戚煜
扬子江药业集团有限公司，江苏 泰州 225321
摘要：本文结合某药厂高效中央空调机房系统的案例,介绍了药厂后勤设备智能化管理系统建设实践，高效能源管控系统在中央空调机房系统中的综合应用，相比传统的空调系统节能率可以达到30%以上。
关键词：中央空调；智能化；节能；效率；运行费用
引言
在我国建筑能耗占全国总能耗的20%左右，其中40%-50%是用于建筑的采暖和空调，可见空调系统节能潜力很大。本文将结合实际案例介绍高效能源管控系统在中央空调机房系统中的综合应用，为医院后勤设备智能化管理系统建设提供新的管理思路。
1 工程概况
本项目为某药厂制冷机房系统智能化升级改造工程，供冷区域为提取车间和办公楼，机房设备已运行4年，目前已发展成为融制药、教学、科研、为一体的综合性药厂，江苏省首批现代化药厂，全国领先。机房系统采用的是水冷冷水系统，制冷装机总负荷有1700RT，运行最大负荷1000RT,空调供应区域病房楼和妇幼楼，空调供应面积为5万平方米，本系统未改造前冷却塔冷却效果差，系统均为人工手动运行，机房系统运行费用较高，系统无智能化控制。
2 系统简介
2.1 系统原理
根据本项目供冷特性，最大负荷：开启1台700RT离心主机+1台300RT螺杆主机，本设计采用常规的并联空调水系统。
2.2 主机配置
选用2台制冷量为2461kW（输入功率435kW）离心式冷水机组，1台制冷量为1044kW（输入功率190kW）螺杆式冷水机组。蒸发器进出水温度为7℃/12℃，冷凝器进出水温度为32℃/37℃。
3 改造采用的节能技术
3.1 主机能效群控技术
根据运行记录分析，主机在同样的温度下，有时开2台，有时只开1台，单凭人工感觉去开启相应主机是非常不准确的。通过监测单台主机出水温度以及冷冻水供回水总管的温度，判断开机台数和根据负荷波动情况自动加减载。
3.2 冷冻水一次泵变流量控制技术
本工程采用一次泵变流量、主机定流量控制，监测机房总管输出负荷，控制主机运行台数，通过监测机房供回水主管温度、压力参数，对一次泵进行变频控制，末端负荷变化引起管网流量变化，优先利用一次泵变频调节，压差旁通阀辅助，实现冷冻水一次泵定流量、末端变流量运行，从而降低了空调系统非满负荷时的循环泵耗，提高机房系统综合效率。
3.3 空调负荷分区平衡控制技术
在分水器各供水支路上设置电动调节阀，监测各空调分区供回水管道温度、压力，实时分析各区空调负荷，通过调节各支路循环流量进行分区负荷平衡，空调负荷按需分配，提高管网输送效率，为机房一次泵变频控制提供了必要条件。
3.4 冷却水变流量控制技术
本工程冷却泵采用变频控制，在保证主机运行效率的前提下，对冷却水泵进行变频控制，从而降低运行能耗，提高系统运行效率。
3.5 冷却塔近湿球温度控制
本工程采用水力稳压器使冷却塔塔-塔间的分水均匀；冷却塔塔盘内设置数百个变流量喷嘴，使冷却塔内布水能够均匀的到达填料的各个区域，使填料得到充分利用，加强换热效果；冷却塔的风机采用联合变频，即根据冷却塔的出水温度对各风机同时进行变频，使冷却塔出水温度逼近室外湿球温度值2-4℃，较传统方式冷却塔的出水温度可降低1~2℃，从而系统运行效率提高了5-10%。
3.6 高效能源管控系统
高效能源管控系统分为主机能效群控、冷却塔近湿球温度控制、冷热水循环系统变流量控制、冷却水循环系统变流量控制四个单元。对各受控单元设置独立的控制回路，每个控制单元以特定的功能需求独自运行，又与相近的控制单元协作运行。控制回路间与上位机间可通过通讯方式进行数据的传输，并通过在上位机上设置相应的控制界面对各控制回路进行操作与监控。
4 系统投资
本项目通过节能改造后，智能化程度显著提升；机房系统年运行效率COP≥4.0；中央空调系统水耗明显下降；包括冷却塔节能改造工程及机房群控，总投资约125万元。
5 机房节能运行数据分析
本项目采用深度智能化高效能源管控系统，实现主机能效、冷冻水输送能效、冷却水输送能效、冷却塔近湿球温度控制，可实现任意工况机房系统综合效率≥4.0。【机房系统综合效率=机房制冷量/机房总耗电量
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如上图1，2015年5月1日至8月23日与2016年5月1日至8月23日相比：
（1）2016年的环境温度较高，具体表现为7月初、8月中至8月底比2015年同期环境温度显著高。
（2）与环境温度相关，2016年的湿球温度也比2015年同期高。
对比发现，因外部温湿度原因，2016年主机的能耗应高于2015年，同时，根据实际记录的数据，2016年主机的功率显著高于2015年同期。
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如上图2，2016年虽然环境温度比2015年高，但经节能系统的控制，冷冻泵功率、冷却泵功率和冷却塔功率没有显著波动，实现节能运行。
主机能耗主要受两项因素影响：
（1）环境温度高，末端需要的冷量多，主机负载率高。
（2）湿球温度高，主机的冷却环境差，冷凝器温度高，主机的效率低，负载率高。
6 结语
在节能与环保的大背景下，管理中央空调制冷机房系统时，应充分考虑可利用的条件，采用多种节能技术的综合应用，如低谷电政策、杜绝跑冒滴漏、智能化控制策略、合理水温控制等进行系统的最优化管理运行，以节省运行费用，给业主带来更好的经济效益。从用户运行管理角度出发，设计改造为可靠、高效、智能的机房群控系统，降低用户运行管理难度，通过改造确保节能技术能方便使用，实现空调机房高效运行，降低制冷运行成本。
参考文献：
[1]陈世民.办公大厦中央空调系统运行问题初探[J].上海电力学院学报,2003,19(3):26-30.
[2]江文兵.探究机房精密空调系统的设计及其施工工艺[J].建筑工程技术与设计,2014,(9):579-579.
[3]金伟,沈崇德,郭磊,等.大型医院科技节能整体解决策略研究与实践[J].中国医院管理,2016,(12).54-55.