一、技術名稱:基于冷卻塔群變流量控制的模塊化中央空調節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍:建筑及工業領域 使用水冷式機組的中央空調系統
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
近年來，我國的建筑能耗不斷升高，約占全社會能源消費的28%-30%。2013年，我國能源消費總量為37.6億tce，僅建筑能耗就達到10.5億tce至11.28億tce。建筑用能中約有50%的能耗與空調系統有關，中央空調能耗占醫院總能耗的35%-45%，占酒店總能耗的50%-60%，占寫字樓總能耗的50%-60%。此外，數據機房及生產企業的中央空調也存在大量的能源消耗。提高中央空調系統能效，降低相關能源消耗，對于促進我國建筑行業節能減排具有重要意義。目前應用該技術可實現節能量3萬tce/a，CO2減排約8萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術采用冷卻塔群變流量技術，充分利用冷卻塔有效換熱面積，提高冷卻效率，減少冷卻水流量需求，降低主機及冷卻水泵的能耗；采用雙變流量技術，用一次泵系統實現主機定流量安全運行、末端變流量節能運行，降低冷凍水泵的能耗；由傳統的采集所有溫度、壓力、流量等信號，由上位機集中處理后發出指令去驅動相關設備，變為獨立采集相關設備信號后直接驅動的方式，實現模塊化控制，各個設備按預先設定運行，實現系統高效運轉。
2.關鍵技術
（1）模塊化控制技術。由原來的集中采集信號變為各個模塊獨立采集信號，其優點在于系統可以標準化生產后大量普及。
（2）智能型變流量冷卻塔技術。采用水力穩壓器以及變流量噴頭組合而成。當流量變化時，能夠均勻布水的冷卻塔群，以實現冷卻塔在流量變化時仍然保持高效，降低冷卻水溫度。
（3）雙向變流量技術。中央空調主機與末端流量互相補償，以實現冷凍水泵流量揚程的有效匹配，達到節省冷凍水泵電能的目的。
（4）水力平衡控制技術。末端各個分支之間流量分配技術，以達到各個支路流量的有效分配，以此達到冷凍水泵電能以及損耗下降的目的。
3.工藝流程
該技術以冷卻塔變流量技術為前提，冷卻塔模塊根據采集的數據，在盡可能降低冷卻水溫度的前提下，使冷卻塔風機節省電能；冷卻泵模塊根據采集的數據，控制冷卻泵運轉速度以及數量提高系統輸送系數；主機策略模塊根據冷機的特性，控制冷機工作在高效區；冷凍泵控制模塊在雙變流量技術的硬件支持下，達到末端與主機流量的互調，降低冷凍泵用電量；水力平衡模塊負責調節各個支路的流量。利用配套研發的WISDOM平臺，實現整個系統的智能化節能運行，其系統原理圖見圖1。
圖1 模塊化控制高效節能水冷式中央空調系統原理圖
五、主要技術指標
1.中央空調整體節能率：≧30%；
2.中央空調機房年綜合制冷能效比：4-5。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術中的”冷卻塔水力穩壓器”和”智能型變流量冷卻塔”分別于2011年和2013年通過江蘇省科學技術廳的高新技術產品認定，并于2011年獲得國家火炬計劃項目資金支持。此外，該技術已獲得11項國家專利，其中發明專利1項，計算機軟件著作權5項。目前，已在醫院、酒店、商場、寫字樓、電子廠、光伏廠、制藥廠等60多個項目中成功應用。
七、典型應用案例
典型用戶：東方電氣集團（宜興）邁吉太陽能公司、宜興市中醫醫院等。
典型案例1
案例名稱：東方電氣集團（宜興）邁吉太陽能公司中央空調系統改造項目
技術提供單位：江蘇天納節能科技有限公司
建設規模：1.5萬m2建筑面積。建設條件：由離心式機組，橫流式冷卻塔和冷凍、冷卻水泵構成水冷式系統。主要技改內容：將原有4臺700m3/h的冷卻塔升級成智能型變流量冷卻塔，對3臺1000RT離心機進行主機策略控制，對2臺90kW冷凍泵進行控制，對2臺75kW冷卻泵進行控制。主要設備包括：冷卻塔變流量噴嘴1867個，水力穩壓器DN200型16個，冷卻塔能效控制柜2臺，冷卻水能效控制柜2臺，冷凍水能效控制柜2臺，主機策略控制柜2臺，監控終端1套。節能技改投資額315萬元，建設周期2個月。每年可節能823 tce，碳減排量2172tCO2。年節能經濟效益187萬元，投資回收期1.7年。
典型案例2
案例名稱：宜興市中醫醫院中央空調系統改造項目
技術提供單位：江蘇天納節能科技有限公司
建設規模：8萬m2建筑面積。建設條件：由蒸汽型溴化鋰主機，橫流式冷卻塔和冷凍、冷卻水泵構成水冷式系統。主要技改內容：將原有3臺殼管式換熱器更換為2臺浮動盤管式換熱器；通過管路改動，實現冷熱水共用循環水泵，拆除原有3臺18.5kW熱水泵；將原有3臺600m3/h的冷卻塔90度轉向，并升級成智能型變流量冷卻塔；對3臺制冷量2330kW蒸汽型溴化鋰主機進行主機策略控制；對2臺75kW冷溫泵進行控制；對2臺75kW冷卻泵進行控制。主要設備包括：冷卻塔變流量噴嘴1200個，水力穩壓器DN200型12個，冷卻塔能效控制柜2臺，冷卻水能效控制柜2臺，冷溫水能效控制柜2臺，主機策略控制柜2臺、熱源策略控制柜1臺，監控終端1套。節能技改投資額296萬元，建設周期2個月。每年可節能884tce，碳減排量2334tCO2。年節能經濟效益220萬元，投資回收期約1.3年。
八、推廣前景及節能減排潛力
隨著我國城鎮化建設與建筑節能工作不斷推進，大型建筑的中央空調節能改造將具有廣闊的市場前景。預計未來5年，該技術在行業內的推廣比例將達到1%，項目數量達500項，總投資額7.5億元，形成的年節能能力為25萬tce，年碳減排能力為66萬tCO2。
|
