中国人民银行总行自2000年10月开始对空调系统进行节能改造,更新了冷冻机组和相应的自控系统,并在此基础上实现了网络化管理。通过5年的运行表明,与原系统相比新系统节能效果显著,运行可靠,维修方便,具备网络化管理的特点,大大提高了设备系统运行的精细化水平,实现了节约能源、节省资金,符合可持续发展的基本国策。
一、冷冻机房自控系统改造
1.改造前冷冻系统的状况
冷冻机房是一个大楼空调的“心脏”,同时也是大楼最大的能耗中心。改造前的冷冻机房监控系统只对冷冻机组的冷冻水和冷却水的出 / 回水温度及几个外围数据进行监测,不能自动控制冷冻机组及相应冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔的启停;不能根据实际负荷控制冷冻机房的启停台数;没有网络化功能。原有冷水机组为老式离心式机组,已运行多年且原有自控系统不能读取主机内部数据,只能根据物业管理人员的实际经验判断开启设备的数量及启停时间。因此原有系统根本谈不上节能,而且因为人为的操作反而会浪费很多能源。由于不能监测主机内部数据,不能 监测主机的运行参数,无法保障设备的安全运行,所以暴露出设备故障率高而且维修不方便的问题,已影响到大楼的正常供冷,给物业管理带来很多的不便。
为解决上述问题,通过大量的调研,确认系统需要以下几个方面的改造:
(1)改造机组,满足大楼的负荷;
(2)改造自控系统,需要根据负荷自动控制冷冻机组及机房内相应设备,达到节能、安全、无人值守的功能;
(3)自控软件简单智能化,提高物业管理水平;
(4)实现网络化管理,自控系统具备能与大楼的网络系统有接口的能力,完善整个大楼的智能化管理。
2.改造后冷冻机房的自控系统的特点
在改造过程中,我行采用3台美国特灵公司的冷冻机来更新原来的设备,冷冻机房的自控系统也采用该公司的ICS系统。这套系统控制3台特灵的冷冻机组、3台冷冻泵、3组冷却水塔、冷冻补水泵、冷却补水泵、污水泵、加药泵及系统阀门。
ICS 系统采用微电脑控制技术,集成了用户工作站、楼宇控制器和空调设备,使得用户可以在中控室通过动态的图面控制、监测机房内所有设备及其数据。从而使整个冷冻机房在高效和舒适性上得到最大程度的提高。同时, ICS 系统可以与其他楼宇控制系统相连,形成整体的楼宇控制网络。
ICS 运用窗口对话式的操作将机房复杂的操作变为简单控制。它有强大的软件库,加载、减载、软启动、改变机组顺序、监测机组状况、机组报警等只需简单的鼠标操作即可完成,使操作人员可以完全按自身需要以最简单的操作控制最复杂的运行。
ICS 提供“远程控制”,这样工作人员就可以在自己家中或办公室里监控设备的所有控制情况,因此可以最低限度的减少事故发生率并达到最优化控制。同时,“远程控制”功能还最大限度的保证了设备的可靠性,特灵厂家的工作人员在得到用户许可的情况下,通过远程控制对系统及机组进行维护及故障排除,也最大限度的保证了系统的可靠性。
ICS 可以通过 Bacnet 或 MODBUS 等网络协议将大楼的自控系统完善统一。大楼自控系统通过 Bacnet 或 MODBUS 以 RS232 或 Ethernet 读到机房自控系统数据,或 ICS 将其他系统如空气末端控制系统集成,使大楼控制更加完整,从而具备了网络化管理的优势。
3.改造前后冷冻机耗电量对比
从 1999 年 7 月与 2006 年 7 月冷冻机耗电量的对比中可以发现,在保证相同室内温度和空气质量的条件下,改造后冷冻机的耗电量有了明显的降低。具体数据如下:
2006 年 7 月比 1999 年 7 月总耗电量减少 26248.17kWh ,按目前 0.6922 元 /kWh 的电费计算,节省电费 18168.98 元。平均日耗电量减少 846.715kWh ,每日节省电费 586.1 元。由以上数据可知,改造后冷冻机节能效果显著,节省了大笔开支。
二、冷却塔节能措施
2006 年 3 月中国人民银行针对空调系统运行情况,运用了 3 台冷却塔同时运行并且同时变频的运行模式。经过清华大学节能小组的检测,这种冷却塔的运行模式在整个制冷季比原来一台冷却塔运行的方式节电 18000kWh ,按目前 0.6922 元 /kWh 的电费计算,节省电费 12459.6 元。
清华大学节能小组在检测中发现空调系统中的冷却塔布水不均匀且有一台塔出水不畅。经过中国人民银行相关负责人 与诊断小组共同协商,决定对冷却塔管道进行改造,解决了冷却塔出水不畅的问题。另外,我行工作人员协同诊断小组对冷却塔布水系统进行了修改,使冷却塔布水的均匀性有了很大的改善。
最后,通过清华大学节能小组的检测发现,采用 3台30Hz的风机加变频的模式,相比原来两台40Hz的风机一年可省电1240kWh,相当于2005年冷却塔电耗的22.7%。这表明通过增加风机效率,降低风机电耗,可以相应提高冷却塔效率和冷机的COP。
三、整个空调系统能耗对比
通过中国人民银行多年不断地对空调系统进行的节能改造,我行空调系统的节能水平有了极大提高,与相应参考政府办公楼的能耗参数相比,中国人民银行总行大楼的空调系统能耗非常低。以2005年空调系统运行参数计算,我行大楼空调系统与相应参考政府办公楼的能耗参数比较如下(表1):
表1 2005年人民银行大楼空调系统与参考政府办公楼能耗对比
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能耗指标( kwh/m 2 ) |
每年节电量(度) |
|
人民银行 |
参考值 |
冷冻机 |
8.38 |
15 |
269897.4 |
186822.98 |
水泵 |
2.46 |
10 |
307405.8 |
212786.29 |
空调箱 |
3.05 |
5 |
79501.5 |
55030.94 |
整个空调系统 |
18.3 |
35 |
680859 |
471290.6 |
我行空调系统中冷冻机能耗指标为8.38kWh/m 2 ,比相应参考政府办公楼的能耗指标低 6.62kWh/m 2 , 按我行 1号楼40770m 2 的建筑面积计算, 2005年我行用电量比参考政府办公楼用电量少269897.4kWh,节约电费186822.98元;水泵能耗指标为2.46kWh/m 2 ,比相应参考政府办公楼的能耗指标低 7.54kWh/m 2 ,年用电量比参考政府办公楼用电量少 307405.8kWh,节约电费212786.29元;空调箱能耗指标为3.05kWh/m 2 ,比相应参考政府办公楼的能耗指标低 1.95kWh/m 2 ,年用电量比参考政府办公楼用电量少 79501.5kWh,节约电费55030.94元;整个空调系统能耗指标为18.3kWh/m 2 ,比相应参考政府办公楼的能耗指标低 16.7kWh/m 2 ,年用电量比参考政府办公楼用电量少 680859kWh,节约电费471290.6元。
另外,通过清华大学节能小组的检测发现,我行空调系统不同 COP运行时间比例非常合适(图1),其中更有4%的运行时间COP大于6,这在同类空调系统运行中是非常罕见的数据。由以上数据可以看出,通过多年不懈的努力,我行大楼空调系统的运行状态已经达到了很高的节能水平,这为我行今后的节能建设提供了一个好的平台,为机关后勤工作的科学管理起到了示范作用。在2006年8月18日“中国人民银行设备运行管理中心鉴定会”上,与会专家对我行空调系统的运行也给予了极高 的评价,他们认为:“中国人民银行在空调系统运行的具体实施中有独创的做法,例如3台冷却塔的 风机同步变频措施有效地减少了电耗,这些都有在类似工程中应用的价值,值得肯定和推广”。 ■ |