冷冻站与运行效率提升的好办法

1、1 / 5冷冻站与运行效率提升的好办法冷冻站是中央空调的机房设备，包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、定压补水系统、水处 理系统、管道阀门等，根据图示可以看出，系统共有 3条回路：冷冻水回路、冷却水回路 和制冷机组自身回路。传统冷冻站是由建设单位根据 XX 的初步设计采购冷冻站主体设备， 然后由机电安装公司在 现场安装的暖通工程。1. 传统冷冻站是一项责任主体分散的工程项目， 各方只对自己工程内容负责， 缺乏系统综合 的思想，所以整体性能不佳，实测运行效率为 1.0-1.2Kw/Ton （即 1.0-1.2 千瓦电制 1 冷 吨的冷量）；2.传统冷冻站在现场施工，占地面积大、不同专业交叉作业时间

2、长、协调管理费用高、材料 浪费大；3. 传统冷冻站一般采用独立 PID 控制方式，各个主耗电设备控制缺乏关联性，设备运行匹 配性差，节能效果不明显。集成冷冻站是在传统冷冻站技术和工程建设的基础上， 对核心技术和商务运作模式不断创新 和应用，而形成的机电一体化系统级产品。集成冷冻站是针对公共建筑中央空调的机房节能设备， 由集成制造商在 XX 初步设计的基础 上开展二次深化设计和三维仿真， 以高效节能控制系统为核心， 进行设备最优选型匹配， 在 工厂预制、模块运输、现场拼装的系统级产品。相对于传统冷冻站， 集成冷冻站有几点创新和改进： 从工程项目到系统产品； 从现场施工到 工厂预制生产；从独立控制

3、到关联控制；引入全变频控制技术。集成冷冻站的特点1）集成冷冻站年均运行效率提高 20%50% ，能够大幅度节能。2）集成冷冻站通过采用二次优化设计和精细结构设计， 大大节省了材料费用和占地面积 （比 传统冷冻站节省 1/3 ），从而节省了建设成本。3）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式， 在设备匹配和选型中对整体系统的运行效率进行 综合考虑，提高系统运行效率。4）集成冷冻站通过工厂预制和调试，减少不同设备之间和设备与控制专业之间的接口，避 免了现场交叉施工， 缩短了建设周期， 一般比传统的冷冻站建设周期要缩短一半。 以产品技 能工人代替现场安装工人，以科学的工艺方法保证产品的性能和质量。5）集

4、成冷冻站通过采用二次优化设计，充分考虑设备的安装和维护，经过三维布局和优化， 在产品今后的使用过程中，可以方便的进行维护与维修。6）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式， 产品通过多个模块集成， 因此便于拆卸、 吊装和 运输。7 ）集成冷冻站通过机电一体化设计，跨越了一般意义上的专业分工与协作 ，避免人员的 交叉和浪费，从而降低了系统运行和维护管理过程的难度和费用。8）集成冷冻站通过集成控制系统引入变频控制技术，实现主设备的软启动特性，延长设备 的使用寿命，降低配套电气装置和避免对电网的影响。9 ）集成冷冻站的工厂预制 +现场拼装生产模式对地铁一条线多个冷冻站同时建设的项目， 适用性很强。集成冷

5、冻站的控制系统相等边际效能原则 （在主设备上选择有效的供电分配， 达到以最小供电获得最大冷量。 各设 备单位供电增量所带来冷量贡献一致将获得最佳的系统性能）。按需主动控制按需主动控制是使用“自然曲线”、“相等边际效能原则”对冷冻站的设备进行操作控制。当控制系统感知到系统的负荷需求时，能够按照电脑芯片中预设的冷冻机、冷冻泵、冷却泵和冷却塔对应的最佳功率关系，主动调节系统内各设备运行在最节能状态。部分引自中国空间研究院高效节能集成冷冻站2 / 5高温向低温传导热量是很自然的现象，就跟水往低处流是一样， 但如果我们用水泵就可以实现水从低处运送到高处，用冷冻机做功，我们可以把反应釜热量通过压缩机等设备

6、做功变成 低温的热量然后运送到釜内与釜内的高温热量发生热交换，使釜内温度降低。运行记录对效率改善的指导意义1. 完整地记录运行参数是一个最好的跟踪机组运行状态，发现异常变化的方法。2. 没有精确的运行数据记录， 就不可能发现机组效率方面存在的缺陷， 不能找出相应的合 理解决方案。3. 做好记录并进行分析，以掌握生产中的经验和成本核算，为提高生产水平和经济效益奠 定良好的基础，也使生产和产品有追溯性。因此，记录没有精确的运行数据记录，我们发现想要实施以下所讨论的任何有关经济运行的措施都是非常困难的。调整冷冻水的出水温度通常情况下，提升冷冻水的出水温度就能降低压缩机运行压头，从而起到节能的效果。实

7、际经验证明，冷冻机组运行负荷在 40%80%X 围内，冷冻水出水温度 每提升 1C可节能3 5%。注：变频离心机组，在低于 80%的负荷条件下，每提升 1C的冷冻水出水温度，节能 4%6%。而且，即便机组的运行负荷低到10%，这样的节能效果依然存在。降低冷却水的入口温度运行测量数据表明， 冷却水入水温度每下降 1C，机组的能耗即可减少 3%。增加冷却塔的投入，控制冷却水入水温度处于冷冻机厂家推荐的最低温度水平。这样更利于节能的实现。消除泄漏点对于负压冷冻机组而言，空气等不凝性气体会通过漏点进入系统内部。并最终聚集在冷凝器，占据制冷剂的冷凝空间。不凝性气体存在度每增加 1C,系统的能耗增加 3%

8、。在正压机组中，漏点的存在会使制冷剂泄漏到大气中，减少系统中制冷剂的充注量。降低冷凝器铜管的污垢系数“冷凝器的小温差值”每降低1C,制冷机组运行能耗下降 3%。“冷凝器小温差值” 应控制在 6C-10CX 围内。一般通刷铜管就足以解决问题，但有时则必须进行化学清洗，而长期难以解决的脏堵问题预示着需加强水处理工作。污垢系数对换热器换热性能的影响污垢系数 m2?C/kW污垢厚度 mm小温差增加C能耗增加0.110.1968512.23%0.170.30797525.07%0.230.41592538.27%0.2850.51435411.91%0.350.631825515.09%关于主机冷凝器铜

9、管内与冷却塔填料上结垢，一般每年结垢0.5 mm 左右，由于水垢的导热系数为 1.1 左右，而紫铜管导热系数为170，二者差异悬殊，水垢的形成，直接影响了机组的热交换率，因而影响制冷效果。 同时易造成垢下腐蚀等诸多问题。据测算，当铜管内结垢 0.8 m,主机制冷效率下降 40%。因设备结垢，每年浪费的能源费与缩短设备使用周期，增加设备折旧费两项之和的费用非常之高。保持适当的冷却水流量 冷却水流量减少一般是由以下 一些因素导致的： 阀门开启度太小；3 / 5 冷却进水压力低； 水系统的滤网脏堵； 水系统中有空气存在 气阻 换热器、管路脏堵等。控制机组加载的波动 在机组启动之初限制机组加载是一个能

10、有效降低能耗的方法。一般在机组运行的最初 20 分钟，将最大负荷限制在 60% 左右。 慢开慢停。 为进一步控制负荷峰值，还可以采取逐次启动机组的方法。即控制机组的启动间隔在 20 分钟左右。这样就避免了多台机组同时加载的情况，且机组承 担的负荷峰值会逐次减小。维持电机的效率 电机效率下降的最常见原因是电机线圈冷却问题。 在一样的工况条件下， 如果运行记录显示 电压不变，而电流有明显的上升，则电机的冷却就有可能存在问题。对于半封闭式的压缩机， 应该检查制冷剂的流量和回气管上的过滤器； 对于开启式的压缩机， 应检查机房的通风与空气流通的状况， 电机的进风是否受到阻碍， 进风滤网、 散热片是否脏、

11、 堵。无论半封闭还是开启式机组都需检查电机的润滑油是否污染，电缆接线桩是否松动或生锈。 对每台机组的运行状况进行分析， 以针对不同的负荷条件选择运行最合适的机组。 随着负荷 大小的变化，运行机组的切换是难以避免的。掌握哪台机组在低负荷条件下运行效率比较高？哪台机组在高负荷的条件下运行效率比较 高？再决定启动机组的先后顺序。功率/ 能量匹配运行、避免大马拉小车，使冷冻机长周期运行在高效状态。合理操作冷冻水泵 通过在停机状态下顺序停运水泵， 并将停运的冷冻机组与整个水循环隔离开来， 能起到节能 的效果。会减少通过制冷中冷冻机的流量； 不同的流量配不同的泵结合冷冻机。 减少工作冷冻机冷冻 水的通过量

12、。因设备散热增加功耗，生产工艺中停用的冷凝器、 反应釜，与时断开冷冻水；要引起注意的 是，对水泵进行改造是一项很复杂的工作。 可能会带来诸如水系统平衡等一系列问题， 在实 施措施之前必须经过相关专业人士的论证。冷冻站实施 能效比 考核管理依据生产实际和设备状态， 制定了科学合理的经济运行参数， 而且一改过去以罚为主的管理 模式，变奖励为主、考核为辅。为此，车间在细化、量化操作员工作参数的同时，专门列出 一部分奖金， 组成了一个考核奖励奖金， 用来奖励对设备能效比管理工作出色的员工， 从而 有效激发了员工的工作热情。 同时， 车间还一方面组织相关技术人员随时到现场指导员工操 作，一方面成立了由车

13、间计量能源管理、 维保、 空分制冷等相关技术人员组成的经济运行分 析小组，随时跟踪分析设备的运行状态， 并依据分析情况制定开、 停台顺序，做到开台设备 的优化组合，竭尽所能降低生产成本投入。通过有效的管理手段， 帮助员工树立正确的节能降耗意识， 想方设法让既有的一度电、 一滴 水发挥出比自身原来更高的效率。 冷冻水系统连通形成集中供应 冷冻机站安装分散， 在一年的大部分时间，制冷能力超出冷量需求。同时， 大部分冷冻机都 处于低效率的部分负荷运行状态。 现通过逐步改造连通整个冷冻水系统， 采取集中供冷， 还 起到平峰填谷的作用， 可以使冷冻站冷冻机组、 泵有更长的时间运行在效率状况更好的高负 荷

14、状态。节能的同时冷量集中供应后也减少装机容量、 装机场地、 维保费用。 集中安装， 但相对分散。 如 LY项目深冷冷冻机（零下 80 度）与生产装置越近越好。安装远程监控系统 远程监控系统可以起到以下三方面的作用。 对机组运行状态超出设计工况发出警示，以避免能耗的浪费； 通过对机组运行参数变化的监控，与时提醒操作者进行一些维护保养工作，避免故障 / 保护停机的发生； 控制或降低机组受损的危险性。 有了远程监控系统并不等于说例行的运行数据记录和机房巡检工作4 / 5就可以取消了。应该说， 远程监控系统是对完善的机组保养体系的一个重要加强。闭式循环冷冻水系统改造 由于系统中的膨胀水箱常设于最高点（

15、高位水箱 ），因此无论是在静止工况还是在运行工况下，整个系统均充满了水。 所以循环水泵无需克服水柱的静压头， 只需克服系统的沿程摩擦 阻力与局部阻力即可。 有鉴于此， 循环水泵相应的功率消耗少的多， 相比传统的开式节能效 率一般在 10%以上，静水压越高则节能效果越明显。系统管道因充满水而减缓了空气对管内壁的锈蚀而延长使用寿命。 运行时系统中各点的压力 受系统内其他环节的压力变化的影响而不容易稳定，因而给系统的运行调整带来了一定影 响。安装机房群控系统 冷冻机房群控系统是一套专门用来对制冷系统的冷冻机组、 水泵与冷却水量进行能量调节的 装置，具备以下诸项功能：负荷控制： 对整个系统的冷负荷进行

16、监控， 参照实际情况， 按照预设的的运行程序对机组的 加载进行控制；冷冻水温度的自动调节： 根据系统的实际情况，调整冷冻水温度的设定，以降低能耗； 实现 精细化。保养需求的提示： 以运行参数为基础， 与时提示进行必要的维护保养， 保证机组运行在最佳 状态。选择运行顺序：参照实际运行负荷，对冷水机组，水泵，冷却水流量的运行进行最佳组合； 确定机组的启停时间：参照户外温度与其他参数， 预判负荷状况。 确定启停时间， 以达到最 佳的节能效果。采用功率补偿电容理想的功率因数值为 1.0 ，实际运行功率因数值通常在 0.80.9 之间。 功率因数值越低， 说 明有越大的电流消耗在非用电负载的回路上，则损

17、失的功率就越大。安装功率因数修正电容是一项小投资， 但有潜在的显著收效的改进措施。 通常能将功率因数 值由 0.88提高到 0.95 。加装变频装置 通过控制电机的转速来降低能耗，对于改善系统调节性能、节省运行费用发挥了很大作用 , 在闭式循环系统中， 其节能效果非常明显。 当系统循环量下降时， 安装了变频装置的泵组会 降低电机的转速，从而降低运行电流，从而提高了机组的运行效率。 使用变频装置的机组可以节能 30%左右。当然，实际节能量最终取决于机组的运行时间， 负荷状况，冷却水的入口温度等各方面因素。由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）XH（压力），流量 Q 与转速 N 的一次方成正比， 压力 H 与转速 N 的平方成正比，功率 P 与转速 N 的立方成正比， 如果水泵的效率一定，当 要求调节流量下降时，转速 N 可成比例的下降，而此时轴输出功率 P 成立方关系下降。即 水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW ，当转速下降到原转速的 4/5 时，其耗电量为 28.16KW ，省电 48.8 ，当转速下降到原转速 的 1/2 时，其耗电量为 6.875KW ，省电 87.5 。更换新机组在作出决定之前， 仔细评估目前机组与新机