交流丨机电系统性能诊断 再次証明高效机房的重要性

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作者:高效机房组冯奕应 卓展工程顾问有限公司

引言

在前述文章中可以了解到,卓展为了更好地给客户提供节能顾问服务,成立了专业项目部门。专业项目部门除了提供“全过程标准高效机房顾问服务”外,还提供其他节能服务,“机电系统性能诊断”就是其中之一。

“机电系统性能诊断”主要是通过一系列的现场走访、调研、测试等工作拿到机电系统原始运行数据,再进行数据处理、分析,最后结合系统设计理念及实际运行工况给出机电系统的运行评价(包括系统的安全性、可靠性、舒适性及能耗水平等)。

“机电系统性能诊断”的对象可以是新建项目、可以是运行多年但不清楚能耗状况的项目、可以是新购新接管的项目、也可以是节能改造前/后的项目。通过机电系统性能诊断,力求客观、真实的反映机电系统健康状况、能耗水平,为项目机电系统运行管理提供准确、可靠的决策依据。

本文介绍一过往案例---某高尔夫球会酒店“机电系统性能诊断”。

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项目概况       

酒店位于广东省一旅游风景区内,是某高尔夫球会中的配套设施建筑,毗邻高尔夫球会会所,是集高尔夫度假休闲元素及商务实用功能为一体的高尔夫度假酒店。酒店配备齐全,拥有豪华高级套房、商务中心、中西餐厅、多功能会议室、网球场、游泳池、桌球室、更衣室、美容美发厅及高尔夫球用品店等。酒店楼高11层,共有客房总数138间(套)。

酒店开业至今已超十五年,装修、机电设施等出现不同程度的折损老化,已临近装修材料设计使用年限,有必要进行装修更新。借此升级更新的机会对空调系统进行一次较为全面的性能检测,以判断空调系统性能状况,为酒店升级更新提供更全面更专业的参考数据。

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系统检测范围       

结合项目需求,机电系统性能诊断范围涵盖暖通、强电、弱电、给排水四大专业,本次分享主要介绍暖通专业的性能诊断,包含如下内容:

  • 制冷主机性能测试;

  • 冷冻水泵性能测试;

  • 冷却水泵性能测试;

  • 冷却塔性能测试;

  • 燃气锅炉系统一二次侧换热系统性能测试;

  • 空调风柜及风机盘管性能测试(抽检);

部分测试区域平面示意图

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图一:制冷机房设备检测平面示意图

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图二:首层空调箱抽测平面示意图


设备性能测试情况汇总       

1.   制冷主机性能测试(COP值)

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图三:制冷机现场测试

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图四:1#,2#制冷机测试数据表

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图五: 主机COP汇总表

从上述测试记录表格及COP汇总表可看出:

  • 并联主机之间存在水力不平衡,其中冷却水流量相差约70m³/h,偏差值约15%;

  • 投入运行的两台主机COP测试平均值分别为3.17与2.68,均远低于额定COP值4.77,约为额定值的56%~66%。


2.   水泵性能测试(效率值)

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图六:冷却水流量现场测试

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图七:水泵测试参数汇总表

从上述测试记录表格中可看出:
  • 投入运行的冷冻水泵两台,效率值比较接近,但效率值偏低。系统实际需要循环压力低于选型扬程,导致流量偏大,功耗上升。

  • 投入运行的冷却水泵两台,测得1#水泵效率为67%,低于额定效率82%。2#水泵进水管路流量测试无信号,总管测试无信号,导致2#水泵流量无测试数据。从管道未能反馈超声波流量信号的情况判断,管道内壁存在严重腐蚀或结垢,管路处于不健康状态。

  • 冷冻、冷却系统3#泵启动均发生故障报警,系统安全性、可靠性存在风险。


3.   机房设备压降测试(主机、水泵)

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图八:设备压降汇总表

从上述测试记录表格可看出:
  • 冷冻、冷却水泵至主机入口间的管道压降较大,不利于水泵节能运行;

  • 蒸发器、冷凝器压降较大,分别达到13米和11米的压力降,大大超出两器常规5~7米压降,不利于水泵节能运行、不利于两器高效换热。


4.   冷却塔性能测试(风量、水量)

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图九: 冷却塔现场测试

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图十:冷却塔测试数据表

从上述测试记录表格可看出:
  • 冷却塔出风量均大幅低于额定值,最低风量仅为额定值15.7%。从主机冷却水量测量数据看,总冷却水量为490m3/h,按设计工况开两个冷却塔风扇即可满足需求,因冷却塔处理风量不足,导致冷却塔风扇多开,且冷却塔出水温度仍然高出设计工况的32℃出水温度;

  • 各冷却塔供水立管均未能检测到超声波流量信号,判断管道内部腐蚀或结垢严重,不利于系统安全低阻运行;

  • 冷却塔水侧换热效率仅为0.25左右,大幅低于额定0.56的换热效率,冷却塔水侧降温效果差,不利于主机高效运行。

5.   空调箱性能测试(风量、冷量)

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图十一:空调箱测试数据表

从上述测试记录表格可看出:
  • 抽测的四台空调风柜的风量均低于额定值,为额定风量的37%~78%不等,风量衰减严重;

  • 风侧供冷量均低于额定值,为额定冷量的33%~53%不等,送到空调区域的冷量衰减严重;

  • 水系统提供的水量满足甚至超出额定水量需求,但水侧供冷量未达到额定冷量需求,说明盘管换热能力下降。

  • 第四台风柜水阀故障,盘管内无水流通,估无此设备风水冷量数据。

6.   风机盘管性能测试(风量、冷量)

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图十二:风机盘管测试数据表

从上述测试记录表格可看出:
  • 抽测的客房风机盘管风量低于额定值,分别为额定风量的68%、71%,风量衰减严重;

  • 风、水两侧的供冷量较为接近,但总供冷量低于额定值,为额定冷量的35%~56%不等;

  • 6F末端水量大于额定水量,9F末端水量大幅低于额定流量,客房立管存在水力不平衡;

  • 客房排风稍大于新风量,处于微负压状态,不利于节能。

7.   热水板换换热性能测试(热量)

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图十三:热交换器现场测试

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图十四:热交换器测试数据表

因测试时段热水用量处于低峰期,热水水箱基本维持在高温状态,锅炉及循环水泵处于待机状态,待水温下降后,锅炉启动几分钟即可将水箱加热至目标温度,设备继续待机状态。故测试过程只能测出变化的瞬时值。

从上述数据中可看出板换二次侧热量约为一次侧热量的88%,热量损失较大,与板换未作保温处理有较大关系。

综述       

通过数天现场勘查实测,本项目空调系统无论从外观还是设备性能数据来看,系统各个设备均偏离了高效、安全范围,大部分设备使用年限已接近设计使用寿命,设备换热性能出现不同程度的下降。具体结论如下:

  1. 制冷主机压缩机故障为5/12(多机头机组),COP值约为额定值的60%左右,不利于系统安全、高效运行;

  2. 冷却、冷冻水泵效率约为67%,大幅低于82%的额定值,且备用性能差,不利于系统安全、高效运行;

  3. 冷却塔填料老化、坍塌、积垢等问题严重,导致填料挂膜失效;同时存在水量分配不均、风量衰减严重等情况,总体冷却塔换热效果差。不利于系统安全、高效运行;

  4. 空调风柜与风机盘管的风量、水量普遍低于额定值,设备供冷量出现大幅衰减,且设备普遍出现锈蚀、积垢等现象。末端设备的现状同样不利于系统安全、高效运行;

  5. 热水锅炉系统中板换未作保温,热量散失较大,可补充保温措施予以解决。


卓展标准高效机房无需采用高新科技或非标产品,重点在于EER指标在工程每个环节中认真推行,由专业设计团队全程确保各环节聚焦于节能目标,从机房方案设计到系统调试及竣工后一年运行,全程参与,保证投资回收期满足预期。

卓展工程顾问公司推行的标准高效机房, 采用标准设备,在标准工况运行,目标EER不小于5.0是性价比较高的高效机房理念,有以下的优点:

  • 技术风险低:标准设备(不采用非标产品)、标准工况(末端设备不受影响),施工及运维技术难度低。

  • 采购风险低:大部份供货商都可参与投标。

  • 造价低:相对非标设备高效机房便宜。

  • 建设期合理可控:不采用非标设备,常规的设备生产期;标准设备的施工,施工队无需通过特别培训或使用特别工艺,常规的施工期。

  • 维保:标准产品维修保养费用相对较低,设备备件供货快,成本低。

  • 投资价值高:性价比高,投资回收期短(南方地区不超一年)。



文章分类: 高效机房卓展原创
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