论卷烟厂中央空调系统节能运行策略

论卷烟厂中央空调系统节能运行策略

黄维新廉刚

河南中烟黄金叶生产制造中心河南省郑州市450000

摘要：中央空调系统庞大且复杂，要想实现系统动态运行节能，必须对整个系统树立全局观念，将中央空调的各个组成部分看作一个完整的系统，而组成部分看作是系统的子系统去全面考虑整体节能比较恰当，并采用动态分析方法，进行系统优化控制，从而达到总体节能效果。切忌为了追求某一个指标而不顾及其余指标，否则给系统运行带来不利影响。本文通过对中央空调制冷系统和空气调节系统能效分析，提出了提高冷水机组效能（COP）的三种方法，以及空气调节过程中的节能方法，以期能为卷烟厂的节能生产带来一定的指导意义。

关键词：冷水机组；空调系统；节能；卷烟厂车间

引言

中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成，制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。空气调节系统对空气温湿度处理的方式对于整个中央空调空调系统高效洗、节能型具有很重要的影响。

一、制冷系统冷水机组能效分析

中央空调系统中冷水机组提供制冷系统所需的冷源，是中央空调系统的主要耗能环节之一，因此，提高冷水机组效能（COP）降低冷水机组能耗对中央空调制冷系统的节能十分重要。

（一）冷水机组满负荷与部分负荷性能

现以河北省某卷烟厂YK系列冷水机组为例，通过能源管控系统冷水机组进行数据采集和数据分析，反映出机组有如下性能特点：机组的满负荷测试结果符合原设计值，COP值为5.36，机组在实际工况下的性能达到了产品性能标准，对系统高效、可靠运行是有利的，同时也为系统的节能运行提供了计算依据。

YK型冷水机组的部分负荷测试结果表明：主机的COP值不是随着负荷的变化呈线性变化的，随着负荷的减小，主机的COP值逐渐增加，在约85%的部分负荷状态下达到最大值，然后随着负荷的减小，COP值逐渐减小，这为寻求机组的最佳运行状态提供了相应的依据。

（二）空调负荷的变化

由于室外气温、温湿度的变化，空调负荷分布是不均匀的，不同的建筑物负荷情况有所不同，但是基本符合以下分布规律见表1。

表1空调负荷分布图

由此可以看出空调系统的绝大部分时间是在部分负荷下运行的。如何改善空调主机及输送系统的性能，运行管理人员必须使系统能够在空调部分负荷下高效运行。在河北省某卷烟厂中，空调系统需要的制冷量为6120kW，现有三台冷水机组，其中两台的额定制冷量为3600kW，一台为2800kW。有三种方案可供选择：开启两台额定制冷量为3600kW，每台的负荷率为85%。电机总功耗为：3060&pide;5.45×2=1122.9kW；开启一台额定功率为3600kW，一台功率为2800kW，两台负载率接近为100%。电机总功耗为：3600&pide;5.1+2800&pide;5.13=1251.7kW。3开启三台冷水机组，每台的负荷率为61.2%电机功耗为：3600×2×0.612&pide;4.7+2800×0.612&pide;4.9=1287.2kW；通过以上三种情况对比分析可以看出，第一种方案比第二、第三种方案大约节省了约11.5%，14.6%。可见在不同负荷条件下，设备管理人员能够合理配置运行设备对减低能耗至关重要的。

（三）空调冷冻水系统对冷水机组运行能耗的影响

冷冻水温的升高可以使冷水机组的蒸发压力和蒸发温度相应升高，从而提高主机的制冷效率增加制冷量，并且减低单位制冷量的功耗。

二、空气调节系统

（一）空气调节过程损耗分析

在空气处理过程中，会经常出现两种比较棘手的情况。第一种为生产车间的空气含湿量高于工艺要求，而空气温度又低于工艺要求。按照空气调节技术，针对空气中含湿量过高情况，一般会采用表冷除湿方法，这种方法带来的情况为：空气中的含湿量可以得到明显的降低，但是于此同时空气温度也会进一步的降低，于之前要求的空气温度升高背道而驰。为了提高空气温度，又会利用蒸汽加热的方法，通过空调机组的加热段对空气进行升温处理。在这个过程势必造成冷热相互抵消，产生能源的损耗。第二种是车间空气的含湿量低于工艺要求，但温度又高于工艺要求或者走工艺要求上限。空调机组为了提高空气中含湿量，必然会开启加湿阀利用蒸汽对空气进行加湿处理，在这个过程中，空气温度会得到进一步的升高。为了空气温度不超过工艺指标，定然会开启表冷对空气进行降温处理，整个空气处理过程中也造成了冷热的相互抵消。这两种的情况的能源损耗具有很强的隐蔽性，如果空调操作人员没有对空调系统很深入了解，一般很难发现。

（二）空调机组经济运行的措施

针对前面所述空调机组的能量损耗形式，根据空调机组所处地区的气候特点，采取下列措施，可有效的减少空调系统的能源损耗。

在保证空气含湿量的前提下，在工艺要求的温度范围内合理调节车间空气的温度在卷烟生产车间，空气含湿量是相对来说比较严格的一项工艺参数，在保证车间空气含湿量满足卷烟工艺的基础上，可以根据各个地区不同的气候调节，合理调节和控制车间空气的温度和湿度，尽量减少空气处理中冷热抵消所造成的能源损耗，例如在该卷烟厂秋冬过渡阶段，大气含湿量偏低，温度已在工艺要求范围之内，需要对车间空气作加湿处理时，应优先采用等温加湿的方法，考虑到该卷烟厂没有等温循环水喷淋加湿，采用的是蒸汽加湿，采用缓慢的加湿方法，控制好加湿蒸汽量，使得混合空气的含湿量不超出饱和状态，使空气的加湿过程接近等温加湿过程，这样就可以避免因使用蒸汽加湿而使车间温度超过工艺要求后再使用冷冻水降温，避免冷、热抵消。

注意减少系统运行的漏风量，在空调系统的运行中，漏风所造成的能量损失是相当惊人的。漏风量按10％计算，那么运行中将会多消耗10％的能量。同时，如果空调系统中的热、湿处理设备在负压区，且在热、湿处理设备之后产生漏风时，还难以保证系统的送风设计参数。因此，对空调系统运行中的过大漏风量一定要采取措施，以减少空调系统的运行能耗，降低运行费用。

实现空调系统的运行管理自动化是很重要的，可通过预测审内、外空气状态参数以维持卷烟厂车间内环境为约束条件，把最小耗能量作为评价函数，来判断和确定所需提供的冷、热量、冷、热源和空调器、风机、水泵的运行台数、工作顺序和运行时间及空调各环节的运行方式来达到节能运行效果。

三、结束语

综上所述，在一定范围内降低冷却水供水温度能够提高冷水机组能效，冷却水温每下降1°C，制冷量可提高2%-3%，可根据实际情况实行变水温运行，从而达到卷烟厂中央空调节能运行的目的。可以通过调整设备合理的运行负荷，负荷率在85%左右，使冷水机组效能达到最高，优化设备的运行的运行台数，使单台冷水机组运行。通过多方面的分析和多项举措实施，相信可以降低中央空调的能耗，有利于使卷烟厂实现合理的成本的管控和效益最大化。

参考文献：

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