潘三会堂中央空调节能技术实现及经济效益分析

张福玲

摘要：本文介紹了智能控制技术在潘三中央空调节能改造中的实现与应用，从节能分析、技术原理、改造方案、先进适用性、经济比对等方面进行了探讨，通过对节能技术的方案论证和经济收益分析，论证了旧有能耗设备技术改造的可行性和必要性，在节能、环保、降损的基础上扩展了矿井设备的理论和现实的技术性和适用性，为矿井其它能耗项目的节能改造提供参考和借鉴。

关键词： 中央空调  节能改造  模糊控制   技术比对   经济分析

一、前言

中央空调是矿井生产和办公场所不可或缺的重要设备之一，但中央空调在改善和提高矿井内部作业环境质量的同时，也带来了较高的能源消耗，大大增加了企业的生产成本。据调查统计，在煤矿生产办公楼和生活福利楼中，中央空调的能耗约占整个建筑物总能耗的80%左右。在国家强调节能减排的大环境下，淮南矿业集团全面推行以效益为中心的管理理念的同时，如何既能满足空调致冷供热需求，又能降低空调的能耗，则是我们机电管理人员当下需要解决的一个重要课题。

二、节能技术背景分析

中央空调系统的设计通常按服务面积、气温限度来计算其最大负荷，并以其最大冷（热）负荷的1.2—1.5倍确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。然而，实际上潘三矿每年出现天寒或炎热的的时间较为短促，这决定了会堂的中央空调系统在大部分时间是在部分（低）负荷状态下运行，实际的空调负荷只有设备设计能力的50%左右，因此出现了“大马拉小车”的现象，又因潘三的中央空调为电厂的热电冷联产项目，空调运行中，不但浪费大量电厂蒸汽，而且还带来了空调设备空耗磨损，造成空调寿命缩短等一系列提高运行费用、增加维修成本的遗留问题。

三、节能技术概况与控制原理

（一）  技术概况

当前，淮矿煤业公司正逐步推行井上下生产方式的转变，努力实现生产系统的“信息化、自动化、机械化、智能化”，“四化”融合必然催生更多生产电气设备和电气系统的淘汰和改制，随着自动化、智能化控制技术在煤矿的大量应用，智能控制技术相应地在中央空调控制领域进行应用。与传统的恒温差、恒压差PID调节控制方式不同，中央空调智能控制系统将系统智能控制技术和变频调速技术进行整合，可使空调主机节能15-25%，水泵、风机节能50%～60%（中央空调系统综合节能达30%～40%）。

（二）  系统控制原理

空调的智能控制是以计算机逻辑演算为原理的集成智能控制，尤其适合于中央空调这样复杂的、不可预见性的和时变性系统的控制。基于空调自动控制的变频调速方式可以实现中央空调水系统真正意义上的可变温差、可变压差、可变流量运行。

四、节能改造的具体方案

1  系统情况

潘三小礼堂，空调使用面积约1000M²，空调设计总制冷量20冷吨，配置离心式空调机组1台功率37kW;冷冻水泵2台，电机功率4kW;循环水泵2台，功率4kW;冷却塔1台，风机电机功率7.5kW。中央空调系统原设计为定流量运行，无自动控制系统。

小礼堂中央空调全年运行240天左右，每天平均运行时间在7小时左右，中央空调系统年平均总耗电约8.9万kWh，电费支出9.79万元左右，平均每日使用电厂蒸汽12吨，全年共用蒸汽2880吨，以每吨蒸汽180计，全年共支出蒸汽费用51.8万元;使用智能控制技术对该礼堂中央空调系统（主机、冷冻水泵、冷冻水泵、冷却塔风机）进行变流量节能改造则可一定程度地节约用电减少热蒸汽的使用量。

2  系统配置及构成

2.1  系统选型

依据小礼堂中央空调系统的具体配置，并按双电源供电的要求，中央空调智自动控制系统的设备作如下相应的配置。

一台型号为BKS2003型自动控制柜;

一台编号型号为FBQ2003T-4型冷却水泵智能控制柜;

一台编号型号为FBQ2003T-4型循环水泵智能控制柜;

一台型号为FJX-4型冷却塔风机智能控制箱。

装设流量计、水温传感器件、水流压差传感器等，对中央空调运行参数进行采集。

2.2 系统配置

2.2.1冷却水模糊控制系统

冷却水变流量模糊控制系统配置了型号为FBQ2003T-4型2套冷却水泵智能控制柜分别控制CTP-1、CTP-2 、2台4KW冷却水泵。

于冷却水进、出总管上分别安装水温传感器。

2.2.2冷却塔风机模糊控制系统

冷却塔风机变流量模糊控制系统配置了编号型号为FJX-4型1套冷却塔风机智能控制箱用于控制冷却塔风机。

五、实际应用效果

（一）安全可靠性和节能效果

潘三小礼堂中央空调系统通过安装智能控制系统实施节能改造后，实际运行结果表明：

1、系统运行安全、稳定、可靠，各项性能与功能指标到达设备技术设计要求;且系统较为直观，自动化程度较高，能及时、准确地自动跟踪末端空调负荷运行状况;

2、系统实现了空调泵组的软启动、软停止、运行平滑稳定，较大地改善了设备的启停性能和运行磨损;

3、实现了中央空调系统最大限度的节能，加上变频控制，系统（主机、循环水泵、冷冻水泵、冷却塔风机）综合节电率达24.89%。

（二）节能效果及社会效益

节能改造前，该项目年耗电8.9万kWh，电费9.79万元。

实施节能改造后，每年节约：

电量2.69万kWh，每年减少电费支出2.86万元人民币（按系统综合节能率30.3%，综合电价1.1元/kWh计算）。

热蒸汽量872.64吨，每年减少蒸汽支出15.71万元（按系统综合节能率30.3%，蒸汽用价180元/T计算）。

当前，淮南矿业集团公司充分践行“一切为了发展  一切为了职工”的企业宗旨，着力改善井下生产和作业环境，逐步实现井下工作面的致冷系统全覆盖，改变以往采掘工作面的高温潮湿闷热的极端恶劣生产状况，既为职工谋福利，也使得矿井的安全生产质量标化工作大踏步前进，但大范围的空调致冷装备的使用也意味着电力能源、人工维修、设备购置方面的巨大投入，此节能技术的应用将极大地促进潘三整体中央空调和井下致冷装备的改制工作，有力推进潘三向绿色能源和清洁能源企业的逐步迈进。

参考文献：

[1] 《变频器应用技术》，陶权，吴尚兵，华南理工大学出版社，2011[2]

[2] 《中央空调》，何青，何耀，冶金工业出版社，2009[3]

[3] 《制冷装置及其自动化》，邹根南机械工业出版社，2002[6]