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某图书馆中央空调系统改造及节能效果分析

出处:论文网
时间:2016-07-19

某图书馆中央空调系统改造及节能效果分析

  1工程概况

  湖北省地区某图书馆建筑面积30850m2,空调面积27503m2。建筑总高度46.8m,地下1层,地上9层。馆内拥有报告厅、目录大厅、展览厅、编目室、接待室、阅览室、基本书库、辅助书库、休息厅、研究箱等办公用房。

  2改造前图书馆中央空调系统设置

  冷热源:本图书馆空调冷源为4台水冷螺杆式冷水机组,单台制冷量1200kW,对应设置有4台冷冻水泵、4台冷却水泵和8台冷却塔。每台螺杆式冷水机组由3个小螺杆机并联组成,同时机组设有高性能PC控制器,可设定进出水温度并针对温度实现机组的加载和卸载控制。制冷站位于地下一层。冷却塔位于大楼屋面。热源由校区燃油锅炉房的3台10T燃油锅炉提供。

  水系统:冷冻水系统分4个区,分别为北侧1~6层,北侧7~9层,南侧1~6层,南侧7~9层。冷冻水管路为冬夏共用,通过4个阀门切换冬/夏季工况。各分区水系统竖向采用同程式,水平部分同程,部分异程。实际运行中,冷冻水泵的实际流量远远高出额定流量,冷却水泵的实测值与额定值相差均在10%以内。

  风系统:图书馆末端主要采用空气处理机组,及风机盘管+新风机组。地下一层的报告厅及1~5层主要为卧/立式空气处理机组;6~9层阅览室为吊式空气处理机组,办公室及研究箱为风机盘管+新风系统。新风通过空气处理机组或吊式新风机组取自室外。数据机房设置净化分体空调;个别办公、电梯机房、地下报告厅、地下配电室及机房等处设置分体空调。

  3图书馆中央空调系统节能改造方案

  3.1水系统改造

  (1)空调冷水机组进出水管上只安装了手动控制阀,无电动二通开关阀,部分负荷时冷水机组存在水流旁通问题。本次改造将冷水机组回水管上手动控制阀更换为电动蝶阀并增加相应的温度传感器;冷水机组供水管增设水流开关、温度传感器;冷冻水供水总管增设插入式电磁流量计,供回水总管增设温度传感器。

  (2)该集中空调冷冻水系统为多泵并联定频运行,且管路系统未进行调试平衡,水泵实际流量及功率远远大于额定值。本次改造将冷冻水定流量系统改为变流量系统以适应末端负荷变化。系统定压采用压差旁通定压,分集水器设压差变送器,通过旁通管上的电动调节阀调节旁通水量来调节进入分集水器的流量,保证分集水器的压差为设定压差。在最不利环路末端支路两端设置压差检测装置,变频器通过末端压差信号调节水泵转速。末端空调器(卧式空气处理机组)采用比例积分电动调节阀;风机盘管采用电动二通阀。

  (3)目前冷却塔进出水管上只安装了手动阀,无电动阀,部分负荷时冷却塔存在水流旁通问题,因此空调季总是8台冷却塔同时运行。本次改造在冷却塔进出水管上增设电动蝶阀,冷却水供回水总管增设温度传感器;冷却塔运行策略为台数调节。

  (4)冷冻水系统、冷却水系统采用电子水处理器,由于使用年限较长,效率大幅下降。本次改造在冷却水系统和冷冻水系统分别增加旁流水处理器,达到吸垢、除垢、杀菌灭藻的目的,同时提高主机换热效率,节省主机运行能耗约5%。冷冻水泵、冷却水泵入口增加Y型过滤器。

  3.2风系统改造

  (1)目前负一层报告厅、地上1~5层均采用定风量全空气系统。部分负荷情况下,室内实际需求风量小于额定风量,但系统仍以设计风量送风,使得室内温度大部分低于设计值。本次改造:将空气处理机组定频改为变频运行,机组回风管设置温度传感器,采集回风温度信号输送到控制器,控制器根据回风温度反馈值与设定值对比进而控制风机运行频率。新风管增加电动风阀,冬季和夏季电动风阀根据回风CO2浓度传感器调节开度,保证系统最小新风量要求。

  (2)风机盘管系统仅有三速控制开关,空调水系统改为变流量系统后,末端风机盘管增加电动二通阀及相应温控器,实现节能控制。

  4经济分析

  该图书馆空调系统改造投资见表1;改造后较改造前运行节省费用见表2。

  综上,该图书馆空调系统的改造总投资额为115.6594万元,改造后每年的运行节能费用为11.7431万元/年,投资回收期为9.8年。节能效果显著。

  5结语

  本文对湖北省某图书馆中央空调系统节能改造项目做了分析研究,可为同类项目提供一定参考。对于既有建筑存量十分巨大的市场状况,通过采用新技术、新设备和新系统的运用对高能耗既有建筑进行节能优化改造,将是今后节能工作发展的大势所趋。本文中该图书馆中央空调系统进行节能改造后每年节省电费11.7431万元,具有良好的节能效果及经济效益。

  此外,该节能改造项目采用合同能源管理模式,图书馆无需初始投资,并且与空调节能公司逐年分享节能收益,对该图书馆而言有很好的经济性。

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