中央空調供冷熱循環系統節能裝置改造創新研究

郭嗣福 楊 凱 韓 玲

（山東黃金五峰山旅游開發有限公司 山東 濟南 250307）

1 項目簡介

山東黃金崮云湖國際高爾夫俱樂部位于位于五峰山省級旅游度假區內，依山傍水，球道緊鄰崮云湖近500萬平方米的原生態水面，北鄰濟南大學科技園區，是濟南市唯一符合美國USGA標準的18洞山地球場。室內房間冷熱源采用DZ-LH-380B水源熱泵機組中央空調提供，是一種利用地下水資源制取中溫熱水或低溫水的空調冷熱源設備。

2 中央空調節能改造立項原因

在我國經濟快速發展的大背景下，由于房地產的快速發展需求，中央空調的市場需求呈現強勁的增長趨勢，空調系統被廣泛應用于工業、賓館、商場、醫院、學校及民用建筑中。據統計，中央空調97%時間里面運轉負荷是在70%以下，所以實際負荷通常達不到滿負荷運行（即通常所說的 “大馬拉小車”）；再是由于俱樂部會所的中央空調自2005年安裝長期運轉以來，從未進行維護保養，造成對循環系統截面積縮頸流通不暢，風機盤管蒸發器堵塞熱交換效果較差，風口軟連接口老化致使不能全部吹到利用空間。因此不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現象，從而致使大量電能浪費和造成中央空調最末端達不到合理效果的情況。

3 節能技改依據

3.1 技改依據

3.1.1 《民用建筑節能條例》國務院令2008.8.1；

3.1.2 《公用建筑節能設計標準》GB50189-2005；

3.2 現有設備的技術資料

3.2.1 冷熱源數據

A.本項目空調總冷負荷為：613.5KW，冷凍水供回水溫度為：7℃～12℃。冷熱源由制冷機房熱泵冷熱機組提供。

B.冬季空調供回水溫度為：45℃～40℃，空調總熱負荷為：490.8KW。

3.2.2 空調系統數據

A.工程根據功能及實際使用情況，空調水系統冬季供45/40℃熱水，夏季供7/12℃冷水，采用雙水管制系統。系統的最大工作壓力為：0.45MPa，并在機房內設冬夏季轉換閥門，以便于制冷及采暖轉換使用。

B.空調給水管沿水流方向設不小于3%的上升坡度，空調回水管沿水流方向設不小于3%的下降坡度。

C.空調水系統最高點設自動排氣閥。

D.風機盤管水路每層支管均設平衡閥平衡流量，房間所設風機帶三速調節開關以調節風量。

4 節能（節電）措施改造項目

4.1 “CQ-DN水泵成套節電裝置”定位要求

該產品主要針對大中型中央空調、集中供暖及工業用冷卻循環系統進行節電優化改造。要求該工程設計：節能（低碳）、環保、高科技、美觀、經濟、運行可靠。為建筑節能科研示范項目。

該產品的主要特點是：在保證原有系統結構不變、水泵流量和揚程等技術參數不變的前提下，大幅度降低電機的功率從而達到節電的目的。具有節電率高、質量穩定、使用壽命長（15年）等特點。

4.2 CQ-DN水泵成套節電裝置外觀圖及內部構造原理

整個設備的外形構造是根據拉法爾管原理制作的。在本產品中，通過異型管（即拉法爾管）產生兩端產生的負壓區，對主管路中的水進行分流至副管路，副管路的水同時經過兩條調壓管的分流，從而減小水泵的負擔，在不增加水泵功率的情況下增加水泵揚程，減少耗電量，降低運營成本,經過試驗，能夠節省電能15-50%；同時防止出現瞬間截流現象，保證循環官網的順利運行；降低水泵的噪音，創造良好的環境。

4.3 CQ型水泵增流能量轉換節電裝置主要優勢：

（1）由于其獨特的增流功能，可以將常規所配循環泵的功率降低35%-60%左右，也可使系統正常運轉；

（2）節約設備投入，由于該裝置起到增流作用，使用節效器后，將使循環泵的功率降低，節約了電能，降低噪聲，起到了環保作用；

（3）使用壽命長，由于該裝置采用耐溫、防腐、抗磨的碳鋼合金材料及先進的加工制造工藝，使用壽命為15年以上；

（4）低成本設備改造。由于該裝置安裝時在原有系統基礎上進行改造，不破壞原有系統的結構，本裝置利用流體運動能量守恒原理而特制機械設備無需維護投入。

5 方案設計

a.在設備機房內將原系統2臺功率為30KW的冷凍采暖循環泵，對其中一臺進行節能改造，另一臺作為運行時節能效果對比。節能改造內容為加裝1臺水泵增流能量轉換節電裝置后技改為1臺15KW的高效節能水泵代替舊泵，實際功率控制在13KW。

b.為監測技改后節能效果反映數據的準確性、真實性，在機房配電箱安裝計量表進行耗電監測，系統最末端有代表性的位置安裝壓力表、流量表、溫度表，用來查看同等條件的工作數據。

節能技改方案是在保證主機對流量參數的要求、主機完全正常運行的基礎上，提高能源效率，減少水泵電耗的節能方案。

圖1

6 經濟分析效益（節能效果分析）

節電情況分析

節能技改前后對比分析表：

名稱對比 功率（KW） 數量（臺） 電量（度/年） 年節約電量及費用30KW冷凍采暖泵30（改前） 1 51000度 28900度13（改后） 1 22100 度技改前電費 電價按0.82 元/度算1 41820元 23698元技改后電費 1 18122元

由此可見：技改后在電機功率減低的前提下保證了空調原有效果，且平均每年水泵總節約用電約28900度，總節能效果約為50%（由于管網運行情況不同節電效果±10%左右均屬正常范圍之內）。

電費按0.82元/度，一年節約電費23698元，產品使用15年，扣除投入成本總節約355470元（大寫：叁拾伍萬伍仟肆佰柒拾元整）。

從以上數據可以看出，如果進行節能技改，每年都可以為單位節約23698元的設備運行電費，技改對原系統基本不作改動，不破壞原系統的結構，技改過程中不影響系統的正常運行。

7 社會效益及推廣前景

隨著政府對節能減排政策的推進和能源趨緊，尤其是電力短缺電價收費階梯調整，全國各地方政府紛紛采取了許多積極有效的措施來應對，鼓勵使用節能產品就是其應對措施之一，這些積極的鼓勵政策給節能產品的市場注入了活力。中央空調是耗電大戶，正常供暖或供冷季節每年的電費中空調耗電占60%左右，因此中央空調的節能改造顯得尤為重要。中央空調系統節能技術創新改造，對提升中央空調熱交換效率、降低能耗、減少對電網的沖擊都具有重要的意義。