基于精益管理的制冷空调设备运力挖潜

叶树江

摘 要：本文记录了在没有额外增加设备设施的前提下，合理调配广州卷烟厂现有制冷空调设备资源，以满足不断变化的生产需求的过程。

关键词：精益能源;中央空调;能效比

（一）基于精益管理挖潜解决现有问题的具体思路

精益能源管理一直是广州卷烟厂的工作重心之一，在生产规模既定，动力供给设备基本固定的背景下，车间在保障正常供给的大前提下，开始了节能降耗的探究，如降低中央空调耗电量;而面对原有场所工艺标准发生变化，现有设备运力无法满足新需求的情况下，如何通过分析计算，合理调配现有设备实现新的供给效果，如减少异型烟区湿度异常次数，都成为了我们在没有额外增加设备设施的情况下，解决工作中实际难题的经典案例。

（二）中央空调耗电量高的要因所在

中央空调的能耗不只与开启台数及其功率有关，还与冷水主机全负荷性能和部分负荷性能有关，与部分负荷下冷水主机的负荷分配方案也有关系。我们可以用能效比（EER）即在额定工况和规定条件下，空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输入功率之比来衡量其节能能力。

我们通过翻查中控能管数据，发现现时的中央空调组合能耗比较低，组合能效比（EER）平均值仅为4.13，是中央空调耗电量高的要因所在。

（三）降低中央空调耗电量的具体做法

1.针对组合能效比（EER）的试验

冷水机组的能耗与部分负荷下冷水机组的负荷分配方案有关。如何找到最佳负荷分配方案，实现组合能效比的最大化，是节能的关键。在此我们进行了一系列试验：

在秋冬季节的干冷环境下，冷水机组只需开启1-2台1600USRT的冷水主机即可满足工艺要求。因此本次试验集中讨论开启1-2台冷水主机的情况。

1600USRT冷水主机的满载制冷量为5626kW，额定功率1056kW，为了便于分析，本次试验中近似认为系统负荷即为机组所承受的负荷。

单台冷水主机的部分负荷性能参数如下表，其EER值同时也是2台冷水主机始终均衡分担冷负荷的控制方式的总EER：

主冷水主机承担全部符合，冷量不够时再启动从冷水主机承担剩余负荷的运行方式的总EER如下表：

结论：

（1）遵循开机台数>>负荷区间的优先等级，即是：尽量只开启1台冷水主机，即使负荷处于EER较低的全负荷（100%）;

（2）单台冷水主机的最佳EER位于55%-75%的负荷区间;

（3）当1台冷水主机不满足负荷要求需要开启第2台冷水主机时，尽量采取2台冷水主机平均分担系统负荷的要求。

2.决定单台冷水主机实际出水温度

在保证车间温湿度正常的情况下，班组尽量将冷水机组的冷冻水出水温度设置高一些，防止其过量生产。通过多次试验调节，最终确定在当前干冷环境保证车间温湿度达标的情况下，冷水机组的冷冻水出水温度最高可以达到13℃。

结论：在温湿度达标以及优先只开1台冷水主机的前提下，把实际出水温度从原来的7℃放宽为13℃。

3.形成新的组合标准

组合式空调具有良好的控制和自纠错能力，班组可以放开冷冻水出水温度7℃的限制，借助秋冬季节干冷天气的有利条件，以开启1台冷水机组为基础，当外界负荷超过机组额定制冷量时，开启第2台冷水机组，并将负载量维持两者相等。具体指导如下：

（1）制冷主机出水温度设定值从标准的7℃设为8℃，密切监控实际出水温度，保证其在13℃以下;

（2）尽量少开主机，控制开机台数，原则上在每日用冷高峰时期只开启2台大机组，小机组作补充;

（3）当车间湿度超65%，温度超出26℃或主机出水温度超出13℃必须加开主机。

在往后的统计验证中，新组合下的EER平均值为6.04，实现了我们的节能目标，中央空调耗电量也明显降低。

（四）减少异型烟区湿度异常次数的要因所在

根据除湿原理，组合式空调设备的送风湿度体现其除湿能力，只有当送风湿度小于空间湿度时，才能起到除湿作用。通过采集相关数据我们发现负责异型烟区的KJ45机组的送风湿度与异型烟区湿度呈强正相关：组合式空调送风湿度∝区域空间湿度，而KJ45机组送风湿度在生产过程中频发大于55%RH。

而组合式空调机组的除湿能力与冷冻水的温度密切相关，即冷冻水温度越低，制冷除湿效果越好，但出于节能考虑不能通过降低冷冻水供水温度来能增强单台空调风柜的除湿能力。

（五）减少异型烟区湿度异常次数的具体做法

1.计算异型烟区实际制冷量需求

由于冷冻水温度降低1℃，空调的制冷除湿能力大概可以提升17%。相应KJ45风柜除湿能力得到增强，满足异型烟区的湿度指标要求。而KJ45的制冷量为95kW，提升17%大概提升了16.2kW的制冷量。所以，如果要在异型烟区内增设等效除湿设备，该设备至少需具备16.2kW的制冷量。

2.合理调配现有除湿设备

目前我厂在许多工作区域都设有工业除湿机，在不影响这些区域工艺环境的前提下，移置其中未起作用的除湿机至异型煙区，就可以实现在不额外增加成本的情况下满足生产需求的资源重新配置，完美解决目前棘手的问题。

我们查阅了实施细则以及到除湿机所在区域进行现场调查，认为可以将五金仓的一台除湿机移至异型烟区，原因在于：五金仓存储的是五金零件，对环境湿度要求不高，且没有湿度工艺指标要求。且该除湿机具有满足要求的28.2kW制冷量。

3.变更除湿机出风口形式

除湿机原出风口属于立式出风口，但异型烟区的布局属平面式布局，采用原出风口结构会导致干风输送不均匀，造成区域湿度局部差异大。因此我们对除湿机的出风口进行改良导流，将原来立式出风口改为平面式出风口。

在新增除湿机的加持下，异型烟区组合式空调机组送风湿度低于了55%RH的标准值，而此时异型烟区的区域湿度也处于50%±5RH的范围内，湿度异常次数得到有效减少。

参考文献：

[1]詹姆斯P.沃麦克《精益思想》[M] 机械工业出版社

[2]赵文成《中央空调节能及自控系统设计》[M] 中国建筑工业出版