一、技術(shù)名稱(chēng):

基于冷卻塔群變流量控制的模塊化中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍:

建筑及工業(yè)領(lǐng)域使用水冷式機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)的建筑能耗不斷升高，約占全社會(huì)能源消費(fèi)的28%-30%。2013年，我國(guó)能源消費(fèi)總量為37.6億tce，僅建筑能耗就達(dá)到10.5億tce至11.28億tce。建筑用能中約有50%的能耗與空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)，中央空調(diào)能耗占醫(yī)院總能耗的35%-45%，占酒店總能耗的50%-60%，占寫(xiě)字樓總能耗的50%-60%。此外，數(shù)據(jù)機(jī)房及生產(chǎn)企業(yè)的中央空調(diào)也存在大量的能源消耗。提高中央空調(diào)系統(tǒng)能效，降低相關(guān)能源消耗，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量3萬(wàn)tce/a，CO2減排約8萬(wàn)t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

該技術(shù)采用冷卻塔群變流量技術(shù)，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(jī)及冷卻水泵的能耗;采用雙變流量技術(shù)，用一次泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主機(jī)定流量安全運(yùn)行、末端變流量節(jié)能運(yùn)行，降低冷凍水泵的能耗;由傳統(tǒng)的采集所有溫度、壓力、流量等信號(hào)，由上位機(jī)集中處理后發(fā)出指令去驅(qū)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，變?yōu)楠?dú)立采集相關(guān)設(shè)備信號(hào)后直接驅(qū)動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)模塊化控制，各個(gè)設(shè)備按預(yù)先設(shè)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.關(guān)鍵技術(shù)

(1)模塊化控制技術(shù)。由原來(lái)的集中采集信號(hào)變?yōu)楦鱾€(gè)模塊獨(dú)立采集信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)可以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)后大量普及。

(2)智能型變流量冷卻塔技術(shù)。采用水力穩(wěn)壓器以及變流量噴頭組合而成。當(dāng)流量變化時(shí)，能夠均勻布水的冷卻塔群，以實(shí)現(xiàn)冷卻塔在流量變化時(shí)仍然保持高效，降低冷卻水溫度。

(3)雙向變流量技術(shù)。中央空調(diào)主機(jī)與末端流量互相補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)冷凍水泵流量揚(yáng)程的有效匹配，達(dá)到節(jié)省冷凍水泵電能的目的。

(4)水力平衡控制技術(shù)。末端各個(gè)分支之間流量分配技術(shù)，以達(dá)到各個(gè)支路流量的有效分配，以此達(dá)到冷凍水泵電能以及損耗下降的目的。

3.工藝流程

該技術(shù)以冷卻塔變流量技術(shù)為前提，冷卻塔模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，在盡可能降低冷卻水溫度的前提下，使冷卻塔風(fēng)機(jī)節(jié)省電能;冷卻泵模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，控制冷卻泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及數(shù)量提高系統(tǒng)輸送系數(shù);主機(jī)策略模塊根據(jù)冷機(jī)的特性，控制冷機(jī)工作在高效區(qū);冷凍泵控制模塊在雙變流量技術(shù)的硬件支持下，達(dá)到末端與主機(jī)流量的互調(diào)，降低冷凍泵用電量;水力平衡模塊負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)各個(gè)支路的流量。利用配套研發(fā)的WISDOM平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能化節(jié)能運(yùn)行，其系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖1。

圖1模塊化控制高效節(jié)能水冷式中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖

五、主要技術(shù)指標(biāo)

1.中央空調(diào)整體節(jié)能率：≧30%;

2.中央空調(diào)機(jī)房年綜合制冷能效比：4-5。

六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

該技術(shù)中的”冷卻塔水力穩(wěn)壓器”和”智能型變流量冷卻塔”分別于2011年和2013年通過(guò)江蘇省科學(xué)技術(shù)廳的高新技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)定，并于2011年獲得國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目資金支持。此外，該技術(shù)已獲得11項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利，其中發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)5項(xiàng)。目前，已在醫(yī)院、酒店、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、電子廠、光伏廠、制藥廠等60多個(gè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用。

七、典型應(yīng)用案例

典型用戶(hù)：東方電氣集團(tuán)(宜興)邁吉太陽(yáng)能公司、宜興市中醫(yī)醫(yī)院等。

典型案例1

案例名稱(chēng)：東方電氣集團(tuán)(宜興)邁吉太陽(yáng)能公司中央空調(diào)系統(tǒng)改造項(xiàng)目

技術(shù)提供單位：江蘇天納節(jié)能科技有限公司

建設(shè)規(guī)模：1.5萬(wàn)m2建筑面積。建設(shè)條件：由離心式機(jī)組，橫流式冷卻塔和冷凍、冷卻水泵構(gòu)成水冷式系統(tǒng)。主要技改內(nèi)容：將原有4臺(tái)700m3/h的冷卻塔升級(jí)成智能型變流量冷卻塔，對(duì)3臺(tái)1000RT離心機(jī)進(jìn)行主機(jī)策略控制，對(duì)2臺(tái)90kW冷凍泵進(jìn)行控制，對(duì)2臺(tái)75kW冷卻泵進(jìn)行控制。主要設(shè)備包括：冷卻塔變流量噴嘴1867個(gè)，水力穩(wěn)壓器DN200型16個(gè)，冷卻塔能效控制柜2臺(tái)，冷卻水能效控制柜2臺(tái)，冷凍水能效控制柜2臺(tái)，主機(jī)策略控制柜2臺(tái)，監(jiān)控終端1套。節(jié)能技改投資額315萬(wàn)元，建設(shè)周期2個(gè)月。每年可節(jié)能823 tce，碳減排量2172tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益187萬(wàn)元，投資回收期1.7年。

典型案例2

案例名稱(chēng)：宜興市中醫(yī)醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)改造項(xiàng)目

技術(shù)提供單位：江蘇天納節(jié)能科技有限公司

建設(shè)規(guī)模：8萬(wàn)m2建筑面積。建設(shè)條件：由蒸汽型溴化鋰主機(jī)，橫流式冷卻塔和冷凍、冷卻水泵構(gòu)成水冷式系統(tǒng)。主要技改內(nèi)容：將原有3臺(tái)殼管式換熱器更換為2臺(tái)浮動(dòng)盤(pán)管式換熱器;通過(guò)管路改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)冷熱水共用循環(huán)水泵，拆除原有3臺(tái)18.5kW熱水泵;將原有3臺(tái)600m3/h的冷卻塔90度轉(zhuǎn)向，并升級(jí)成智能型變流量冷卻塔;對(duì)3臺(tái)制冷量2330kW蒸汽型溴化鋰主機(jī)進(jìn)行主機(jī)策略控制;對(duì)2臺(tái)75kW冷溫泵進(jìn)行控制;對(duì)2臺(tái)75kW冷卻泵進(jìn)行控制。主要設(shè)備包括：冷卻塔變流量噴嘴1200個(gè)，水力穩(wěn)壓器DN200型12個(gè)，冷卻塔能效控制柜2臺(tái)，冷卻水能效控制柜2臺(tái)，冷溫水能效控制柜2臺(tái)，主機(jī)策略控制柜2臺(tái)、熱源策略控制柜1臺(tái)，監(jiān)控終端1套。節(jié)能技改投資額296萬(wàn)元，建設(shè)周期2個(gè)月。每年可節(jié)能884tce，碳減排量2334tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益220萬(wàn)元，投資回收期約1.3年。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)與建筑節(jié)能工作不斷推進(jìn)，大型建筑的中央空調(diào)節(jié)能改造將具有廣闊的市場(chǎng)前景。預(yù)計(jì)未來(lái)5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣比例將達(dá)到1%，項(xiàng)目數(shù)量達(dá)500項(xiàng)，總投資額7.5億元，形成的年節(jié)能能力為25萬(wàn)tce，年碳減排能力為66萬(wàn)tCO2。