在某大型制造企业的新建厂房中,一套新安装的工业空调系统投入使用后不久,便出现了运行能耗异常的问题。该空调系统设计用于维持车间恒温恒湿环境,保障精密设备的正常运行和生产流程的稳定性。然而,在实际运行过程中,系统电耗远超设计预期,月均用电量比同类企业高出约35%,引起了企业管理层的高度关注。为此,企业委托专业能效评估团队开展深入调查,以查明能耗异常的根本原因。
调查初期,团队首先对空调系统的运行数据进行了采集与分析。通过查阅历史运行记录发现,系统在日间负荷高峰时段压缩机频繁启停,且冷冻水供回水温差长期低于设计值(仅为2℃左右,设计为5℃),表明系统存在“大流量、小温差”的典型低效运行特征。同时,冷却塔出水温度偏高,导致冷凝压力上升,压缩机功耗显著增加。这些现象提示问题可能涉及系统设计、设备选型或运行控制等多个环节。
进一步现场勘查发现,空调主机选型与实际负荷匹配度存在偏差。原设计方案依据的是理论最大负荷进行设备选配,未充分考虑生产工艺的实际运行节奏和间歇性特点,导致主机容量过大。在多数工况下,系统处于低负荷运行状态,而螺杆式冷水机组在部分负荷下的能效比(COP)明显下降,造成“大马拉小车”的能源浪费现象。
此外,水泵配置也存在问题。冷冻水泵和冷却水泵均为定频泵,未配备变频控制装置。尽管末端空调箱安装了电动调节阀,但水泵仍全天以额定频率运行,导致系统水流量无法随负荷变化动态调节。这种“全流量运行”模式不仅增加了水泵自身的电耗,还加剧了主机低效运行的程度。实测数据显示,水泵能耗占整个空调系统总能耗的30%以上,远高于行业推荐的15%-20%区间。
控制系统方面,楼宇自控系统(BAS)虽已安装,但逻辑设置不合理。例如,冷却塔风机启停仅依据冷却水回水温度,未结合湿球温度进行优化控制;冷水机组群控策略缺失,多台主机并行运行时缺乏优先级调度,常出现“同时运行、低效共存”的情况。更严重的是,部分传感器校准失准,如回风温湿度传感器误差超过±15%,导致控制系统误判室内环境状态,持续输出过量冷量。
在管道系统方面,调查人员发现冷冻水管网存在明显的水力不平衡现象。距离主机较近的空调箱水流量远超设计值,而远端末端则流量不足,造成局部过冷与整体调节失灵。技术人员尝试通过手动调节平衡阀改善,但由于缺乏专业的水力调试,效果有限。此外,部分保温层施工质量不达标,尤其在阀门和弯头部位存在裸露或破损,导致冷量损失加剧,间接提升主机负荷。
通过对上述问题的综合分析,调查团队最终确认:能耗异常并非由单一因素引起,而是系统设计、设备配置、控制逻辑和施工管理等多方面缺陷共同作用的结果。其中,主机选型过大、水泵无变频调节、控制系统策略不当是三大主因,合计贡献了约80%的额外能耗。
针对发现的问题,团队提出了一系列整改建议:首先,对冷水机组实施运行优化,通过调整启停策略和设定合理的供水温度,提升部分负荷效率;其次,在冷冻水泵和冷却水泵上加装变频器,并基于供回水压差实现自动调速;再次,完善BAS控制逻辑,引入冷却塔逼近度优化控制和主机群控算法;最后,组织专业团队进行水力平衡调试,并修复所有保温缺陷。
整改完成后三个月的跟踪监测显示,空调系统综合能效提升了26%,月均用电量下降至合理区间,年节电量预计可达48万度,折合电费约38万元。此次案例表明,工业空调系统的高效运行不仅依赖于高质量设备,更需要科学的设计、精准的控制和规范的施工管理。企业在新建或改造空调系统时,应重视全生命周期的能效管理,避免“重建设、轻运营”的误区,才能真正实现节能降耗的目标。
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