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中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造方案

2012年04月11日 16:11:18人氣:13039來(lái)源:金光.德州通風(fēng)空調(diào)有限公司

 

一、中國(guó)社會(huì)科學(xué)院中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備概況
1.冷卻水循環(huán)泵:

電機(jī)功率
          45KW
電機(jī)數(shù)量
           2
實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)
           1
啟動(dòng)形式
        自耦降壓?jiǎn)?dòng)
年實(shí)際運(yùn)行時(shí)間
夏季5~9月每天運(yùn)行12小時(shí)
全年:1800小時(shí)/年

2.冷凍水泵:

電機(jī)功率
          37KW
電機(jī)數(shù)量
           2
實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)
           1
啟動(dòng)形式
        自耦降壓?jiǎn)?dòng)
年實(shí)際運(yùn)行時(shí)間
夏季5~9月每天運(yùn)行12小時(shí)
全年:1800小時(shí)/年

二、系統(tǒng)能耗狀況及節(jié)能原理簡(jiǎn)述
中央空調(diào)機(jī)組是以滿(mǎn)足使用場(chǎng)所的zui大冷熱量來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,而在實(shí)際應(yīng)用中絕大多數(shù)用戶(hù)在使用時(shí),冷熱負(fù)荷是變化的,一般與zui大設(shè)計(jì)供冷熱量存在著很大的差異,系統(tǒng)各部分運(yùn)行在非滿(mǎn)載額定狀態(tài)。傳統(tǒng)的中央空調(diào)水、風(fēng)系統(tǒng)均采用調(diào)節(jié)閥門(mén)或風(fēng)門(mén)開(kāi)度的方式來(lái)調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量,這種調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)不僅是消耗大量能量,而且調(diào)節(jié)品質(zhì)難以達(dá)到理想狀態(tài)而導(dǎo)致空調(diào)的舒適度不良。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵等變轉(zhuǎn)矩負(fù)載而言,電機(jī)的輸入軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比,故轉(zhuǎn)速的變化可使功率大幅度下降。由于水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低,必然引起管路流量的減小,然而,水泵的耗電量減少要比流量減少更快,若水泵轉(zhuǎn)速降低50%,水泵流量也減少50%,而水泵的耗電量則減少80%左右,節(jié)能前景十分可觀(guān)。
    應(yīng)用交流變頻技術(shù)通過(guò)對(duì)中央空調(diào)的采暖熱水泵、冷凍水/冷卻水水泵等進(jìn)行控制調(diào)節(jié),從而使空調(diào)各子系統(tǒng)風(fēng)量、水流量等負(fù)荷參數(shù)按負(fù)荷情況得到適時(shí)調(diào)節(jié),不但能改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),達(dá)到閥門(mén)、風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)、變極調(diào)速等落后調(diào)節(jié)方式所不能相比的調(diào)節(jié)性能,改善空調(diào)的舒適性;更能達(dá)到節(jié)約大量電能,降低設(shè)備運(yùn)行噪聲,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減輕設(shè)備維護(hù)工作量及費(fèi)用的理想運(yùn)行效果。
三.改造方案簡(jiǎn)述
針對(duì)以上情況,我公司建議貴單位安裝“綠源”智能環(huán)保節(jié)電系統(tǒng),在保障安全、舒適的前提下,既解決目前的能源浪費(fèi)問(wèn)題,又能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
我公司為您提供如下解決方案:
1.冷卻水循環(huán)泵:
安裝45kW智能變頻控制系統(tǒng)一套,對(duì)兩臺(tái)冷卻水泵進(jìn)行控制。系統(tǒng)內(nèi)配備一套電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,可以手動(dòng)選擇切換驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)水泵輪流運(yùn)行,保證每臺(tái)水泵有相同的磨損周期,同時(shí)也避免了只開(kāi)一臺(tái)水泵造成的另一臺(tái)設(shè)備腐蝕問(wèn)題,用戶(hù)根據(jù)熱負(fù)荷的需要決定投入水泵的臺(tái)數(shù)。系統(tǒng)采用回水溫度反饋?zhàn)儞Q自動(dòng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,隨時(shí)監(jiān)控回水溫度的變化,zui大限度的保證水溫的恒定,同時(shí)zui大限度的保證能源的合理使用,以達(dá)到節(jié)能的目的
2.冷凍水泵:
安裝37kW智能變頻控制系統(tǒng)一套,對(duì)兩臺(tái)冷凍水泵進(jìn)行控制。系統(tǒng)內(nèi)配備一套電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,可以手動(dòng)選擇切換驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)水泵輪流運(yùn)行,保證每臺(tái)水泵有相同的磨損周期,同時(shí)也避免了只開(kāi)一臺(tái)水泵造成的另一臺(tái)設(shè)備腐蝕問(wèn)題,用戶(hù)根據(jù)熱負(fù)荷的需要決定投入水泵的臺(tái)數(shù)。系統(tǒng)采用回水溫度反饋?zhàn)儞Q自動(dòng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,隨時(shí)監(jiān)控回水溫度的變化,zui大限度的保證水溫的恒定,同時(shí)zui大限度的保證能源的合理使用,以達(dá)到節(jié)能的目的。
四.原系統(tǒng)能耗狀況及節(jié)能收益分析
系統(tǒng)能耗狀況及節(jié)能情況見(jiàn)下表:

名稱(chēng)
電機(jī)
總功率
(kW)
智能節(jié)電系統(tǒng)數(shù)量
運(yùn)行
時(shí)間(時(shí))
消 耗
電 量
(kWh)
   耗
   費(fèi)(元)
25% 節(jié)
   率(元)
78% 節(jié)
   率
(元)
冷卻水泵
45
1
1800
81000
56,700
14,175
44,226
冷凍水泵
37
1
1800
66600
46,620
11,655
36,363.6
合計(jì)
82
2
3600
147600
103,320
25,830
80,589

1.上表的數(shù)據(jù)是按照安裝節(jié)能控制器的臺(tái)數(shù)以及每套系統(tǒng)控制的實(shí)際使用電機(jī)數(shù)量的總負(fù)荷功率計(jì)算的。
2. 運(yùn)行時(shí)間為實(shí)際使用的每臺(tái)電機(jī)每年總的運(yùn)行時(shí)間,單位為小時(shí) (根據(jù)客戶(hù)提供的數(shù)據(jù)計(jì)算,具體可參見(jiàn)設(shè)備概況表)。
3. 消耗電量 = 電機(jī)總功率 * 運(yùn)行時(shí)間
4. 消耗電費(fèi) = 消耗電量 * 0.70元/kWh(客戶(hù)提供的平均電費(fèi)為 0.70元/kWh)。
5.“綠源”產(chǎn)品節(jié)電率在25%--78%之間,節(jié)電率以此為依據(jù)計(jì)算。
  由以上數(shù)據(jù)可知,所有水泵機(jī)組每年消耗的電費(fèi)約為10.3萬(wàn)元,可節(jié)約電費(fèi)在2.5萬(wàn)—8萬(wàn)元之間,節(jié)能效果明顯,經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)。
五.設(shè)備投資及投資回收效率分析
設(shè)備投資明細(xì)表:

名稱(chēng)
售價(jià)(元/kWh)
數(shù)量
 功率(kW)
金額(元)
冷卻水泵
2580
1
45
116,100
冷卻水泵
2580
1
37
95,460
合計(jì)
2580
2
82
211,560

注:
1) 設(shè)備售價(jià)為2580元/kWh。
2) 所有改造共需安裝2套變頻節(jié)能設(shè)備。
3) 彩色觸摸屏2臺(tái)15600元。
4) 電機(jī)過(guò)熱保護(hù)裝置50000元。 
投資回收效率明細(xì)表

設(shè)備總投資
(元)
每年可節(jié)約電費(fèi)                 (元)
投資回收時(shí)間
    (小時(shí))
運(yùn)行87600小時(shí)
節(jié)約的電費(fèi)
277,160
50,000
   約7300小時(shí)
約125—392萬(wàn)元

注:1. 每年節(jié)約電費(fèi)和投資回收時(shí)間按平均節(jié)電率50%計(jì)算。
    2. “綠源”節(jié)能產(chǎn)品zui低使用時(shí)間為87600小時(shí)
根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算,貴單位中央空調(diào)安裝“綠源”智能節(jié)電系統(tǒng)后,每年平均節(jié)約的電費(fèi)約為5萬(wàn)元,設(shè)備投資(277,160元)約用7300小時(shí)即可收回(50%節(jié)電率),在設(shè)備的正常使用期內(nèi)共可節(jié)約電費(fèi)125—392萬(wàn)元之間(25%--78%節(jié)電率)。
六.本系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)
1.采用先進(jìn)的《綠源2.0》高精度控制軟件、《綠源LY-2》固化芯片和PID控制系統(tǒng)(可編程序控制器),根據(jù)水泵組和外界溫度、室內(nèi)溫度需要的變化對(duì)系統(tǒng)循環(huán)狀況自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,改變了常規(guī)依靠人工控制模式,從而大大減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了節(jié)能效果;
2.采用溫度變送反饋設(shè)計(jì),通過(guò)PLC編程和“模糊邏輯”控制原理確保節(jié)能效果在25%-78%(根據(jù)系統(tǒng)工況);
3.實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),根據(jù)末端制冷(采暖)需要,指令電動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行,啟動(dòng)電流小于滿(mǎn)載電流(一般的啟動(dòng)電流是正常使用下電流的5—7倍),從而減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊;
4.改變電機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作狀況,降低噪聲,減少設(shè)備故障和磨損,從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命;
5.方便的工、變旋鈕切換,保留了原控制系統(tǒng)模式,當(dāng)節(jié)能裝置需要檢修時(shí),方便地切換到原控制系統(tǒng)運(yùn)行模式。
6.使系統(tǒng)循環(huán)水的熱交換達(dá)到zui大,從而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)*化。
七.《綠源》- LY技術(shù)特性

 
 
 
綠源智能控制系統(tǒng),風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)變轉(zhuǎn)矩控制專(zhuān)家LVYUAN ,它按照要求設(shè)計(jì),并使用內(nèi)部功能互聯(lián)(BiCo)技術(shù),具有高度可靠性和靈活性??刂栖浖梢詫?shí)現(xiàn)以下功能:多泵切換、旁路功能、節(jié)能運(yùn)行方式以及溫度、壓力、流量的自動(dòng)化控制等。

1、主要特征:
380V-420V±10%,三相,交流;
風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載;
牢固的EMC(電磁兼容性)設(shè)計(jì);
控制信號(hào)的快速響應(yīng);
傳動(dòng)平穩(wěn),輕松無(wú)憂(yōu) 。
2、控制功能:
5.7”彩色液晶,分辨率320 x 240,250 個(gè)變量,50幅畫(huà)面。
線(xiàn)性v/f控制,并帶有增強(qiáng)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制(FCC),多點(diǎn) v/f控制;
內(nèi)置PID控制器,采用模糊控制理論,自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)  轉(zhuǎn)速;
快速電流限制,防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘;
可編程控制;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊;
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器,可選平滑功能;
三組參數(shù)切換功能:電機(jī)數(shù)據(jù)切換,命令數(shù)據(jù)切換。
3、風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)功能:
多泵切換 ;
手動(dòng)/自動(dòng)切換節(jié)能方式。
4、保護(hù)功能:
過(guò)載能力為140%額定負(fù)載電流,持續(xù)時(shí)間3秒和110%額定負(fù)載電流,持續(xù)時(shí)間60秒;
過(guò)電壓、欠電壓保護(hù);
變頻器過(guò)溫保護(hù);
接地故障保護(hù),短路保護(hù);
I2t電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù); PTC/KTY電機(jī)保護(hù)。
八.裝置技術(shù)特點(diǎn)
1) 變頻器、核心控制設(shè)備和主要低壓電器均選用進(jìn)口設(shè)備,以其優(yōu)異的軟/硬件性能/功能,為裝置的技術(shù)先進(jìn)性和工作可靠性提供了基本保證。
2) 基于對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)的深入了解的、基于豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高水平系統(tǒng)設(shè)計(jì);先進(jìn)的控制算法和的軟件編程/組態(tài)實(shí)現(xiàn)等等,使我們集成的裝置為電氣傳動(dòng)設(shè)備的控制和節(jié)能,提供了比其他廠(chǎng)家同類(lèi)裝置更出色、更通用的解決方案。
3) 裝置加工制作和安裝調(diào)試過(guò)程中的全面質(zhì)量管理和精心施  工,保障了出廠(chǎng)設(shè)備的高品質(zhì)。
4) 完善的自動(dòng)診斷/保護(hù)功能,使設(shè)備運(yùn)行使用的安全性更有保障。
5) 本裝置的人機(jī)界面(所謂HMI)采用觸摸屏。觸摸屏代替了傳統(tǒng)制柜盤(pán)面上的按鈕、開(kāi)關(guān)、指示燈、數(shù)顯儀表,人機(jī)交互部件。與傳統(tǒng)方式相比,在成本增加不多的情況下,具有顯示/操作內(nèi)容更豐富多樣,工作更可靠,接線(xiàn)大為簡(jiǎn)潔,組態(tài)和修改更靈活方便,外表更美觀(guān)等等優(yōu)點(diǎn)。
九.質(zhì)量保證
1、保證全年平均節(jié)電率不低于25%;
2、保證不影響或損壞原來(lái)系統(tǒng)及設(shè)備正常運(yùn)行;
3、免費(fèi)保修一年,設(shè)備正常使用87600小時(shí)以上。
社科院中央空調(diào)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案
1. 計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分技術(shù)說(shuō)明
1) 遵照業(yè)主方的要求,為方便值班操作人員在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)所,也能監(jiān)視和操作空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)的幾臺(tái)變頻調(diào)速裝置,特設(shè)計(jì)構(gòu)建一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
2) 系統(tǒng)的硬件軟件配置按2臺(tái)變頻節(jié)能控制裝置考慮。
3)此系統(tǒng)在功能方面應(yīng)是一SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng),系統(tǒng)構(gòu)成參見(jiàn)所附系統(tǒng)構(gòu)成原理框圖。
4) 從自動(dòng)控制的角度考慮,該系統(tǒng)由上層監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分和下層各PLC控制站、觸摸屏HMI、以及變頻器組成??紤]到上位機(jī)操作系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題,控制裝置各自的觸摸屏人機(jī)界面是*的。各PLC站的人機(jī)界面采用西門(mén)子的彩色液晶觸摸屏或單色觸摸屏。
5) 上下層之間物理上采用屏蔽雙絞網(wǎng)線(xiàn)連接,通信協(xié)議為西門(mén)子PPI。在STEP7 Micro/WIN32軟件支持下編程,實(shí)現(xiàn)9.6 ~ 187.5K波特率的數(shù)據(jù)交換。
6) 上位機(jī)的監(jiān)控組態(tài)擬采用國(guó)產(chǎn)工控軟件“三維力控”來(lái)做。監(jiān)控及管理功能有工藝流程畫(huà)面、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)總覽、設(shè)備狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、PID回路畫(huà)面、生產(chǎn)報(bào)表等,可滿(mǎn)足用戶(hù)的各項(xiàng)控制要求。
2. 關(guān)于設(shè)備選型
1) 在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備選型上,我們?yōu)橛脩?hù)準(zhǔn)備了兩種待選方案。一種配置較一般(配置方案1),另一種配置較(配置方案2)。
2) 兩種配置的具體設(shè)備選型,參見(jiàn)本方案正文所附計(jì)算機(jī)部分的設(shè)備明細(xì)表。
3)兩種方案的成本有所不同,用戶(hù)可根據(jù)需求和條件等情況決定選擇和取舍。
3.計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分的工程報(bào)價(jià)
配置方案1:總價(jià)58380元
配置方案2:總價(jià)68380元
4. 變頻節(jié)能部分加計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分的工程報(bào)價(jià)
配置方案1:總價(jià)= (277160+ 58380 ) = 335540 元
配置方案2:總價(jià)= (277160 + 68380 ) = 345540元
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