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文檔簡介
1、廣州聯(lián)通天河工業(yè)園數(shù)據(jù)機房風冷式空調潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置測試報告中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司廣州市分公司2011年9月20日目 錄一、工程項目簡介1二、節(jié)能裝置及施工過程介紹11. 工作原理介紹12. 控制過程介紹23. 后臺監(jiān)控軟件介紹24. 施工過程介紹4三、改造后冷凝器工作環(huán)境及裝置節(jié)電率分析51. 冷凝器工作環(huán)境分析52、裝置節(jié)電率分析5四、節(jié)能效益分析7五、結論10附表一11附表二12附表三13附表四14附圖15一、工程項目簡介為響應國家節(jié)能減排的號召,我公司委托廣東省科學院自動化工程研制中心對廣州天河工業(yè)園屬于我司的部分機房空調進行了節(jié)能改造。廣州天河工業(yè)園數(shù)據(jù)機房空調位于廣州天河軟件
2、園中國聯(lián)通六樓天臺,室外機暴露于天臺,天氣變化對空調機組的運行影響很大,高溫且晴天時冷凝器進風溫度最高可達45,導致空調排氣壓力及冷凝溫度升高,嚴重影響空調機組的能效比及壽命。今年7月份,對相關的風冷式冷凝器(110機組)加裝潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置,該裝置于7月26日開始處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。用于節(jié)能效果分析的數(shù)據(jù)選取依據(jù):空調機組及節(jié)能設備運行穩(wěn)定,室內環(huán)境穩(wěn)定且符合要求。本次節(jié)能效益分析數(shù)據(jù)在節(jié)能改造前取5月19日5月29日、6月9日6月24日共27天的運行數(shù)據(jù),節(jié)能整改后取7月26日8月1日、8月4日8月12日、8月15日8月19日、8月23日共22天的運行數(shù)據(jù)做為分析對象。5月19日5月29
3、日、6月9日6月24日,總日平均溫度為28.1(詳見附表一);7月26日8月1日、8月4日8月12日、8月15日8月19日、8月23日,總日平均溫度為30.2(詳見附表一)。二、節(jié)能裝置及施工過程介紹1. 工作原理介紹潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置由表面積很大的特種紙質波紋蜂窩狀濕簾、水循環(huán)系統(tǒng)、浮球閥補水裝置、機殼及電器元件組成。其工作原理是(圖1):通過布水管不間斷的將水均勻的噴灑在蒸發(fā)濕簾上,當空調冷凝器風機運行時冷凝器腔內產(chǎn)生負壓,使機外空氣流進多孔濕潤的濕簾表面進入腔內,外界熱空氣與蒸發(fā)濕簾的水粒充分進行熱交換,水分子蒸發(fā)吸熱,濕簾上的水在受熱條件下蒸發(fā),帶走大量潛熱,迫使過簾空氣干球溫度降至
4、接近于機外空氣的濕球濕度,即出口的干球溫度比室外干球溫度低4-10(干熱地區(qū)可達15),考慮對熱島效應的影響其溫差會更大??諝庥蔁?,其溫差愈大,降溫效果越好。從而降低進入冷凝器空氣的進風,經(jīng)過潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置預冷使進入冷凝器和離開冷凝器的空氣的溫差加大,單位流量的空氣帶走的熱量增加,從而降低空調機組的冷凝溫度,改善、增加冷凝器的熱處理能力。圖1 工作原理圖2. 控制過程介紹節(jié)能裝置的各動作元件是由控制板控制的,溫度傳感器將信號傳輸給控制板,控制板根據(jù)設定條件實現(xiàn)對各動作元件的開啟與關閉控制。1 循環(huán)水泵的控制。機房空調啟動時,其壓機排氣溫度升高,當排氣溫度達到設定值時節(jié)能裝置的循環(huán)水泵開
5、啟,給節(jié)能裝置供水;機房空調停機時,其壓機排氣溫度降低,當排氣溫度降低到設定值時節(jié)能裝置的循環(huán)水泵關閉。2 排水泵的控制。節(jié)能裝置的排水泵是通過其循環(huán)水泵的運行時間控制的,當循環(huán)水泵的運行時間達到設定值時,排水泵啟動,排水泵的運行時間可根據(jù)實際工程需要進行設置。3 加藥閥與加藥泵的控制。節(jié)能裝置的加藥閥與加藥泵是通過其循環(huán)水泵的運行時間控制的,當循環(huán)水泵的運行時間達到設定值時,加藥閥與加藥泵啟動,加藥閥的開啟時間與加藥泵的運行時間可根據(jù)實際工程需要進行設置。4 高溫電磁閥的控制。節(jié)能裝置的循環(huán)水泵未啟動而節(jié)能裝置的濕簾溫度達到設定值時,高溫電磁閥開啟,市政供水通過節(jié)能裝置的供水管路給濕簾供水降
6、溫,溫度達到設定值時,高溫電磁閥關閉。3. 后臺監(jiān)控軟件介紹通過后臺監(jiān)控軟件可設置各元件的控制及報警條件,顯示各測試點的溫度及各元件的運行情況,還可以記錄、查詢節(jié)能裝置的歷史運行數(shù)據(jù)。后臺監(jiān)控軟件的主界面如圖2所示:圖2 后臺監(jiān)控軟件主界面1. 主界面最上端為工具欄,點擊各工具按鈕可進入到相應界面并進行相應操作。2. 主界面最左側邊位置顯示的是已連接并通電的節(jié)能裝置,圖2中顯示已連接了10套節(jié)能裝置,最多可顯示32套。3. 主界面左側中部的圖片可顯示各控制系統(tǒng)的運行情況,圖2中顯示供水系統(tǒng)運行(有箭頭及水滴標示)。4. 圖片上方位置顯示正在監(jiān)控的系統(tǒng),圖2中顯示正在檢測1#冷凝器的節(jié)能裝置系統(tǒng)
7、。5. 主界面右側中部位置為各元件運行指示區(qū)域,指示燈為綠色表示正在運行,指示燈為灰色表示關閉,圖2中循環(huán)水泵的指示燈為綠色,表示循環(huán)水泵正在運行,其它元件的指示燈為灰色,表示其它元件均為關閉狀態(tài)。6. 運行指示區(qū)域上方為手動控制的選擇框,點擊選擇框,框內出現(xiàn)“”時各元件為手動控制運行,此時點擊指示燈區(qū)域的各元件按鈕可改變各元件的運行狀態(tài);框內無“”時為各元件為自動控制運行。7. 主界面左側底部為溫度顯示區(qū)域,其中,“排氣溫度”指空調壓機的排氣溫度;“高溫溫度”指濕簾模塊的溫度,用于控制高溫電磁閥;“環(huán)境溫度”指室外環(huán)境溫度,為濕簾的進風溫度;“進風溫度”指冷凝器的進風溫度,為經(jīng)過濕簾后空氣的
8、溫度;“出風溫度”指冷凝器的出風溫度,為經(jīng)過冷凝器排放到環(huán)境中的空氣的溫度;“節(jié)能率”指節(jié)能裝置的節(jié)能率,此節(jié)能率與濕簾前后空氣的溫差有關。8. 主界面右側底部為運行時間顯示區(qū)域,“通電運行時間”指循環(huán)水泵的通電運行時間,是循環(huán)水泵通電運行時間的累積值;“自動排水剩余時間”指排水泵啟動剩余時間,即在此時間之后(顯示時間為“0小時0分”)排水泵自動啟動運行;“自動加藥剩余時間”指加藥閥和加藥泵啟動剩余時間,即在此時間之后(顯示時間為“0小時0分”)加藥閥自動開啟、加藥泵自動啟動運行。9. 主界面底部為報警區(qū)域,達到報警條件時系統(tǒng)顯示報警信息,無報警時不顯示。10. 報警區(qū)域底部的左側顯示已登錄用
9、戶的用戶名稱,右側顯示當前日期與時間。4. 施工過程介紹本次節(jié)能改造的施工過程主要包括:材料進場、底座安裝、濕簾模塊安裝、供水管路安裝、回水管路安裝、運行調試、水箱及控制柜安裝、密封部件安裝布線等。各部分的安裝時間如下:17月7日:濕簾模塊及配件進場。27月8日:底座及濕簾模塊安裝與固定。37月 9日:供水管路的安裝與固定。47月10日:回水管路的安裝與固定,供水、回水試運行,檢測濕簾布水是否均勻、管路是否漏水。57月11日:安裝溫度傳感器,確定水箱位置并連接供、回水管路等,剪裁密封用鋁塑板。67月12日:完成水箱組件的安裝,安裝控制柜與密封鋁塑板。77月13日:布線并接線,安裝密封鋁塑板。8
10、7月14日:完成布線及接線,安裝密封鋁塑板。97月15日:安裝密封板。107月18日:調試節(jié)能裝置各動作元件。117月20日:完成鋁塑板的安裝,安裝電表及水表,連接后臺電腦并安裝后臺控制軟件,清理施工現(xiàn)場。127月21日7月26日:節(jié)能裝置及后臺電腦運行穩(wěn)定,后臺軟件正常運行。由于施工期間天氣炎熱及雨水較多,影響了施工進度。三、改造后冷凝器工作環(huán)境及裝置節(jié)電率分析1. 冷凝器工作環(huán)境分析由于冷凝器工作環(huán)境受熱島效應影響,冷凝器進風溫度比環(huán)境溫度高,導致空調機組排氣壓力及冷凝溫度升高,空調處于超負荷工作狀態(tài)。同樣天氣情況下,室外環(huán)境溫度越高冷凝器的工作環(huán)境越惡劣,冷凝器的工作環(huán)境越惡劣空調機組的
11、耗電量越多。加裝潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置可以有效地解決進風溫度受環(huán)境溫度影響的情況,即使在一個較高溫環(huán)境中,潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置仍然可以為冷凝器提供一個較理想的工作環(huán)境,并且工作環(huán)境較穩(wěn)定,具體情況如圖3所示:圖 3 設備安裝后個測試點溫度圖3中8月1日及8月2日節(jié)能設備檢測;8月14、15日、8月20日8月22日后臺電腦故障無法監(jiān)測節(jié)能設備運行情況,所以此兩階段數(shù)據(jù)不可用。圖3中的室外平均溫度為節(jié)能裝置的進風溫度,日平均溫度為天氣預報的日平均溫度。由圖3可知,室外平均溫度相對日平均溫度的平均漂移量為5.5,冷凝器進風平均溫度與室外環(huán)境平均溫度溫差約為8左右,這是因為潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置可以將通過
12、濕簾的高溫空氣進行有效地預冷,并降低了熱島效應,降低了冷凝器的進風溫度,冷凝器的出風溫度也跟著降低,從而使空調機組處于一個較為理想的運行狀態(tài)。2、裝置節(jié)電率分析在節(jié)能改造實施前,所有需進行節(jié)能改造的機組均加裝了電度表,通過記錄電度表的讀數(shù)可以直接顯示需改造機組的每天用電情況。潛熱過渡冷卻節(jié)能改造前后后,所有空調機組的日用電量對比情況如圖4所示:圖 4 改造前后日用電量圖4為節(jié)能改造前后空調機組實際運行的耗電量,其中5月30日6月8日空調機組故障導致數(shù)據(jù)不可用;6月25日7月11日空調故障導致數(shù)據(jù)不可用;7月7日7月20日施工期間數(shù)據(jù)不可用;7月21日7月25日后臺電腦故障,無法監(jiān)測節(jié)能設備運行
13、情況,數(shù)據(jù)不可用;8月1日及8月2日節(jié)能設備檢測,數(shù)據(jù)不可用;8月14、15日、8月20日8月22日后臺電腦故障無法監(jiān)測節(jié)能設備運行情況,數(shù)據(jù)不可用。由圖4可以發(fā)現(xiàn),在潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置穩(wěn)定運行后,空調機組的日用電量明顯下降。由附表二、附表三可知所有改造的空調機組在5月19日-5月29日、6月9日6月24日中平均總耗電量為1117kwh;所有改造的空調機組在7月26日8月1日、8月4日-8月12日、8月15日8月19日、8月23日中平均總耗電量為778 kwh。則:改造后空調機組整體節(jié)電率: 30由附表一可知改造前后的室外環(huán)境平均溫度不同,改造后室外環(huán)境平均溫度比改造前室外環(huán)境平均溫度高,所
14、以此次節(jié)能改造測試階段的實際節(jié)電率比測試所得的節(jié)電率高??照{冷凝器進風溫度降低,不但可以節(jié)省空調耗電量,還可以降低空調的冷凝溫度,保證其他運行條件不變的情況下,空調的制冷量會增加,因此空調的能效比(COP=制冷量/耗電量)會升高。四、節(jié)能效益分析7月22日8月23日,節(jié)能裝置實際總用水量為60m3,實際總用電量為190kwh,進行節(jié)能改造的機房空調為5套,而長期運行的只有3套,因此平均每月每套節(jié)能裝置蒸發(fā)水量約18.3 m3,用電57.6kwh。排水泵每800小時排水一次,每次每套節(jié)能裝置的排水量約0.1 m3,因此平均每月每套節(jié)能裝置的排水量約0.09 m3,所以平均每月每套節(jié)能裝置的總用水
15、量約為:18.3+0.09=18.39 m3。每噸水按3元計算,每度電按1.1元計算,則平均每月每套節(jié)能裝置運行費用為:18.393+57.61.1118.53元。節(jié)能改造的費用主要由初投資、運行費用及維護費用構成,每套節(jié)能裝置(20匹空調機組)的初投資為2.99萬元,平均每套維護費用見表1 。表1 平均每套節(jié)能裝置維護費用項目更換周期/壽命費用/元備注水處理劑1年左右800濕簾組件5年左右5000600元/平方米水泵35年400清洗36個月300巡查2個月電磁閥15萬次短期內基本不用更換設備在免費維護期間(兩年),如有設備元器件損壞,乙方負責免費更換,如已過免費維護期出現(xiàn)設備元器件損壞,由我
16、方付費乙方負責更換。水處理劑、濕簾組件、水泵及電磁閥的更換費用以當時的成本為準。由表1中的維護費用,可知平均每套節(jié)能裝置每月的維護費用為166.7元,平均每套空調節(jié)能改造的各項費用詳見表2。表2 平均每套空調節(jié)能改造費用費用類別金額/元初投資29900運行費用/月118.53維護費用/月166.7改造前后空調平均每天用電量分別為1117kwh、778 kwh,長期運行的機組為3套,因此改造前后平均每套機組每月用電量分別為:改造前:11170 kwh改造后:7780 kwh此次節(jié)能改造時間處于全年氣溫較高階段,全年平均氣溫相對此階段氣溫較低,因此全年平均節(jié)電率低于此次測試階段的節(jié)電率。在太陽直接
17、輻射熱和樓板顯熱及冷凝熱短路影響下,致使天面冷凝器的實際進風溫度比環(huán)境溫度上升漂移1.05.5(見圖3及其說明),形成區(qū)域熱島效應,具體情況如圖5所示:圖5 室外平均溫度、漂移溫度及節(jié)能設備前后溫差圖5中的室外平均溫度為廣州室外環(huán)境月平均干球溫度,漂移后室外平均溫度為風冷冷凝器實際進風溫度,節(jié)能設備前后溫差為風冷冷凝器加裝潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置后進風溫度溫降幅度。根據(jù)室外平均氣溫可將全年分為5個階段:15(一個月);1520(4個月);2025(1個月);2528(3個月);2831(3個月)。根據(jù)前面的分析可知濕簾前后溫差8時,節(jié)能設備的節(jié)電率為30%,所以濕簾前后溫差為1時節(jié)能設備的節(jié)電率約
18、為3.75%,及節(jié)能設備的節(jié)能率約為:3.75%/。節(jié)能裝置可將室外空氣處理成接近飽和的狀態(tài)(相對濕度100%),根據(jù)室外平均溫度及相對濕度可知各階段濕簾前后溫差分別為:2.5、4.65、5.3、7.5、8.6,對應的節(jié)能率為:9%、17%、20%、28%、32%,則全年平均節(jié)電率約為:節(jié)能改造后與節(jié)能改造前室外環(huán)境平均溫差為:30.2-28.1=2.1,對應的節(jié)能率為3.75%2.18%,因此若不安裝節(jié)能裝置,室外環(huán)境溫度為30.2時每套機組每月用電量約為: kwh由以上分析可知環(huán)境溫度每升高1,每套機組月平均用電量會增加(12548-11170)/2.1656 kwh。則全年各階段每套機組
19、月平均用電量分別為:1789 kwh、5004 kwh、6578 kwh、10317 kwh、12023 kwh,則全年月平均用電量為: kwh改造前后全年月平均用電量、月平均用電費用及月累計用電費用詳見附表四。此次節(jié)能改造項目費用的回收期如圖6所示:圖6 改造前后費用對比圖6所示的費用為空調機組用電的月度累計費用,其中改造后第一個月的費用包含節(jié)能裝置的初投資。五、結論本次測試結果表明,此次節(jié)能改造項目的節(jié)電率達30%,符合乙方方案設計中提出的18%的節(jié)能率,節(jié)能裝置前后的平均溫差為8,滿足合同中要求的6的溫差。由本次實際運行效果可知風冷式空調機組冷凝器加裝潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置是解決機房空調系
20、統(tǒng)節(jié)能減排的非常有效的方法。潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置不僅可以起到有效地節(jié)能效果,還可以減少空調設備的故障發(fā)生率,延長空調設備的使用壽命等有益附加效果。同時,潛熱過渡冷卻節(jié)能裝置還可以為風冷式冷凝器提供一個較為穩(wěn)定工作環(huán)境而不受外界環(huán)境溫度變化的影響,從而使風冷式空調機組常年處于穩(wěn)定且節(jié)能的方式運轉。附表一對比時間段室外環(huán)境溫度日期天氣預報溫度/天氣情況日平均溫度/總日平均溫度/日期天氣預報溫度/天氣情況日平均溫度/總日平均溫度/5月19日2231晴到多云26.528.17月26日2636晴見多云3130.25月20日2332多云陣雨27.57月27日2635晴見多云30.55月21日2330多云陣
21、雨26.57月28日2635晴見多云30.55月22日2327陰有暴雨257月29日2532多云有陣雨28.55月23日2226陰有暴雨247月30日2533陰有陣雨295月24日2127陰有暴雨247月31日2633多云有陣雨29.55月25日2129多云間晴258月01日2634多云有陣雨305月26日2230多云間晴268月04日2636晴315月27日2432晴間多云288月05日2636晴間多云315月28日2332多云到晴27.58月06日2735多云有陣雨315月29日2334晴間多云28.58月7日2834多云有陣雨316月9日2734多云有陣雨30.58月8日2734多云有陣
22、雨30.56月10日2935多云有陣雨328月9日2733多云有陣雨306月11日2734多云有陣雨30.58月10日2631陰有陣雨28.56月12日2633多云有陣雨29.58月11日2632陰有陣雨296月13日2632多云有陣雨298月12日2632多云有陣雨296月14日2734多云有陣雨30.58月13日2635晴30.56月15日2732多云有陣雨29.58月14日2635晴間少云30.56月16日2631多云有陣雨28.58月15日2735晴間多云316月17日2430多云有暴雨278月16日2735晴間多云316月18日2531多云有陣雨288月17日2735晴到多云,有陣雨
23、316月19日2734多云有陣雨30.58月18日2635晴到多云,有陣雨30.56月20日2635多云30.58月19日2635晴間多云,有陣雨30.56月21日2635多云30.58月23日2635多云間晴,有陣雨30.56月22日2432中到暴雨286月23日2530陰天有大雨27.56月24日2632多云有陣雨28附表二改造前空調用電量日期日用電量/kwh5-1、5-25-35-45-5總日用電量總日平均用電量5月19日2816912571.51230.511175月20日2845992561.51140.55月21日2886972621.91248.95月22日2516592420.
24、11152.15月23日2625362430.81041.85月24日25839124708965月25日266579253010985月26日258557243010585月27日270592254011165月28日2736992540.11226.15月29日291640262011936月9日285622256111646月10日276548259210856月11日275568261111056月12日261610251111236月13日266607254211296月14日270610258111396月15日270586257111146月16日276590266511376月
25、17日2695652353811076月18日263558253110756月19日279573264211186月20日269543255210696月21日276551263210926月22日256564246110676月23日258608249011156月24日26859925801125附表三改造后空調用電量日期日用電量/ kwh5-1、5-25-35-45-5總日用電量總日平均用電量7月26日46323801318327787月27日45624101378347月28日46724201308397月29日46124201288317月30日43423001398037月31日44123901218018月1日44023401207948月4日46724101108188月5日46924201328438月6日27224901797008月7日26424101816868月8日27027601807268月9日2634280907818月10日2534130677338月11日2604190617408月12日25541605672
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