中央空调系统变频节能改造.doc

成果上报申请书成果名称中央空调系统变频节能改造成果申报单位 河北公司成果承担部门/分公司 网络部 / 项目负责人姓名项目负责人联系电话和Email成果专业类别*通信电源成果研究类别*现有业务优化省内评审结果*优秀关键词索引（35个）中央空调、变频、节能应用投资 0 万元（指别的省引入应用大致需要的投资金额）产品版权归属单位 河北公司与深圳市明德海股份有限公司合作对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明4）符合现有标准成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。目前，各单位早期建设的，水循环式中央空调系统，都是按最大负载并增加一定余量设计的，而实际全年，满负载运行最多不超过10多天，甚至10多个小时，绝大部分时间负载在70%以下。 通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵,暖水泵却不能自动调节负载，长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量；采用变频调速技术不仅能使室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，可使整个系统工作状态平缓稳定，更重要的是其节能效果高达30%左右，能带来很好的经济效。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。目前唐山分公司电价为峰、谷、平分段计量收费，平均电价约为0.7元/KWh，通过变频改造后每天可节约用电969KWH，节约电费0.7元/ KWh *969K KWh /天=678.3元/天，1年可节约开支为678.3元/天*365=247579.5元/年。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明5”。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、通信电源、数据业务、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“省内评审结果”指：优秀、通过。4、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。5、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况（可选） 技术发展趋势 引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资费：包括商务模式、业务资费模式、业务收费方式等 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 现有业务存在的问题：现有缺陷分析、解决问题的思路 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后达到的效果，产生的经济效益 5）其他类成果主体，参考1）4）的成果主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解决的问题、取得的社会和经济效益等。中央空调系统变频节能改造一、项目背景我公司中央空调于2002年建成开始投入使用，中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：1090kw制冷主机2台，型号为YSDACAS35CHE机组，两台并联运行；冷冻水泵5台，扬程44米，流量95.3立方/小时，配有功率18.5KW电机，冷却水泵有3台，扬程38米，流量174立方/小时，配用功率30KW电机。均采用两用一备的方式运行。温水泵4台扬程38米，流量87立方/小时，其中两台配18.5 KW电机，另两台配15 KW电机，冷却塔2台并联运行，每台配风扇两台，单台电机功率4KW，开关机为手动控制。 原系统运行及存在问题：由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵、温水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水及温水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的34倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量、维修费用、设备也容易老化。另外由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度，以及大流量小温差来掩盖。这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。特别是在环境温度偏低时、容易造成制冷机组因温度过低机组不能正常运行。 根据实际情况，我们提出：利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却、及温水泵进行改造，以节约电能、稳定系统、延长设备寿命。二、技术方案2.1系统节能改造原理 2.1.1对冷冻水泵进行变频改造控制原理说明如下：PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能； 2.1.2对冷却水泵进行变频改造由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大，说明冷冻机负荷大，需冷却水带走的热量大，应提高冷却泵的转速，加大冷却水的循环量；温差小，则说明，冷冻机负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。 2.1.3冷却塔风机变频控制，是通过检测冷却塔回水温度传感器将冷却水的温度变化值传输给PLC控制器，PLC控制器根据编制的使用程序及温度的变化，对冷却塔风机进行运行数量和变频调速闭环控制，使冷却塔水温度恒定在设定温度，可以有效地节省风机的电能额外损耗，能达到最佳节电效果。2.2主要技术创新点本项目中央空调系统变频节能改造工程，主要亮点是采用可编程序控制器也叫PLC和变频器。221可编程控制器可编程控制器也叫工控机，（即：工业控制计算机）是家庭计算机的上位计算机，也叫PLC机。定义是PLC是一种数字操作系统，专为工业环境而设计的。222PLC主要组成部分和功能其实和微机差不多。由微处理器（CPU），存储器（ROM，RAM），输入/输出单元（I/O），编程器和电源。CPU相当于人的大脑，存储器是存储文件的。把文件扫描，在把文件打印出来，这是I/O的功能，相当与人的五官。编程器用于用户程序的编制，调试检查和监视，还可通过键盘调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。电源是提供PLC的能源。223PLC特点：可靠性高，抗抗干扰能力强！（平均无故障时间一般可达35万小时。）维修方便灵活通用功能完善接线简单编程简单，使用方便 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，为达到节能目的提供了可靠的技术条件。由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。 为了解决以上问题，我们利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵、冷却塔进行改造，以节约电能。根据计算中央空调系统中，冷冻水、冷却水循环用电约占夏季酒店总用电的25%30%，冷却塔的用电占8%10%。因此，实施对冷冻水和冷却水循环系统以及冷却塔的电动机采用变频器自动控制。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为67倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.21.5倍，起动转矩为70%120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。23应用情况中央空调节能改造后，除了可以节省大量的电能外还具有以下优点： 231 电机起动是软起动，电流从0 A到额定电流变化，减小了大电流对电机的冲击；232 电机软起动转速从0开始缓慢升速，可以有效减少水泵和风机的机械磨损；233 由变频率器对主动力单元进行调速，细分动力提供。例如一台冷却泵（30KW/台）可根据需要工作在1530KW这一连续的范围内； 234 正常运行时不需人员操作，根据预设好的工作参数及模式自动执行投/切的工作。即提高了准确性又提高了及时性； 235 新系统带有人机界面，所有运行中的工作情况，及故障状态都有对应的显示。提高了人机亲和度； 236 系统改造以后，设备运行由人工控制改为自动控制，提高了运行的可靠性。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量；采用变频调速技术不仅能使室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，可使整个系统工作状态平缓稳定，更重要的是其节能效果高达40%左右，能给企业带来很好的经济效益三、效果分析变频运行与工频运行图片对比：（FLUKE434仪表测试）图3-1为工频状态运行24小时耗电2232kwh（2008年6月22日测试，当天温度1929）图3-2为节能状态运行24小时耗电1353kwh（2008年7月10日测试，当天温度2031）目前唐山分公司电价为峰、谷、平分段计量收费，平均电价约为0.7元/KWh，通过变频改造后每天可节约用电969KWH，节约电费0.7元/ KWh *969K KWh /天=678.3元/天，1年可节约开支为678.3元/天*365=247579.5元/年。四、结论通过变频改造后，中央空调系统实现了自动控制，既节约了人力，降低了劳动强度，又实现了节能，有效的降低了能源消耗，降低了企业运行成本。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统，对冷冻、冷却、温水泵进行改造。不仅可以节省40%的电能，还具有六大优势： 一、电机起动是软起动，电流从0 A到额定电流变化，减小了大电流对电机的冲击，大大设备故障率；二、电机软起动转速从0开始缓慢升速，可以有效减少水泵和风机的机械磨损，延长设备使用寿命；三、由变频率器对主动力单元进行调速，细分动力提供。例如一台冷却泵（30KW/台）可根据需要在15-30KW这一连续的范围内工作；四、正常运行时不需人工操作，新系统根据预设好的工作参数及模式自动执行投/切的工作，既提高了准确性又提高了及时性；、是新系统带有人机界面，所有运行中的工作及故障状态都有相应的显示，不再是以前单纯的红、绿灯显示，进一步提高了故障定位、人员操作的准确性；六、系统改造以后，设备运行由人工控制改为自动控制，节省了人工，提高了自动化水平。成果投资建议备案表备案号和日期由集团技术部填写备案号：备案日期：成果名称中央空调系统变频节能改造系统名称*备案单位*河北省公司项目负责人姓名马恕雨负责人联系电话和Emaiashuyu_系统开发方式*合作开发合作/委托单位名称*深圳市明德海股份有限公司系统信息：通过变频改造后，中央空调系统实现了自动控制，既节约了人力，降低了劳动强度，又实现了节能，有效的降低了能源消耗，降低了企业运行成本。利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统，对冷冻、冷却、温水泵进行改造。不仅可以节省40%的电能，还具有六大优势： 一、电机起动是软起动，电流从0 A到额定电流变化，减小了大电流对电机的冲