广东江门市丽宫国际酒店中央空调系统综合节能改造
2009/12/29 16:53:00
一、前言
珠海查理科技节能环保有限公司，成立于一九九九年，是中美合资企业，专业从事节能与环保产品的研发、生产、销售、为耗能企业精心设计、提供全方位的节能与环保解决方案；包括效率分析、项目融/投资、材料/设备采购、安装/生产、节能量监测、人员培训、运行管理等一条龙服务。率先采用对用户无任何风险的“合同能源管理”模式已达六年，为众多企业进行了节能改造，受到用户欢迎，达到耗能企业、节能公司、政府部门三赢目的。公司产品、技术主要以节油、节电、节气为主，包括中央空调、锅炉蒸汽(烟气)热回收、LNG冷回收、中央冷热水机组、高效空气（水）源热泵机组、冰(水)蓄冷空调设备、风力与太阳能联合发电路灯以及智能量化节电设备等，广泛用于工业、农业、卫生、教育、酒店服务业、国防等领域。本公司的各类产品、技术拥有中国和香港多项专利；并取得国家级权威机构的认证和广东省科技成果鉴定，被鉴定为产品技术处于国内领先水平；公司是珠海市先进技术企业，连续四年被珠海市工商局评为“守合同重信用企业”。 目前在国内十个省市及澳门特别行政区已有数十项节能、环保工程在使用，收到较大的经济效益和环保效益，设备最长使用时间已达六年，其中数项节能工程已被评为珠海市政府的优秀节能工程奖。
二、废热回收制热水改造实施方案
1、废热回收的原理
由珠海查理科技节能环保公司研制、生产的“CL系列废热回收型热水设备”，是利用中央空调冷水机组工作时排放的冷凝热，通过特制的换热设备加以回收循环利用，未回收前那部分冷凝热是通过中央空调冷却水泵和冷却水塔风机散发到大气中。容积式中央空调运行时冷凝器的排气温度约为70-90℃，通过我们的换气设备和恒温控制设备可以制得50-55℃之间恒定温度的生活热水，根据季节和场合的不同其温度值可以设定。这样只要空调运行，制出来的热水就是不耗能的，而且还大大的改善了机组的运行条件降低了冷凝压力和机组的运行电流。
2、项目实施
丽宫国际酒店位于著名的侨乡五邑首府江门市，是集客房、餐饮、商场、写字楼于一体的四星级商务酒店，现有客房173套，酒店每天最大用水量为：70吨/天，未改造前用蒸气锅炉制热水。酒店有开利螺杆中央空调机组三台，分别是30HR250两台和30HR225一台，高峰时开两台，平时运行一台。根据酒店的实际情况，我司于2002年将其中两台使用率最高30HR250机组进行了废热回收改造，在开利机冷水机组的压缩机与冷凝器之间安装了我司研制生产的CL-60废热回收型中央热水设备，其热水产量为5m3/h（温升30℃），为了保证供水温度恒定及高峰用水，我司在楼面新增了二台8T热水保温水箱，这样一台CL-60热水设备工作时完全满足了酒店的热水需求。
为了保证设备的高可靠性和高效率，其中换热部分均采用美国、瑞典进口的材料，设备的自动控制部分主要器件均采用国际品牌日本OMRON的PLC和触摸屏。此项工采用合同能源管理的合作模式，设备全部投资及施工均由我负责，合作期间的全部维护及保养均由我司承担，然后我司的节能的效益中按65%的比例回收工程款。所以说此项工程对酒店方来说是零风险的，同时也是最大的受益方。
3、热水节能收益计算方法：
其本的热力学参数：1）酒店用热水是指由T1=25℃的常温水（指平均值）加热到T2=55℃的热水，水的比热C=1kcal/kg℃；2）25℃水焓值为83.9kj/kg；3) 105℃蒸气焓值为2684.1kj/kg; 4）90℃水焓值为376.9kj/kg；5) 100℃蒸气焓值为2676.3kj/kg；6) 重油的低位热值为8500kcal/kg；7）进口新锅炉热效率一般为85%，酒店锅炉效率已下降在此以70%计算，8）蒸气与热水之间的换热效率按73%计算。
根据上面的参数和基本的热力学公式（在此我就不详细计算了），算得每产一吨热水耗重油7.8kg。由于我司的热水设备出水端已装有用水计量表，所以节约的燃油费为：
F=用水量(吨)×7.8kg/吨×油价（元/kg）
二、中央空调水泵变频节电改造
1、基本情况介绍
由于一期的废热回收制热水项目实施的非常成功，经过半年的试运行后，我司又接着对丽宫酒店的中央空调水系统来进行变频节电改造。众所周知，中央空调是按最大需冷量的1.2-1.5倍选型，而最大负荷运行的时间大概只占总运行时间的2%左右，所以说平时运行时整个空调系统有相当大的富裕量，加上还有季节变化、早晚气温变化及酒店客流量的变化，对供冷的需求是不断变化的，特别是冷凝热被回收以后，通过冷却泵和冷却塔散到大气中的热量大大的减少，这相应的减少了冷却泵的负荷。将原中央空调的定流量改为变流量系统，所需即所供，这样可以大大的降低水媒的流量，水泵属平方转矩负载，电机的功耗与其流量的立方成正比，也就是电机的转速下降少许，其功耗会大幅降低，比原循环水系统平均最低节电可达30%以上，更主要的是变量的水循环系统能够优化主机的运行参数，使主机节电6%-12%。
本系统由温度、压力传感系统、 PLC 控制系统、变频调速系统、操作系统等组成的闭环控制系统，将温差、压差的反馈值时实与设定的目标值进行比较判别，通过 PLC 系统自动调节水泵的运行频率，在满足工艺要求的前提下最大化地达到节电的目的。 随着工况的变化设备控制水泵电机频率时刻在满足需要的前提下变化，因频率下降，噪声下降，电机温度下降，即节省了大量用电，本系列产品除实现中央空调的高效节能以外，同时可实现系统大功率泵组和风机的平滑起停，减小起停冲击和机械磨损，减少设备故障和延长设备使用寿命。
2、变频节电改造实施方案
制冷主机为开利机组，共三台；冷冻泵：30KW，2极 全压启动，扬程30m，出水温度6℃,回水温度为10℃，出水压力为0.35Mpa，每台电机额定电流为60A，正常工作电流为48A。一般情况下,开二台备一台；冷却泵:30KW，2极 全压启动 扬程30m，出水温度29.5℃,回水温度为28.2℃，出水压力为0.38Mpa，每台电机额定电流为60A，正常工作电流为47.0A，一般情况下,开二台备一台。
因为冷冻泵和冷却泵进出水温差都小于5℃，这说明冷冻水流量和冷却水流量还有余量，再加之，电机正常工作电流小于额定电流(5-12A)，明显存在“大马拉小车”的现象。因此，我们对的冷冻水系统和冷却水系统各自使用一台30KW的变频器分别实施一拖二驱动（如图一所示）。根据需要由PLC1分别控制3台冷冻水泵和3台冷却水泵轮流切换工作（但同一时刻一台变频器只能驱动一台水泵电机运转），使冷冻水量和冷却水量得到灵活、方便、适时、适量的自动控制。
具体方式是：用传感器采集冷却水进水和出水温度，PID将温差量变为模拟量反馈给中央处理器，然后由中央处理器控制变频器的频率。当温差相差不大，水流量可适当减少，这时中央处理器使变频器输出为设定的低频值，电机转速减慢，水流量减少；当温差较高时，冷冻机组有更多的热量需要带走，这时中央处理器使变频器输出为设定的较高频率值，电机转速加快，水流量增加，带走更多的热量。
温度信号的转换：一般说来，由于温度较低，变化范围也不大，故温度传感器以铂电阻（Pt100）为宜，信号转换我们直接采用AL808温差PID，不但将温差信号转换0-10V的标准模拟量信号，而且可以显示回水温度、进水温度、温差值使用起来很方便。
4、节电效果的计算方法：
水泵电机在全年工频运行过程中，每小时的用电度数基本上是恒定的，因此可以实测出平均每小时工频运行电度数，乘以运行时间可计算出水泵工频运行电度数。本节电设备具有运行时间累积记录，节电设备运行累积时间相当于水泵工频运行计算时间。实测工频状态下冻却泵和冷冻泵每小时耗电均为27.3KW，则：
水泵工频运行电度数=节电设备运行时间*平均每小时工频运行电度数
每台节电设备的电源输入端都安装有三相有功电度表，可以记录在节电运行状态下的节电设备运行电度数。则节约电度数按如下计算：
节约电度数=水泵工频运行电度数-节电设备运行电度数
三、 改造后实际运行节能效益计算
本项目的两期节能节电工程均采用合同能源管理的合作模式，共享项目实施后的节能收益。收益分成期为三年半，丽宫酒店与珠海查理公司按3.5:6.5的比例进行分配（即我司占收益的65%）。收益分成期内，设备的所有权属于查理公司，所有的维护有保养均由我司负责，丽宫酒店只享有设备的使用权，分成期满后，设备所有权移交给客户，客户拥有设备及全部节能收益。
废热回收收益分成计算的日期从2002年4月1日——2005年月12月31日止（此项收益分成期结束），共产热水36281吨，共节重油283吨。按目前重油价格3217/吨，折合人民币91万元。
变频节电收益分成计算的日期从2003年11月24日——2006年3月21日止（此项收益分成还在进行），冷却泵累积运行时间为10690小时，变频状态累积用电106276KWH，如在工频状下应耗电291837KWH；冷冻泵累积运行时间为12364小时，变频状态累积用电206865KWH，如在工频状下应耗电337537KWH；按照合同约定的节电计算方法算得：冷却泵共节约用电185561KWH，节电率为63.6%，冷冻泵共节约用电130672KWH，节电率为38.7%。按电价1.0元/KWH计算，节约电费31.6万元。
这三年来双方积极履行合同的各项条款，合作非常的成功。
四、结束语
合同能源管理模式我们现在看来不是什么新鲜事，早在六年前查理公司就成功的多次运用这先进的模式进行市场化的运作，查理公司所做在当时可以说是开河之举。通过这几年的践行，我们不但掌握着世界先进的节能技术，具有节能技术的整合能力，同时也将合同能源管理模式运用在各个行业。查理科技节能环保有限公司具有节能技术的整合能力，能够为工矿企业、宾馆酒店、医院商厦等进行综合系统节能改造，提供
珠海查理科技节能环保有限公司，成立于一九九九年，是中美合资企业，专业从事节能与环保产品的研发、生产、销售、为耗能企业精心设计、提供全方位的节能与环保解决方案；包括效率分析、项目融/投资、材料/设备采购、安装/生产、节能量监测、人员培训、运行管理等一条龙服务。率先采用对用户无任何风险的“合同能源管理”模式已达六年，为众多企业进行了节能改造，受到用户欢迎，达到耗能企业、节能公司、政府部门三赢目的。公司产品、技术主要以节油、节电、节气为主，包括中央空调、锅炉蒸汽(烟气)热回收、LNG冷回收、中央冷热水机组、高效空气（水）源热泵机组、冰(水)蓄冷空调设备、风力与太阳能联合发电路灯以及智能量化节电设备等，广泛用于工业、农业、卫生、教育、酒店服务业、国防等领域。本公司的各类产品、技术拥有中国和香港多项专利；并取得国家级权威机构的认证和广东省科技成果鉴定，被鉴定为产品技术处于国内领先水平；公司是珠海市先进技术企业，连续四年被珠海市工商局评为“守合同重信用企业”。 目前在国内十个省市及澳门特别行政区已有数十项节能、环保工程在使用，收到较大的经济效益和环保效益，设备最长使用时间已达六年，其中数项节能工程已被评为珠海市政府的优秀节能工程奖。
二、废热回收制热水改造实施方案
1、废热回收的原理
由珠海查理科技节能环保公司研制、生产的“CL系列废热回收型热水设备”，是利用中央空调冷水机组工作时排放的冷凝热，通过特制的换热设备加以回收循环利用，未回收前那部分冷凝热是通过中央空调冷却水泵和冷却水塔风机散发到大气中。容积式中央空调运行时冷凝器的排气温度约为70-90℃，通过我们的换气设备和恒温控制设备可以制得50-55℃之间恒定温度的生活热水，根据季节和场合的不同其温度值可以设定。这样只要空调运行，制出来的热水就是不耗能的，而且还大大的改善了机组的运行条件降低了冷凝压力和机组的运行电流。
2、项目实施
丽宫国际酒店位于著名的侨乡五邑首府江门市，是集客房、餐饮、商场、写字楼于一体的四星级商务酒店，现有客房173套，酒店每天最大用水量为：70吨/天，未改造前用蒸气锅炉制热水。酒店有开利螺杆中央空调机组三台，分别是30HR250两台和30HR225一台，高峰时开两台，平时运行一台。根据酒店的实际情况，我司于2002年将其中两台使用率最高30HR250机组进行了废热回收改造，在开利机冷水机组的压缩机与冷凝器之间安装了我司研制生产的CL-60废热回收型中央热水设备，其热水产量为5m3/h（温升30℃），为了保证供水温度恒定及高峰用水，我司在楼面新增了二台8T热水保温水箱，这样一台CL-60热水设备工作时完全满足了酒店的热水需求。
为了保证设备的高可靠性和高效率，其中换热部分均采用美国、瑞典进口的材料，设备的自动控制部分主要器件均采用国际品牌日本OMRON的PLC和触摸屏。此项工采用合同能源管理的合作模式，设备全部投资及施工均由我负责，合作期间的全部维护及保养均由我司承担，然后我司的节能的效益中按65%的比例回收工程款。所以说此项工程对酒店方来说是零风险的，同时也是最大的受益方。
3、热水节能收益计算方法：
其本的热力学参数：1）酒店用热水是指由T1=25℃的常温水（指平均值）加热到T2=55℃的热水，水的比热C=1kcal/kg℃；2）25℃水焓值为83.9kj/kg；3) 105℃蒸气焓值为2684.1kj/kg; 4）90℃水焓值为376.9kj/kg；5) 100℃蒸气焓值为2676.3kj/kg；6) 重油的低位热值为8500kcal/kg；7）进口新锅炉热效率一般为85%，酒店锅炉效率已下降在此以70%计算，8）蒸气与热水之间的换热效率按73%计算。
根据上面的参数和基本的热力学公式（在此我就不详细计算了），算得每产一吨热水耗重油7.8kg。由于我司的热水设备出水端已装有用水计量表，所以节约的燃油费为：
F=用水量(吨)×7.8kg/吨×油价（元/kg）
二、中央空调水泵变频节电改造
1、基本情况介绍
由于一期的废热回收制热水项目实施的非常成功，经过半年的试运行后，我司又接着对丽宫酒店的中央空调水系统来进行变频节电改造。众所周知，中央空调是按最大需冷量的1.2-1.5倍选型，而最大负荷运行的时间大概只占总运行时间的2%左右，所以说平时运行时整个空调系统有相当大的富裕量，加上还有季节变化、早晚气温变化及酒店客流量的变化，对供冷的需求是不断变化的，特别是冷凝热被回收以后，通过冷却泵和冷却塔散到大气中的热量大大的减少，这相应的减少了冷却泵的负荷。将原中央空调的定流量改为变流量系统，所需即所供，这样可以大大的降低水媒的流量，水泵属平方转矩负载，电机的功耗与其流量的立方成正比，也就是电机的转速下降少许，其功耗会大幅降低，比原循环水系统平均最低节电可达30%以上，更主要的是变量的水循环系统能够优化主机的运行参数，使主机节电6%-12%。
本系统由温度、压力传感系统、 PLC 控制系统、变频调速系统、操作系统等组成的闭环控制系统，将温差、压差的反馈值时实与设定的目标值进行比较判别，通过 PLC 系统自动调节水泵的运行频率，在满足工艺要求的前提下最大化地达到节电的目的。 随着工况的变化设备控制水泵电机频率时刻在满足需要的前提下变化，因频率下降，噪声下降，电机温度下降，即节省了大量用电，本系列产品除实现中央空调的高效节能以外，同时可实现系统大功率泵组和风机的平滑起停，减小起停冲击和机械磨损，减少设备故障和延长设备使用寿命。
2、变频节电改造实施方案
制冷主机为开利机组，共三台；冷冻泵：30KW，2极 全压启动，扬程30m，出水温度6℃,回水温度为10℃，出水压力为0.35Mpa，每台电机额定电流为60A，正常工作电流为48A。一般情况下,开二台备一台；冷却泵:30KW，2极 全压启动 扬程30m，出水温度29.5℃,回水温度为28.2℃，出水压力为0.38Mpa，每台电机额定电流为60A，正常工作电流为47.0A，一般情况下,开二台备一台。
因为冷冻泵和冷却泵进出水温差都小于5℃，这说明冷冻水流量和冷却水流量还有余量，再加之，电机正常工作电流小于额定电流(5-12A)，明显存在“大马拉小车”的现象。因此，我们对的冷冻水系统和冷却水系统各自使用一台30KW的变频器分别实施一拖二驱动（如图一所示）。根据需要由PLC1分别控制3台冷冻水泵和3台冷却水泵轮流切换工作（但同一时刻一台变频器只能驱动一台水泵电机运转），使冷冻水量和冷却水量得到灵活、方便、适时、适量的自动控制。
具体方式是：用传感器采集冷却水进水和出水温度，PID将温差量变为模拟量反馈给中央处理器，然后由中央处理器控制变频器的频率。当温差相差不大，水流量可适当减少，这时中央处理器使变频器输出为设定的低频值，电机转速减慢，水流量减少；当温差较高时，冷冻机组有更多的热量需要带走，这时中央处理器使变频器输出为设定的较高频率值，电机转速加快，水流量增加，带走更多的热量。
温度信号的转换：一般说来，由于温度较低，变化范围也不大，故温度传感器以铂电阻（Pt100）为宜，信号转换我们直接采用AL808温差PID，不但将温差信号转换0-10V的标准模拟量信号，而且可以显示回水温度、进水温度、温差值使用起来很方便。
4、节电效果的计算方法：
水泵电机在全年工频运行过程中，每小时的用电度数基本上是恒定的，因此可以实测出平均每小时工频运行电度数，乘以运行时间可计算出水泵工频运行电度数。本节电设备具有运行时间累积记录，节电设备运行累积时间相当于水泵工频运行计算时间。实测工频状态下冻却泵和冷冻泵每小时耗电均为27.3KW，则：
水泵工频运行电度数=节电设备运行时间*平均每小时工频运行电度数
每台节电设备的电源输入端都安装有三相有功电度表，可以记录在节电运行状态下的节电设备运行电度数。则节约电度数按如下计算：
节约电度数=水泵工频运行电度数-节电设备运行电度数
三、 改造后实际运行节能效益计算
本项目的两期节能节电工程均采用合同能源管理的合作模式，共享项目实施后的节能收益。收益分成期为三年半，丽宫酒店与珠海查理公司按3.5:6.5的比例进行分配（即我司占收益的65%）。收益分成期内，设备的所有权属于查理公司，所有的维护有保养均由我司负责，丽宫酒店只享有设备的使用权，分成期满后，设备所有权移交给客户，客户拥有设备及全部节能收益。
废热回收收益分成计算的日期从2002年4月1日——2005年月12月31日止（此项收益分成期结束），共产热水36281吨，共节重油283吨。按目前重油价格3217/吨，折合人民币91万元。
变频节电收益分成计算的日期从2003年11月24日——2006年3月21日止（此项收益分成还在进行），冷却泵累积运行时间为10690小时，变频状态累积用电106276KWH，如在工频状下应耗电291837KWH；冷冻泵累积运行时间为12364小时，变频状态累积用电206865KWH，如在工频状下应耗电337537KWH；按照合同约定的节电计算方法算得：冷却泵共节约用电185561KWH，节电率为63.6%，冷冻泵共节约用电130672KWH，节电率为38.7%。按电价1.0元/KWH计算，节约电费31.6万元。
这三年来双方积极履行合同的各项条款，合作非常的成功。
四、结束语
合同能源管理模式我们现在看来不是什么新鲜事，早在六年前查理公司就成功的多次运用这先进的模式进行市场化的运作，查理公司所做在当时可以说是开河之举。通过这几年的践行，我们不但掌握着世界先进的节能技术，具有节能技术的整合能力，同时也将合同能源管理模式运用在各个行业。查理科技节能环保有限公司具有节能技术的整合能力，能够为工矿企业、宾馆酒店、医院商厦等进行综合系统节能改造，提供
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