.16 5.15150%2045%185.16 5.31168%2558%236.1 6.15176%2563%246.16 6.30269%2458%237.1 7.15276%2563%247.16 7.31269%2458%238.1 8.15276%2563%248.16 8.31269%2458%239.1 9.15168%2558%239.16 11.15150%2045%18 项目运行记录机房全变频系统案例一21运行月份运行费用（RMB)星三角VSD节省3月64301 41534 22766 4月120564 77877 42687 5月148614 108457 4
11、0157 6月192372 157794 34578 7月195835 160555 35280 8月195835 160555 35280 9月143820 104958 38862 10月124583 80473 44110 11月60282 38939 21344 结论：离心式冷水机组改装VSD变频驱动后，每年节省运行费用31.5万元RMB，节节能率为为25.3%。 冷机VSD节能计算机房全变频系统案例一22结论：冷冻水泵加装VSD变频驱动 后，每年节省运行费用53.1万元RMB，节节能率为为73.5%。 冷冻水泵VSD节能计算运行月份改造前改造后节省3月359047755281494月
12、6732014541527795月6956416601529636月10098029682712987月13912842323968058月13912842323968059月67320160175130310月69564150265453811月33660727026390 项目简介：该项目机房现有低温机组： 离心机1000RT/3台； 改造类型：其中1台离心机加装VSD变频装置； 运行时间：全年运行7000小时，平均每月运行584小时； 电费电价：0.71元/kWh机房全变频系统案例二23机房全变频系统案例二月份123456789101112冷水机组运行负荷(TR)507618645632
13、602654718700687674680665冷冻水出水温度()6666665.85.555.56.56.5冷凝器进水温度()12.8 12.8 12.8 18.3 23.2 27.2 29.9 29.4 24.9 20.0 13.8 12.8 定频机组输入功率(KW)246285295316331379433418382343310300VSD机组输入功率(KW)101136142194283352419399340244156143节省功率(KW)145149153122482714194299154157冷水机组全年运行时间(H)5845845845845845845845845845
14、84584584电费(RMB/KWH)0.710.710.710.710.710.710.710.710.710.710.710.71定频机组运行费用(RMB)102001118172122319131026137246157149179539173320158392142222128538124392VSD机组运行费用(RMB)418795639158879804401173431459531737341654411409781011726468459294节省运行费用(RMB)60123 61781 63440 50586 19903 11195 5805 7878 17415 41049
15、 63855 65098 全年节省运行费用(RMB)￥468,128.56 24从上面图表可看出，一台低温离心机组加装VSD变频驱动 器后，优化了主机能耗指标，在整个空调供应其间优先使用变频机组。相比恒速离心机组，年运行能耗可节约电费468,128.56 RMB 。回收期 2 年热泵/热回收技术应用-热回收原理25优优点： 独立的系统环 路 控制简单 符合常规 缺点： 系统效率低 运行费用高压缩 机电机冷凝器 膨胀阀 冷却塔 蒸发器锅炉 冷却塔把冷凝热释 放到外界 锅炉来满足建筑的热负 荷需求传统传统 建筑特点: 冷凝热被很好的利用起来 热泵 和/或热回收机组同时供 冷和供热热热回收方案:热热
16、回收优优点： 节省运行费用 减少CO2排放 节约 用水压力（bar）液态区气态区传给大气的热量压缩机膨胀设备蒸发器冷凝器制冷机进口制冷机出口过程中除去的热湿蒸汽（饱和状态）冷凝器排热有效容积含热量电机输入功率热泵/热回收技术应用-热回收原理26根据工程热力学理论：显热回收利用的是压缩机排气到冷凝器的温度（3-3a）;潜热回收利用的是3a-3b之间的热量;热泵/热回收技术应用27v热回收系统基本类型-冷凝热回收（氨系统）冷却塔冷却水泵膨胀阀板式换热 器Compressor热水泵TWater tank热水出水热水回水TV1V2冷凝器蒸发器热泵/热回收技术应用28v热回收系统基本类型-冷凝热回收（热泵系统）冷却塔冷却水泵膨胀阀压缩 机蒸发器冷凝器T热水出水热水回水热泵冷凝器蒸发器板式换热 器热泵/热回收技术应用29显热显热 回收全热热回收热泵热泵主要产物冷冷热%热回收量5-10%25-100%100%热水温度高低最高控制点蒸发器出水温度蒸发器出水温度冷凝器出水温度要求同时有冷热需求同时有冷热需求同时有冷热需求是否需要冷却塔是是否是否可以替代锅炉否否是（如果配置合理）冷凝热回收形式对比汇总蒸蒸
