中央空调系统变频节能改造案例分析
某办公楼中央空调系统冷冻泵变频节能改造效益分析
某办公楼中央空调系统冷冻泵变频节能改造效益分析
摘要：针对某办公大楼中央空调系统的特点，结合当地实际情况，本文重点介绍了该大楼中央空调系统冷冻水变频改造工程设计中相关数据的计算依据，并通过实际计算数据的分析，讨论了该项目改造的可行性及相关经济效益。
关键词：冷冻泵变频节能效益分析
1、概述：
1.1、引言：近十几年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，变频器已广泛地用于交流电动机的速度控制。
在暖通空调领域应用变频调速技术，一方面可以极大地节省水泵或风机的电能，实现系统的节能运行；另一方面可以提高系统的运行品质，实现高精度控制，满足对环境舒适度的要求，从而有效地提高经济效益。
1.2、项目简介：该大楼为综合办公楼，位于广东省中山市，整栋建筑共五层，总建筑面积约为4900㎡；水泵为离心式管道泵，流量为43CMH，扬程为30M，配套电机额定功率为11KW；系统设计为定流量系统，当主机开启以后，不管末端需求如何，水泵始终以恒定速率运行；原中央空调制冷系统图如下：
1.3、变频节能改造方案介绍：将冷冻水泵由恒速运行改为变频调速运行，即将原有的定流量系统改造为一次泵变流量系统；在实际运用中应考虑中央空调主机对水流量的要求以及水泵自身特性，水泵变频器应设定最小运行频率，以保证空调主机及水泵能够正常运行。
酒店中央空调系统节能改造案例分析
酒店中央空调系统节能改造案例分析目录一、内容概述 (2)1.1 节能改造背景 (2)1.2 改造目的与意义 (3)1.3 文档结构概述 (4)二、酒店中央空调系统概况 (5)2.1 系统现状 (6)2.2 能耗问题分析 (7)2.3 改造前系统能耗统计 (8)三、节能改造方案设计 (10)3.1 改造原则与目标 (11)3.2 设备选型与配置建议 (12)3.3 系统优化方案 (13)四、节能改造实施过程 (15)4.1 施工准备与现场勘查 (16)4.2 设备安装与调试 (17)4.3 系统测试与运行维护 (19)五、节能改造效果评估 (20)5.1 能耗对比分析 (21)5.2 用户满意度调查 (22)5.3 经济效益分析 (22)六、经验总结与改进措施 (24)6.1 改造过程中的经验教训 (25)6.2 对未来改造的建议 (26)6.3 持续优化与升级策略 (27)七、案例展示与启示 (28)7.1 其他酒店节能改造案例 (30)7.2 对同行业的启示与借鉴 (31)7.3 行业发展趋势分析 (32)一、内容概述本报告旨在深入剖析酒店中央空调系统的节能改造案例，通过详细阐述改造前后的对比分析，揭示节能改造所带来的显著效益。
内容涵盖了酒店中央空调系统的基本情况、能耗现状诊断、节能改造方案设计、实施过程及效果评估等方面。
在案例分析中，我们选取了具有代表性的酒店作为研究对象，通过对其中央空调系统的能耗数据进行深入挖掘和分析，找出了能耗高的关键环节和潜在问题。
在此基础上，结合酒店的实际情况和需求，制定了一套切实可行的节能改造方案，包括设备选型、系统优化、控制策略调整等。
改造实施过程中，我们严格把控各个环节的质量和安全，确保改造工程的顺利进行。
改造完成后，通过对比改造前后的能耗数据，验证了改造方案的有效性和节能效果。
此外，我们还对改造后的系统进行了全面的性能评估，为酒店后续的节能管理提供了有力支持。
某图书馆中央空调系统改造及节能效果分析
79536 图书馆管理论文某图书馆中央空调系统改造及节能效果分析1工程概况湖北省地区某图书馆总建筑面积30850m2，空调面积27503m2。
建筑总高度46.8m，地下1层，地上9层。
馆内拥有报告厅、目录大厅、展览厅、编目室、接待室、阅览室、基本书库、辅助书库、休息厅、研究箱等办公用房。
2改造前图书馆中央空调系统设置冷热源：本图书馆空调冷源为4台水冷螺杆式冷水机组，单台制冷量1200kW，对应设置有4台冷冻水泵、4台冷却水泵和8台冷却塔。
每台螺杆式冷水机组由3个小螺杆机并联组成，同时机组设有高性能PC控制器，可设定进出水温度并针对温度实现机组的加载和卸载控制。
制冷站位于地下一层。
冷却塔位于大楼屋面。
热源由校区燃油锅炉房的3台10T燃油锅炉提供。
水系统：冷冻水系统分4个区，分别为北侧1～6层，北侧7～9层，南侧1～6层，南侧7～9层。
冷冻水管路为冬夏共用，通过4个阀门切换冬/夏季工况。
各分区水系统竖向采用同程式，水平部分同程，部分异程。
实际运行中，冷冻水泵的实际流量远远高出额定流量，冷却水泵的实测值与额定值相差均在10%以内。
风系统：图书馆末端主要采用空气处理机组，及风机盘管+新风机组。
地下一层的报告厅及1～5层主要为卧/立式空气处理机组；6～9层阅览室为吊式空气处理机组，办公室及研究箱为风机盘管+新风系统。
新风通过空气处理机组或吊式新风机组取自室外。
数据机房设置净化分体空调；个别办公、电梯机房、地下报告厅、地下配电室及机房等处设置分体空调。
3图书馆中央空调系统节能改造方案3.1水系统改造（1）空调冷水机组进出水管上只安装了手动控制阀，无电动二通开关阀，部分负荷时冷水机组存在水流旁通问题。
本次改造将冷水机组回水管上手动控制阀更换为电动蝶阀并增加相应的温度传感器；冷水机组供水管增设水流开关、温度传感器；冷冻水供水总管增设插入式电磁流量计，供回水总管增设温度传感器。
（2）该集中空调冷冻水系统为多泵并联定频运行，且管路系统未进行调试平衡，水泵实际流量及功率远远大于额定值。
中央空调节能改装案例
中央空调节能改造金融大厦中央空调系统变频节能改造技术分析与方案报告1 引言中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域，在医院、酒店、写字楼中央空调系统中，制冷压缩机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却风机的容量均是按照建筑物最大制冷、制热负荷选定的，且留有充足余量。
在没有使用变频调速的控制系统中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，能量的浪费是显而易见的。
近年来由于电价的不断上涨，造成中央空调系统运行费用急剧上升，致使它在整个大厦营运成本费用中占据越来越大的比例，加之目前各办公大厦竞争激烈，多数企业营业额不够理想。
因此，电能费用的控制显然已经成为大厦经营管理者控制运营成本的关键所在。
据统计，中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上，其中,中央空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30%，故节约低负荷时压缩机系统和水系统的输送能量，具有很重要的意义。
所以，随着负荷变化而自动调节变化的变流量变频空调水系统和自适应智能负荷调节的压缩机系统应运而生，并逐渐显示其巨大的优越性，而且得到越来越多的被广泛推广与应用。
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，更重要的是通常其节能效果高达30%以上，能带来良好的经济效益。
金融大厦的中央空调系统是金融大厦的电能消耗大户，大厦经营管理层为了实现内部深挖潜力、节能增效，提出对中央空调系统进行变频节能技术改造，金融大厦的管理层提出要对中央空调系统的冷冻水(冷热水)、冷却水系统进行变频控制改造。
为此，作为专业化的变频控制技术队伍，我公司组织空调技术和变频控制技术专业工程师，通过对金融大厦的中央空调系统的现场实地考察和实际运行测试、试验，经过研究、分析后，我们认为该系统具备较大节能潜力，我们愿为金融大厦经营管理层出具该技术分析与方案报告，供管理层节能改造决策参考。
2 中央空调系统的基本组织构成及工作原理中央空调系统一般主要由制冷压缩机系统、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。
中央空调系统变频节能改造
中央空调系统变频节能改造本文介绍了风机、水泵的节能原理，中央空调节能改造的原理和冷冻水、冷却水的控制方法。
1、引言在中央空调系统中冷冻水泵和冷却水泵的容量是按照建筑物最大设计热负载选定的，且留有余量，而运行情况是一年四季长期在固定的最大水流量下工作，由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，图1示出某建筑物的实测热负载率变化的情况，由图1可见，与决定水泵流量和压力的最大设计负载（负载率为100%）相比，一年中负载率在50%以下的小时数约占全部运行时间的50%以上。
一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～5℃，在系统流量固定的情况下，全年决大部分运行时间温差仅为1.0～3.0℃，既在低温差、大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。
根据统计分析，一般空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20～30%，故节约低负载时水系统的输送能量，具有很重要的意义，因此，随热负载而改泵的轴功率=（有效功率）/泵的效率（kW）电动机输出功率=（1.05～1.2）×轴功率（kW）（2）管网的水阻特性当管网的水阻R保持不变时，水量与过水阻力之间的关系是不确定的，即水量Q与过水阻力h按阻力定律变化，其表达式为：式中，H—过水阻力，R—水阻系数。
H=f（Q）关系曲线为水阻特性曲线，呈抛物线形状，水阻系数R越大，曲线越陡，即过水阻力越大。
3）风机、泵类调速控制节能原理由流体力学可知，水量Q与转速的一次方成正比，压力H与转速的平方成（例如出水T=5℃）制高温冷却水（冷凝器出水）的温度，即可控制温差，现采用温度变送器，PID调节器和变频器组成闭环控制系统，冷凝器出水温度控制在T（例凝器出水）的温度，即可控制温差，现采用温度变送器，PID调节器和变频器组成闭环控制系统，冷凝器出水温度控制在T（例如：37℃），使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。
医院中央空调系统节能改造分析——以苏州大学附属第二医院节能减排项目为例
河南建材2023年第3期水处理技术就显得十分的必要。
在污水处理过程中,相关人员要充分了解和分析环保基础设施的使用情况,分析和解决存在的问题,对在役基础设施,特别是管网基础设施进行全面检查。
因此,污水处理技术为和谐发展提供了基础,创造了良好的环境。
对于污水和雨水汇合的老社区,我国有关部门应制订合理、科学的规划,有效地将雨水和污水管道分开,将部分生产污水和生活污水通过下水道引入小型污水处理厂。
可有效实现城市发展各个环节的污水综合治理,对我国环保产业的发展起到了重要作用[5]。
4结语城市环境工程污水处理对于提高居民生活水平和社会经济发展十分重要,相关的环境保护工作部门需要对现阶段我国城市污水处理工作当中所涉及到的问题进行明确,并针对这些问题给予有效的反思,并付出实际行动对我国的城市环境工程污水处理工作进行改善,提升污水处理水平和工作效率。
其不仅能够改善我国的生态环境,而且对于我国城市建设工作的推进和经济水平持续性的提高都有重要意义。
参考文献:[1]李志国.关于城市环境工程污水治理探析[J].科技创新与应用,2014(26):112-113.[2]吕金色.探究城市环境工程的污水治理[J].广东科技,2014(24):32-33.[3]曾子艾.关于城市环境工程污水治理探析[J].科技展望,2015(19):456-457.[4]陈飞.论污水处理厂建设的相关问题[J].科技致富向导,2014(20):321-322.[5]张琼.浅析我国城市环境工程水污染的治理[J].门窗,2015(3):68-69.医院中央空调系统节能改造分析———以苏州大学附属第二医院节能减排项目为例张昊冲苏州大学附属第二医院(215004)摘要:以苏州大学附属第二医院中央空调系统机房改造的节能减排项目为例,分析改造前医院中央空调系统的问题,提出改造方案,并对改造前后的经济技术指标进行对比分析,为医院节能改造提供了宝贵的经验,有着一定的指导意义。
中央空调变频节能改造
变频技术的选择和应用需要根 据具体场景和需求进行评估和 选择，以达到最佳的节能效果
。
改造后需要定期维护和保养， 确保系统的长期稳定运行。
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冷冻水泵将冷冻水输送到末端设备，通过风机盘管、新风机 组等将冷空气送至室内。同时，冷却水泵将冷却水输送到制 冷机组，帮助制冷机组散热。
中央空调系统的能耗分析
01
中央空调系统在运行过程中需要 消耗大量的电能，其中制冷机组 、冷冻水泵、冷却水泵等设备是 主要的能耗设备。
02
中央空调系统的能耗受到多种因 素的影响，如室内外温差、空调 区域的大小和人数、设备维护状 况等。
05 案例分析与实践
某商场的中央空调变频节能改造案例
商场原有空调系统运行效率低下，能 耗高，需要改造。
改造后，商场的空调系统运行效率提 高，能耗降低，节省了能源成本。
采用了变频技术对冷冻水泵和冷却水 泵进行改造，实现电机转速的自动调 节。
某写字楼的中央空调变频节能改造案例
写字楼原有空调系统存在能耗高、 噪音大等问题。
维护成本。
03 中央空调变频节能改造方 案
改造前的准备工作
现场勘查
对中央空调系统进行全面检查，了解 设备运行状况、能耗情况及存在的问 题。
制定改造计划
根据现场勘查结果，制定详细的改造 计划，包括改造目标、时间安排、预 算等。
准备改造材料
根据改造计划，准备相应的变频器、 传感器、电缆等改造所需材料。
中央空调变频节能改造
目录
• 中央空调系统概述 • 变频节能技术原理 • 中央空调变频节能改造方案 • 改造后的运行维护与优化 • 案例分析与实践
01 中央空调系统概述
中央空调节能改造例析
中央空调节能改造例析1 引言随着我国经济快速发展，人民生活水平和提高，中央空调在各行各业中得到了广泛的推广应用。
因为水冷式中央空调冷热水循环系统的能效比COP相对来说比风冷式中央空调系统的能效比COP高，即更节能，所以被广泛的应用在各大型或高层建筑物中。
根据《公共建筑节能设计标准》中提出的节能要求，以20世纪80年代的建筑能耗为“基准建筑”能耗，定为100%为计算基础，而“现代建筑”的能耗要比“基准建筑”的能耗要求节能50%以上，其中：空调采暖系统分担率约为30%～60%；在整个建筑的能耗中，空调采暖的能耗要占到总建筑能耗的50%以上。
为此，“节能减排”是现代建设项目中的一项重要国策。
2 工程概况杭州市某高层大厦是浙江省重点医疗机构，位于杭州市中心区，人流量密集。
该大厦中央空调工程早建在20年前，为水冷活塞式中央空调冷水系统制冷加蒸汽锅炉供暖。
冷水机房设在地下一层，冷水机组、冷却水与冷冻水循环泵皆设在其中，冷却塔设在医疗大楼的屋面上，专为地上一至九层门诊医疗区的空调服务。
空调总面积近20000M2。
随着医疗队伍的扩大和前来就诊人员的不断增加，空调使用面积也随着扩大，再加上近些年的夏季出现极端炎热天气，空调机组的制冷量明显不足，其中病房区的中央空调24小时不间断运行，中央空调系统的能耗在逐年增大。
为了改善空调的温度效果和达到节能的目的，该单位积极组织安装单位和有关专家作技术咨询、查问题、找原因、定方案。
最后决定自2013年11月到2014年4月的这段时间里，对中央空調工程的“空调效果与节能降耗”两个目标实施改造。
3 分析现状3.1 现有冷水机组的配置：（1）地下室的冷水机房内安装有：开利水冷活塞式冷水机组共2台，已运行20年，总制冷量Q=1758kW，冷冻水流量Q1=302.4 m3/h、冷却水量Q2=362.6m3/h，机组输入功率N=431kw，能效系数EER=4.08，能效等级为5级，能耗大；（2）现改造为开利水冷螺杆式冷水机组2台，总制冷量Q=2110KW，冷冻水流量Q1=363.1 m3/h、冷却水量Q2=435.7m3/h，机组输入功率N=405.76kw，能效系数EER=5.2，达2级能效等级。
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中央空调系统变频节能改造案例分析
一、前言
中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。
由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。
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、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在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，达到节能目的提供了可靠的技术条件。
二、1、原系统简介
某酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋溴化锂蒸汽机组，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷却水泵2台,扬程28米,配用功率4 5 KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱,一台为扬程32米，配用功率37KW, 一台为扬程32米，配用功率55KW, 一台为扬程50米，配用功率45KW。
冷却塔6台，风扇电机5.5KW，并联运行。
2、原系统的运行
某酒店是一间三星级酒店。
因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。
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，我们打算利用变频器、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。
三、节能改造的可行性分析
改造方案是通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构成温差闭环自动控制，根据负载轻重自动调整水泵的运行频率，同时根据冷却水温度的高低，自动切投冷却塔散热风机，以达到节能效果。
以下是分析过程：
1、中央空调系统简介
中央空调系统结构图
在中央空调系统设计中，冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%—2 0%余量作为设计系数。
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能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。
2、泵的转速调节
根据异步电动机原理
n=60f/p(1-s)
式中：n:转速f:频率p:电机磁极对数s:转差率
由上式可见，调节转速有3种方法，改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。
在以上调速方法中，变频调速性能最好，调速范围大，静态稳定性好，运行效率高。
因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。
3、冷却塔的控制
以前的冷却塔是人为的根据冷却水温度选择冷却塔开启的台数，非常容易造成能源的浪费现象，现在根据冷却水的温度，由温度传感器传送信号至PLC，由PLC经计算后对冷却塔风机依次开启，以28℃为基数，温度每上升2℃，开启两台散热风机，每下降2℃，延时5分钟后停止2台风机，以达到节能效果。
四、节能改造的具体方案
1、主电路的控制设计
根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。
冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，使用一台变频器控制拖动两台水泵交替运行。
将一台扬程较高的冷水泵作为备用。
以下为冷冻水泵与冷却水泵一次接线图：
图B流量、扬程、功率三者间的关系曲线图
2、功能控制方式
工作流程：
开机：开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数。
停机：关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时十分钟后自动关闭。
保护：由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。
五、变频节能技术框图及改造原理分析
下图为变频节能系统示意图
变频节能示意图
图七
1、对冷冻泵进行变频改造
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频率，以控制电机转速，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、对冷却泵进行变频改造
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。
六、实际调试注意事项
1、整改设备安装完毕后，先将编好的程序写入PLC，设定变频器参数，检查电器部分并逐级通电调试。
2、投入试运行时，人为地减少负荷，观察流量是否因频率的降低而减小，并找到制冷机报警时的最低变频器频率，以及流量降低后管道末端的循环情况，使变频器工作在一个最低的稳定工作点。
3、用温度计及时检测各点温度，以便检验温度传感器的精确度及校验各工况状态。
七、技术改造后的运行效果比较
1、节能效果及投资回报
进行技术改造后，系统的实际节电率与负荷状态、天气温度变化等因素有一定关系。
根据以往运行参数的统计与改造后的节能预测，平均节能应在40－50%以上。
经济效益十分显著。
改造后投入运行一年即可收回成本，以后每年可为酒店节约用电约12万元。
2、对系统的正面影响
由于冷冻泵、冷却泵采用了变频器软启停，消除了原来启动时大电流对电网的冲击，用电环境得到了改善；消除了启停水泵产生的水锤现象对管道、阀门、压力表等的损害;消除了原来直接启停水泵造成的机械冲击，电机及水泵的轴承、轴封等机械磨擦大大减少，机械部件的使用寿命得到延长；由于水泵大多数时间运行在额定转速以下，电机的噪声、温升及震动都大大减少，电气故障也比原来降低，电机使用寿命也相应延长。
由于采用了温差闭环变频调速，提高了冷冻机组的工作效率，提高了自动化水平。
减少了人为因数的影响，大大优化了系统的运行环境、运行质量。
八、结论
虽然一次性投资较大，但从长远的经济利益来看是值得的。
这里我们也借鉴了其它一些酒店改造的经验和实际效果，进一步验正了利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的温差闭环自动控制系统，对中央空调系统的节能改造是可行的。
可以达到我们当初设计的预期效果。