某石化公司安裝有一套工藝性中央空調系統(tǒng)，以滿足產(chǎn)品聚合、制絲、融紡的冷卻工藝需要.該中央空調系統(tǒng)的結構如圖 1 所示，其主要組成設備如表 1 所示.該系統(tǒng)有 6 臺不同功率的冷凍水泵并聯(lián)運行，經(jīng)總管匯流后分別供水給3 臺并聯(lián)運行的制冷壓縮機，冷凍水經(jīng)主機冷卻釋放熱量后經(jīng)總管匯流再分別供給風機盤管進行制冷;系統(tǒng)的 3 臺冷卻水泵并聯(lián)運行，供給的冷卻水經(jīng)總管后分別供給3 臺并聯(lián)運行的制冷壓縮機，吸收熱量后的冷卻水經(jīng)總管送人冷卻塔進行冷卻.系統(tǒng)的運行為傳統(tǒng)的控制方式，雖然制冷壓縮機能夠根據(jù)負荷的變化自動分檔調節(jié)負載，但冷凍水泵、冷卻水泵卻只能進行手動調節(jié)，不能隨系統(tǒng)負荷的變化進行自動調節(jié).
系統(tǒng)運行參數(shù)控制如下:冷水機組冷凍水供水溫度 (7+/-0.5)℃.冷凍水回水溫度(13 士 0.5) "C ; 冷卻水進水溫度 (24+/-0. 5) "C ，出水溫度 (32+/-0.5) "C.滿足生產(chǎn)工藝要求的冷卻后空氣溫度(17 土0.5) "C,濕度 (85+/- 5) %.系統(tǒng)改造是在原中央空調系統(tǒng)的基礎上，增加了水系統(tǒng)運行智能控制單元.所開發(fā)的智能控制單元主要包括:變頻器、智能數(shù)字單元、智能控制單元、接觸器、斷路器、中間繼電器、變壓器、電抗器及指示燈等。
該系統(tǒng)中的 6 臺冷凍水泵并聯(lián)運行，編號 1#為常用水泵， 2# 、 4# 、 6# 為備用水泵. 3 臺變頻器控制 6 臺水泵(其中 f、 f水泵共用 1 臺變頻器，其他依次類推) .冷凍水溫度傳感器將檢測其回水溫度并轉變?yōu)殡娏?或電壓)信號，通過變送器將信號送至 PID 控制器(采用比例積分調節(jié)) ，輸出控制信號到變頻器，改變變頻器輸出頻率(輸出電壓也改變) ，從而改變水泵的轉速以改變冷凍水流量.當冷凍水回水溫度低于設定值時，輸出頻率降低，冷凍水泵流量減小，使得冷凍水回水溫度升高，接近系統(tǒng)設定值.相反，則流量增大以提高冷凍水回水溫度.該系統(tǒng)中 f、 f冷卻水泵為常用， 3#泵為備用.其控制過程為:當壓縮機冷卻水出口溫度高于系統(tǒng)設定值時，須提高水泵運行轉速(與冷凍水系統(tǒng)類似) ，增加流量，使冷卻水出口溫度逐漸降低，以接近設定值.若水泵在最大流量工作時仍不能將溫度降低到設定值，系統(tǒng)將自動提高風機的工作轉速或人工啟動備用風機，增加風機工作臺數(shù)。
2 改造前后系統(tǒng)的能耗對比
該節(jié)能改造后的中央空調系統(tǒng)對主機和水系統(tǒng)水泵的能耗數(shù)據(jù)進行了運行測試.在相同的氣候條件和系統(tǒng)控制參數(shù)不變(產(chǎn)能穩(wěn)定)的情況下，對測試期間的不同時間段分別采用傳統(tǒng)的控制方式和節(jié)能控制方式運行.
1) 兩臺冷凍水泵運行情況下系統(tǒng)節(jié)能情況
根據(jù) 2009 -03 -07 天氣情況及生產(chǎn)情況，只需開儼主機即可滿足需求，采用 f、 4# 冷凍水泵同時啟用，供水給風機盤管.從 2009 -03 -06T16 至 2009 -03 -07T16 采用節(jié)能控制，從 2009 -03 -07T16 至 2009 -03 -08T16 采用傳統(tǒng)控制.對比測試期間采用傳統(tǒng)控制時主機耗電為 2224 kW • h , 節(jié)能控制時主機耗電為 1904 kW • h ，即主機節(jié)電 320 kW . h; 水泵采用傳統(tǒng)控制時耗電 2286 kW. h , 采用節(jié)能控制時耗電 974 kW. h ，即水泵節(jié)電 1 312 kW • h. 該系統(tǒng)節(jié)能效果為 35.7%.
2) 一臺冷凍水泵運行情況下系統(tǒng)節(jié)能情況
根據(jù) 2009 -03 -09 天氣情況及生產(chǎn)情況，只需開 3#主機即可滿足需求，采用 f冷凍水泵啟用(其余冷凍水泵全部停用) ，供水給風機盤管.從 2∞9 -03 -08T16 至 2∞9 -03 -09T1 6 采用節(jié)能控制系統(tǒng)控制，從2009 - 03 - 09T1 6 至 2009 - 03 - 1OT16 采用傳統(tǒng)控制.對比測試期間采用傳統(tǒng)控制時主機耗電為 2235 kW. h ，節(jié)能控制時主機耗電為 1 839 kW . h ，即主機節(jié)電 396 kW • h; 水泵采用傳統(tǒng)控制時耗電 2266 kW • h ，采用節(jié)能控制時耗電 858 kW. h ，即水泵節(jié)電 1428 kW . h. 該系統(tǒng)節(jié)能效果為 40.5 %.
從上述兩種測試結果來看，經(jīng)改造后，當對系統(tǒng)中的水泵進行變頻調速以實現(xiàn)節(jié)能控制時，系統(tǒng)的總耗電可節(jié)約 35 % -40 %，此外，系統(tǒng)啟用 1 臺冷凍水泵比啟用 2 臺冷凍水泵大約可多節(jié)約電能5 %。
系統(tǒng)運行參數(shù)控制如下:冷水機組冷凍水供水溫度 (7+/-0.5)℃.冷凍水回水溫度(13 士 0.5) "C ; 冷卻水進水溫度 (24+/-0. 5) "C ，出水溫度 (32+/-0.5) "C.滿足生產(chǎn)工藝要求的冷卻后空氣溫度(17 土0.5) "C,濕度 (85+/- 5) %.系統(tǒng)改造是在原中央空調系統(tǒng)的基礎上，增加了水系統(tǒng)運行智能控制單元.所開發(fā)的智能控制單元主要包括:變頻器、智能數(shù)字單元、智能控制單元、接觸器、斷路器、中間繼電器、變壓器、電抗器及指示燈等。
該系統(tǒng)中的 6 臺冷凍水泵并聯(lián)運行，編號 1#為常用水泵， 2# 、 4# 、 6# 為備用水泵. 3 臺變頻器控制 6 臺水泵(其中 f、 f水泵共用 1 臺變頻器，其他依次類推) .冷凍水溫度傳感器將檢測其回水溫度并轉變?yōu)殡娏?或電壓)信號，通過變送器將信號送至 PID 控制器(采用比例積分調節(jié)) ，輸出控制信號到變頻器，改變變頻器輸出頻率(輸出電壓也改變) ，從而改變水泵的轉速以改變冷凍水流量.當冷凍水回水溫度低于設定值時，輸出頻率降低，冷凍水泵流量減小，使得冷凍水回水溫度升高，接近系統(tǒng)設定值.相反，則流量增大以提高冷凍水回水溫度.該系統(tǒng)中 f、 f冷卻水泵為常用， 3#泵為備用.其控制過程為:當壓縮機冷卻水出口溫度高于系統(tǒng)設定值時，須提高水泵運行轉速(與冷凍水系統(tǒng)類似) ，增加流量，使冷卻水出口溫度逐漸降低，以接近設定值.若水泵在最大流量工作時仍不能將溫度降低到設定值，系統(tǒng)將自動提高風機的工作轉速或人工啟動備用風機，增加風機工作臺數(shù)。
2 改造前后系統(tǒng)的能耗對比
該節(jié)能改造后的中央空調系統(tǒng)對主機和水系統(tǒng)水泵的能耗數(shù)據(jù)進行了運行測試.在相同的氣候條件和系統(tǒng)控制參數(shù)不變(產(chǎn)能穩(wěn)定)的情況下，對測試期間的不同時間段分別采用傳統(tǒng)的控制方式和節(jié)能控制方式運行.
1) 兩臺冷凍水泵運行情況下系統(tǒng)節(jié)能情況
根據(jù) 2009 -03 -07 天氣情況及生產(chǎn)情況，只需開儼主機即可滿足需求，采用 f、 4# 冷凍水泵同時啟用，供水給風機盤管.從 2009 -03 -06T16 至 2009 -03 -07T16 采用節(jié)能控制，從 2009 -03 -07T16 至 2009 -03 -08T16 采用傳統(tǒng)控制.對比測試期間采用傳統(tǒng)控制時主機耗電為 2224 kW • h , 節(jié)能控制時主機耗電為 1904 kW • h ，即主機節(jié)電 320 kW . h; 水泵采用傳統(tǒng)控制時耗電 2286 kW. h , 采用節(jié)能控制時耗電 974 kW. h ，即水泵節(jié)電 1 312 kW • h. 該系統(tǒng)節(jié)能效果為 35.7%.
2) 一臺冷凍水泵運行情況下系統(tǒng)節(jié)能情況
根據(jù) 2009 -03 -09 天氣情況及生產(chǎn)情況，只需開 3#主機即可滿足需求，采用 f冷凍水泵啟用(其余冷凍水泵全部停用) ，供水給風機盤管.從 2∞9 -03 -08T16 至 2∞9 -03 -09T1 6 采用節(jié)能控制系統(tǒng)控制，從2009 - 03 - 09T1 6 至 2009 - 03 - 1OT16 采用傳統(tǒng)控制.對比測試期間采用傳統(tǒng)控制時主機耗電為 2235 kW. h ，節(jié)能控制時主機耗電為 1 839 kW . h ，即主機節(jié)電 396 kW • h; 水泵采用傳統(tǒng)控制時耗電 2266 kW • h ，采用節(jié)能控制時耗電 858 kW. h ，即水泵節(jié)電 1428 kW . h. 該系統(tǒng)節(jié)能效果為 40.5 %.
從上述兩種測試結果來看，經(jīng)改造后，當對系統(tǒng)中的水泵進行變頻調速以實現(xiàn)節(jié)能控制時，系統(tǒng)的總耗電可節(jié)約 35 % -40 %，此外，系統(tǒng)啟用 1 臺冷凍水泵比啟用 2 臺冷凍水泵大約可多節(jié)約電能5 %。
