中央空调的节能改造

我公司综合办公大楼中央空调系统，主机选用上海开利公司生产的30H-225型冷水机组，冷冻、冷却水循环均采用有30m3中间水箱的开式循环系统。正式投人运行以来，系统运转正常，总体性能良好。但是，由于该系统总功率达330kW，耗电多，运行费用高，因此，必须进行节能改造，以实现经济运行的目的。

一、耗电高的原因

中央空调系统耗电高的主要原因是水循环方式设计不合理。冷冻水和冷却水循环均采用开式循环系统，虽然中间水箱可以保证系统的稳定供水，但是，经过10层楼的循环水返回地下室水箱后，压力将从0.5MPa下降为0，造成静压损失，下次循环需重新泵送，增加了输出功率。另外，30m3的冷冻水箱换热面积大，保温措施不当，造成冷冻水冷量损失大，增加了冷水机组压缩机的数量。

二、节能改造方案

据此，我们决定对水循环系统进行节能改造，将开式水循环系统改为闭式水循环系统，不改变中央空调系统设计的基本参数。为减少投资，尽可能利用现有管路及设施。改造方案如下(见图1):

图1 水循环系统流程图

1.冷冻水循环系统的节能改造

(1)取消原30m3的玻璃钢冷冻水箱，系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，以避免静压损失，将冷冻水循环系统改为闭式循环。

(2)为容纳系统的水因膨胀而增加的体积，同时也是为了稳定系统压力，增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L，并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管，水箱的自动补水高度为250mm。

(3)为消除系统内空气，在总供水管和总回水管的最高点分别设置一个ZP-Ⅱ型DN15自动空气排放阀。

冷冻水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。新增管路及膨胀水箱按设计规范进行保温处理。

(4)冷冻水泵的改型

冷水机组冷冻水设计额定流量为120m3/h，进水冷却塔自来水箱膨胀水箱压力为0.5~0.7MPa，最高冷冻水循环高度为38m。根据设计规范，水泵的流量为额定流量的1.1~1.2倍，扬程H为供回水管最不利环路的总水压降的1.1~1.2倍。

闭式系统水泵扬程仅由管路阻力损失决定。

通过计算，闭式循环系统水泵所需的扬程很小，水泵所需的功率亦将大大减小。经过综合比较，冷冻水泵选用上海凯泉给水工程公司生产的立式离心泵，型号为KQL125-160，流量96~192m3/h，扬程36~28m，电机功率22kW，最高工作压力1.6MPa，性能符合设计要求，功率比原水泵减小22kW。考虑到维修需要，在管路系统中预置一台同型号的备用泵。

2.冷却水循环系统的节能改造

(1)取消原30m3，的冷却水箱，使系统的回水直接经水泵加压后进人水循环系统，减少静压损失。

(2)在冷却塔接水盘上安装一条由浮球阀控制的自动补水管和一条由闸阀控制的急速补水管，以补偿系统的水损耗。

冷却水循环系统中其它管路、阀门、压力表、温度计等均可利用。

表1

(3)冷却水泵的改型选择

冷水机组冷却水额定流量为150m3/h，设计进水压力0.5~0.7MPa,冷却循环水最高点为45m。水泵扬程只考虑管道阻力压降。

通过计算，闭式循环系统冷冻水泵和冷却水泵的流量、扬程相近，为方便设备检修和备品备件，冷却水泵选择与冷冻水泵同型号，其性能完全符合设计要求。考虑到维修需要，在系统中设置一台同型号的备用泵。

三、改造前后的能耗分析

从表1可以看出，水循环方式从开式循环改为闭式循环后，循环水泵的功率减少56%。另外，冷冻水箱取消后，系统冷量损失减少，冷水机组压缩机平均启用台数从原来的四台减至二台，功率消耗减少了25%。每月可节电42720kW·h,节约电费3.4万元。

经过近两年的运行实践，节能改造效果十分明显。

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