變頻技術在酒店空調水系統中節能潛力的分析

摘要：變頻技術在酒店中央空調系統應用已很廣泛了，變頻空調中央空調水系統的節能技術一般有主機變頻、空調泵變頻、水蓄冷、高效泵。本文就從這幾個方面對酒店空調水系統節能做一些分析。

關鍵詞：變頻技術 酒店空調水系統 節能 分析

在國家倡導節能低耗的今天，各個行業節能都提上了日程，如今的酒店服務行業也被列入了節能重點改造的行業。近幾年的調查發現，酒店中央空調系統的耗能非常驚人，主要有以下幾點：①空調冷熱系統總裝機容量大，空調運行的臺數是總裝機容量的75%左右，單臺機的負荷率低于60%；②中央空調系統中沒有安裝低效率運行機組；③空調水系統的定量不能滿足變頻的技術效果；④離心機在低效率運行時由于月份的限制造成有的機組停機；⑤空調的水泵型號與機器不符合，揚程影響水泵的正常工作；⑥主機、冷卻、冷凍水泵終端設備等彼此匹配性差；⑦中央空調系統的降效太快。造成這些原因的主要因素有兩點：①酒店空調的安裝由于費用高，“業主”的決定左右著設計人員；②對空調系統的定期維護和清洗不到位。

變頻技術因為能在中央空調的水系統中節省大量能源，因此現在的許多已經在進行技術上的改造了，本文筆者就以技術人員的身份對酒店空調水系統的節能做敘述，并通過實例改造說明節能的效果，要是先節能，就應該從技術改造開始。

1 酒店空調水系統利用變頻技術對冷源的改造

冷源機房是酒店空調系統的核心，冷源機房如果原則的容量大，要通過空調臺數控制溫度是不能滿足安全運行和高效運行的，因此對冷源的改造有以下技術可供選擇：制冷機組變頻控制、水蓄冷、增加低容機組、擴大空調區域等。這些技術的具體應用下面逐一的介紹。

1.1 變頻技術改造制冷機組。酒店空調系統這冷機組的性能指數COP是衡量空調制冷機組制冷的一個系數，目前我國的大多酒店的制冷性能系數COP是低于國家強制標準的。我所安裝的“安達酒店”在其辦公樓安裝了5臺500RT離心式水冷卻機組，其壓縮功率是340KW。這5臺制冷機組的運行情況很糟糕，通常只有一臺能正常工作，夏天最熱的時候也只有3臺在工作，我用專業的一起測試的結果是制冷機組的COP在3.75～4.16之間，大大低于國家的強制性建筑標準，更低于設計時候的COP系數。而在和“安達”酒店對面的“紅悅”酒店中央空調的制冷機組為工頻離心式制冷機組，共有4×400USRT的機組，負荷最大時運行2臺，安裝設計時候的能耗比值為5.41。通過儀器檢測，4臺制冷機組的運行參數有很大的差異，1#制冷機組符合為41%～76%，COP指在3.33～4.27之間，低于國家建設標準。其中的3#、4#機的負荷率以及COP都遠低于國家強制公共建筑標準。

1.2 對制冷系統中主機COP的機能改造。酒店空調系統冷水機組99%以上的時間運行是根據運行的負荷工況來確定的。制冷機的導流業開度調節能很好地控制制冷機組冷氣量的輸出，輸出效率符合通常在70%～80%左右，負荷率80％時對應的COP為5.885，負荷率100％時對應的COP為5.33，負荷率40％時COP為5.1，隨著負荷降低，單位冷量能耗增加較顯著。

從上圖可以看出，變頻制冷機組運行最高的效率點可以在部分負荷下，40%～50%左右運行。

從圖1中可看出，變頻運行的制冷機，其最高效率點可以在部分負荷下，如40％～50％負荷左右，50％負荷對應的COP為11.95。機組變頻控制還能提高機組的功率因數，優化機組啟動性能，避開喘振點，提高機組可靠性。

我們在“天達”酒店安裝的是2臺650離心式的制冷機組，2009年10月投入使用，冷水機組使用于酒店的客房，并且24小時不間斷的工作，工作滿負荷運行穩定，冷水系統共同水溫度標準，夏天的時候2臺全部運行，冬天單臺循環使用。A組機在2010年3月被改造為變頻冷水機組。經過一整年的運行和監測，在采用了變頻技術之后，無論該臺機組的運行是滿負荷或者低于標準負荷運行，節能效果都比原來的工頻節能30%以上。我們在2010年7月3日～7月4日整個24小時的連續實驗性監測中監測到2臺機組的運行負荷在60%～67%。每天省電量為1589KWH，節能率為原來的25%。該機組工頻運行的COP為7.03，變頻時COP為10.05，即機組工頻運行時的COP低，機組的節能效果好。如果按照每年的慢運行6個月2臺機組全開的時間計算，每年為酒店節能的電費大約為25萬，但通過實際的運行，加上管理的合理，全年節省的運行費用為21萬元，因此主機制冷變頻的改造不論是技能和節約方面都是優于工頻的。對酒店的中央空調系統進行變頻冷水改造是節能的一個重要途徑。下面是一個對比數據，能更加明確的看出來節能的效果。

A主機變頻改造技術的經濟效益和節能效益

表1主機變頻改造的經濟效益與節能效益

2 酒店內空調系統的水蓄冷改造

變頻技術用于改造制冷機組后，空調的水蓄冷機組也要進行改造。利用節能技術對原有的常規冷水機組，改造為水蓄冷系統。這樣的改造可以利用原有的消防水池、原有蓄水設備作為冷水的儲蓄系統，增加放冷泵、沖冷泵、板式換熱設備，通過這一系列的改造之后，節能效果能大大的提升。水蓄冷技術改造后設備運行有如下特點：

2.1 整套中央空調設備安全運行系數提高，不會出現“大馬拉小車”的偷懶現象。

2.2 節能效果顯著，整個系統的高負荷運行時間大幅度的增加，制冷效果可以提高5%～9%。

2.3 經濟效益顯著，酒店投資回本時間縮短，水蓄冷不僅能給用戶創造效益，更多的是為社會的節能減排做了貢獻，創造的經濟效益能用于其它的節能改造，節能資金的靈活性提高。

2.4 社會經濟效益顯著，酒店中央空調系統運行平穩，對電網的負荷起到了安全調節作用，節約了社會公共資源的浪費。

3 空調循環泵的技術改造

變頻技術對制冷主機組進行技術改造后，空調的水循環節能明顯的提高了，但對空調的水泵改造也能提升節能的效果。對空調循環泵進行改造只是基于計算機網絡的智能變頻控制技術。它的主要優點有：實時跟蹤空調負荷，減少冷凍水、冷卻水用量，減少能耗與運行費用；減少空調水系統設備的振動和磨損，延長設備的使用壽命；可以實現對水泵電機的“軟啟動”、“軟停機”，減少電流對電機的沖擊；提高電機的效率，改善其運行條件；降低電機和冷卻塔的噪聲。

4 變頻技術在酒店空調水系統中節能技術改造效果分析

在對酒店的整個空調系統進行了改造之后，通過“安達酒店”的節能效果比較，我們能得出的結論就是：變頻技術對酒店的節能能起到關鍵的作用。具體以“安達酒店”數據說明。

4.1 節能效果明顯。安達酒店在采用了變頻技術后，制冷系統的總節約電量是以前的26%。冰凍水泵等采用了變頻技術后節約的用電量，機組的制冷效能也提高了，2臺機組的效能比提高了12.79％；其余三臺機組能效比提高了10.51％。下列數據足以證明其節能效果（注：室外溫度為33℃）

制冷機組 冷卻水泵 冷凍水泵 制冷系統

9.13%43.52%72.33%24.85%

4.2 經濟效益大幅提高。酒店空調系統沒有采用變頻技術前的年用電費用為90萬左右，改造之后第一年的節省率為23.78%，按此比例，每年至少節約20萬元左右。酒店的投資回收期將縮短3到5年。

4.3 整套空調系統的安全運行指數提高，減少了維修和更換。

4.4 由于變頻冷卻系統的整體運行安全和制冷性能提高，增大了供水回流后的水溫差，工頻運行水溫和變頻運行之后的水溫差約1℃，提高了機組運行的安全性。

4.5 過水流量的減少，使得制冷時間更長，更加節能。

4.6 酒店客房內溫度的控制更加精確，節能效果顯著，顧客滿意度高。

5 總結

通過對酒店空調系統進行變頻技術改造后，節能效果是明顯的，通過多項改造技術表明：中央空調水系統的各項節能率為20.5％～31％，由此可見，變頻技術在酒店空調水系統中節能潛力是一個值得推廣的技術。

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