中央空调冷水机房节能.pdf

1、中央空调 冷水机房能效满血复活 免费安装空调智能计算监控系统-节能空间一目了然 能效对标和达标为主旨的 节能改造新理念，引领节能效果评价回归“国家能效标准”东莞市低碳发展促进会 2018年3月 微信：gu13903035236 什么是制冷能效？制冷能效（COP）=制冷量/输入功率 （KW）/（KW）花费1度电获得多少千瓦的冷量，其比值越大越节能。什么是对标管理？能效标准：针对中央空调系统的能效指标，我国具有相应的国家标准。设计能效与国家标准对标 运行能效与设计能效对标。制冷能效 vs 对标管理 冷冻水泵 冷却水塔 冷却水泵 制冷主机 空调末端 冷水机房 01 主机自身节能：1）清除水垢；2）清

2、除油垢；02 水泵自身节能：1）配置合理；2）电机变频；03 自控系统节能：1）多台主机能效寻优；2）多台水泵能效寻优；3）设备联动，管理节能；机房设备节能技术路线 01 降低冷却塔出水温度 根据 JGJ 177-2009 第8.1.2条，冷却水温度在30附近时，冷却水温度每降低1，主机的能耗降低3%。因此，冷却塔应做到面积足够大，填料要保持清洁。02 提高冷冻水出水温度 工况优化节能技术路线 根据 JGJ 177-2009 第8.1.2条，冷冻水温度在7附近时，冷冻水温度每提升1，主机的能耗降低2%。因此，针对空调末端优化，将除湿和散热分开，尽量提升冷冻水出水温度。机房能效对标 精准能效在线

3、监测 01 水泵配置分析 节能理念选择水泵 03 水塔配置分析 裕度及其影响因素 04 主机能效对标 主机能效提升恢复 02 自动控制逻辑 能效寻优及控制 05 冷水机房能效对标冷水机房能效对标 制冷机房的能效对标 0.500 (7.0)优异：高效机房 良好 中等 kW/ton COP.机房设计需要修正 或存在操作问题 旧机房 传统指令 运行的机房 高效率 优化的机房 制冷能效 卓越的机房 0.593(5.9)0.700(5.0)0.795(4.4)0.897(3.9)1.000(3.5)1.093(3.2)1.206(2.9)差等：需要改造或更新 coolingChillerChilledp

4、umpCoolingpumpCoolingTowerQChillerPlantEfficiencyWWWW 机房综合能效SCOP 主机实际制冷量之和 主机功率+冷却水泵功率+冷冻水泵功率+水塔功率 注：引自美国ASHRAE2001年9月 GB50189-2015 最低及格标准 2018/3/16 表4.2.12 电冷源综合制冷性能系数（SCOP）类型 名义制冷量（KW）夏热冬冷 夏热冬暖 水 冷 式 螺杆式 CC528 150 RT 3.6 3.7 528CC1163 330 RT 4.4 4.4 离心式 CC1163 330 RT 4.1 4.1 1163CC2110 600 RT 4.6

5、4.6 GB 50189-2015 机房SCOP 标准新增条款，评价冷水机房是否节能，有了定量标准；也即，最终考核“运行时SCOP是否达标？”设计能效设计能效 4.40 制冷机房硬件配置好之后，就可以按照前述公式计算其机房能效，并与国家标准对标。机房设计SCOP 4.60 机房设计能效 制冷机房设计能效低于国家标准10%以上，建议对制冷机房设备 整体更新。制冷机房设计能效接近国家标准，建议对制冷机房设备进行 能效修复改造。设计能效对标结果 首先，要解决三个问题：1）能效是否看得见？空调系统是否节能，行业内以能效标准来评判。那么，制冷机房的设备运行能效，您能随时看得见吗？2）制冷主机能效对标？制

6、冷主机是否节能，GB50189-2015 规定，主机合格能效必须3级，主要针对的是：主机运行能效达标吗？3）制冷机房能效对标？制冷机房是否节能，GB50189-2015 规定，制冷机房能效必须4.40，主要针对的是：水泵的配置合理吗？中央空调是否节能呢？2015年全国首推，精准度第一 2018/3/16 建立集团能效管理平台 机房机房01 机房机房02 机房机房03 云端数据库云端数据库 后台管理终端后台管理终端 用户终端用户终端 用户终端用户终端 2018/3/16 案例：监测流程图例 案例：D6老机房能效 机房能效=3.516/0.946=3.71（26/30，6.8/10）机房能效=3.

7、710/1.120=3.32（30/35，7/12）机房能效远远低于机房能效远远低于SCOP4.40的及格水平，的及格水平，机房能效急需改进。机房能效急需改进。精准的含义 0.500(7.0)优异 良好 中等 kW/ton COP.机房设计需要修正 或存在操作问题 旧机房 传统指令 运行的机房 高效率 优化的机房 制冷能效 卓越的机房 0.593(5.9)0.700(5.0)0.795(4.4)0.897(3.9)1.000(3.5)1.093(3.2)1.206(2.9)差等：需要改造或更新 能效对标 制冷量(KW)主机(KW)水泵(KW)水塔(KW)冷站设计 SCOP 国家标准SCOP 离

8、心机 3868 656 90+90 11+7.5 4.53 4.60 3.32 D6老机房设计和运行能效 4.53 机房能效衰减26.7%1）设计占比：水泵设计占比21.2%，节能设计应小于18%2)实际运行占比 水泵运行占比28.7%，节能设计应小于18%水泵运行合理后，机房节能率10%。主机主机 冷冻冷却水泵冷冻冷却水泵 水塔水塔 占比占比 656kW 180kW 11kW/0kW 21.2%/21.5%主机主机 冷冻冷却水泵冷冻冷却水泵 水塔风机水塔风机 1680.93 691.1 38.69/0 28.7%/29.1%水泵在总功率的占比 1）机房整体节能率 1）水泵配置过大，可降低功率

9、节能。2）水泵变频节能。这两项措施可贡献机房节能率约10%左右。2）水泵贡献节能率 运行能效3.32，远低于设计能效。机房能效衰减26.7%，就是机房节能率的极限。运行能效对标结果 节能改造首当其冲，应了解机房运行能效（SCOP）以及主机运行能效（COP）的现状和数据，对标后，才能正确地分析和制定节能改造方案和技术路线。这是节能改造的首要条件。主机能效对标主机能效对标 主机能效衰减后，怎么办？影响主机能效的因素 影响主机能效的四大因素 主机的关键部件：易损部件，及时更换 换热器的油垢：逐年积累，及时清除。换热器的水垢：采用有效技术，长期阻垢。主机最佳负载：通常在60-80%，选配合适 主机 能

10、效 本公司拥有两项高科技新材料，可以完美去除换热器铜管两侧污垢，提升主机能效，并延长主机寿命。主机换热器除垢 如何去除水垢/油垢？请参考PPT 3.1和3.2 主机能效达标的技术路线 主机能效提升 主机能效恢复：1）初始能效2级以上；2）可恢复至3级能效；更新主机条件 主机更新条件：1）初始能效在3级以下；2）无法恢复至3级能效；能效等级能效等级 1级级 2级级 3级级 4级级 5级级 COP 6.30 5.80 5.20 KW/RT 0.556 0.603 0.673 案例：主机能效与负载的关联表 本案例主机能效COP=5.582x1.06=5.917，与国标对照，属于2级能效，节能型主机。

11、案例：主机运行能效对标额定能效 查表中红框部分，冷却水温度在26.5时，主机额定能效COP=6.616 根据上述实测数据（蓝色圆框内），冷却水温度在26.3时，主机实测运行能效COP=3.516/0.67=5.248。主机平均能效衰减率=（6.616-5.248）/6.616=20.7%因此，主机除垢节能率的极限值为20.7%。sha 机房运行能效仅为其设计值的73.3%2 主机能效恢复15%，贡献10%节能率 1 水泵更新加变频，贡献10%节能率 诊断结果：机房节能率约20%初步预测改造后，机房运行能效可达到其设计值的93%通过能效监测系统，分析主机能效衰减情况，就可初步估算水垢和油垢对能效

12、的影响，采取本公司独特的主机除垢技术措施后，即可使主机能效“恢复健康”。水泵配置分析水泵配置分析 冷凝器和蒸发器进出口温差：T=5 压缩机在设计时，其负载在100%时，换热器的入水温度与出水温度相差为5。在此范围内，温差变化不影响主机能效。当主机负载小于100%时，工频水泵的水流量不变，制冷量下降，那么温差就会变小；如果采用变频技术降低水流量，使温差最接近5时，不会影响主机能效，水泵耗能就会大幅度下降。设计原理 制冷主机温差设计原理 主机新温差 1)主机负载的影响;2)主机水垢的影响;3)主机油垢的影响;1）设计时预留过多余量；2）未考虑主机能效寻优；主机 现温差 不合理 清除主机水垢和油垢后

13、，温差扩大 更新为合理配置的水泵，温差扩大 主机运行温差的变化 大多数冷水机房的水泵因设计余量过大，配置不合理，普遍偏离水泵 的最佳运行区间。首先，要考虑主机能效恢复后，现温差将会扩大；其次，用主机改造后的新温差以及主机能效寻优的最高负载，评估水泵配置。主机 负载 40%50%60%70%80%90%100%主机设计温差 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 变频器 开机 开机 开机 开机 开机 可不开 不开 按照主机厂家的设计温差，负载在80%以下，才需要通过变频器节能。设计院设计温差 1.60 2.00 2.40 2.80 3.20 3.60 4.00 变频

14、器 开机 开机 开机 开机 开机 开机 开机 按照设计院通常的设计温差，负载在100%以内，均需要通过变频器节能。主机标准设计温差 VS 设计院的设计温差 制冷主机温差设计原理 主机负载 100%温差 T=3.48 变频器 工作 主机负载 80%温差 T=2.87 变频器 工作 主机负载 50%温差 T=1.74 变频器 工作 水泵配置过大 110KW 案例：设计院通常的设计温差 设计院温差，变频疲劳 主机 负载 40%50%60%70%80%90%100%主机设计温差 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 变频器 开机 开机 开机 开机 开机 可不开 不开 按

15、照主机厂家的设计温差，负载在80%以下，才需要通过变频器节能。运行节能设计温差 2.22 2.77 3.33 3.88 4.44 5.00 5.55 变频器 开机 开机 开机 开机 不开 不开 不开 按照节能理念设计温差，负载在70%以下，才需要通过变频器节能。主机标准设计温差 VS 节能理念设计温差 制冷主机温差设计原理 主机负载控制在85%以下，温差设为 6，水泵最合适 按照节能理念设计温差：选择主机最佳能效区域 主机负载 50%55%62.6%72%84%100%标准温差 2.5 2.75 3.13 3.58 4.18 5.0 标准水流量Q 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

16、 标准电功率N 1.0 0.73 0.51 0.34 0.22 0.13 节能温差 2.75 3.13 3.58 4.18 5.0 5.95 节能水流量 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 节能电功率N 0.73 0.51 0.34 0.22 0.13 节能率 水泵功率可从110kW，降低到11073%=80.3kW 节能理念设计温差 主机编号主机编号 主机设主机设计温差计温差 主机当前主机当前显示温差显示温差 主机除垢主机除垢后温差后温差 主机能效主机能效寻优负载寻优负载 节能理念节能理念设计温差设计温差 水泵配置过大，均需降低流量。水泵配置过大，均需降低流量。低温1号机 6 4

17、.49 5.90 80%7.06 流量降低=（7.06-5.9）/7.06=16%中温1号机 6 3.50 4.74 80%7.06 流量降低=（7.06-4.74）/7.06=32%中温2号机 6 4.90 5.90 80%7.06 流量降低=（7.06-5.9）/7.06=16%例如：冷却水温差分析析 根据主机显示数据以及主机除垢后新温差的推理分析，冷冻水和冷却水的水泵配置不合理，运行偏离高效区间。水泵配置不合理具有普遍性，原因是设计流量和扬程余量偏大。在设计水泵时，都会对扬程和流量留一定余量。大多数情况下，水泵配置均不合理，偏离高效运行区间。通过温差和压差的诊断，可以做出如何配置水泵的方

18、案，最好更新为无传感器智能变频水泵。水塔的配置分析水塔的配置分析 1 2 3 输入功率 风扇作用 冷却效率 冷却塔电机输入功率较低，能耗占比3-5%，可以考虑变频软起动节能等措施。冷却水出水温度越低，对主机降低能耗越有利，理论上讲，风扇越多越好。冷却塔的效率，主要取决于填料表面洁净程度，其表面越洁净，冷却效率越高 提高冷却塔的换热效率 冷却塔裕度 冷却塔的出水温度-当期湿球温度，其差值越小越好 冷却效果 冷却塔的初始裕度为4，高于6，则说明换热不好。冷却塔填料 PVC表面：冷却水成膜后流下，增大换热面积，因此，保持填料表面洁净是关键。冷却塔出水温度每降低1C，主机能耗就可降低3%。冷却塔节能路

19、线 提高冷却塔的换热效率 冷却塔的裕度=冷却水出水温度-当期湿球温度。可用来判断水塔的冷却效果。冷却水温度每降低1C，则主机的能耗可降低3%。采用超微共振器，可保持水塔填料表面洁净如新。自动控制逻辑分析自动控制逻辑分析 能效寻优，65-90%主机能效寻优依据 持续监测1年，准确掌握每个月冷负荷，制定自控逻辑 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 时间轴 制冷量 kW 1号主机 2号主机 3号主机 70%70%80%90%80%70%80%90%80%75%70%5 8 40.0 150 35 IDC Works 5 8 40.0 200 2 Tabaco Works 2 8 16.0 35 1 Hospitals 2.0 3.5 7.0 1000 2 Hotels 1.5 3.0 4.5 3000 5 Shopping Malls 2.0 2.0 4.0 1000 1 Cooling Equivalent=Cooling Capacity x Hours/year A clean work/IDC work is equal to 9 hotels or 10 shopping malls.THANK 先体检-后技改 给您 完美如新 满血复活 机房