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地铁车站制冷系统综合节能改造

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阿狸 发表于 2019-8-26 08:41:11 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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1 研究背景与概况

广州地铁车陂南站于2009年12月开始运营,为广州地铁4,5号线换乘站,车站主体建筑面积约34556m2,远期早高峰小时设计客流为40213人。车站采用独立供冷,4,5号线共用冷水机房,设计总冷量为2466kW。2016年6月实测发现,车站制冷系统的实际能效水平较低,制冷机房的系统COP仅为2.5左右。

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2 车站水系统节能措施影响

2.1 制冷机性能

该车站原设计的冷水供回水温度为7℃/12℃,节能改造后拟采用7℃/14℃的供回水温度。制冷机蒸发温度由5℃变为5.17 ℃,制冷机能耗减少约0.5%。

2.2 水泵能耗

当冷水温差改变后,水泵的功率相应下降。因此,冷水供回水温度由7℃/12℃变为7℃/14℃后,流量变为原来的71.4%,水泵扬程变为原来的79.9%,功率变为原来的57.1%。

2.3 末端换热性能

车站末端的空气处理装置主要为组合式空调机组和柜式风机盘管,二者的换热机理相同,常规设计的冷水供回水温度为7℃/12℃,当供回水温度变为7℃/14℃后,冷水流量减少,盘管水侧换热系数降低,制冷量下降,除湿能力明显下降。

在室内空气温湿度及冷水进口温度不变的情况下,冷水供回水温度由7℃/12℃变为7℃/14℃后,全热冷量减少了12%,显热冷量减少了7%,需要对各个末端的设备参数进行复核。

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3 车站水系统节能改造方案

根据以上分析计算的结果,并结合项目现场测试诊断的情况,最终确定的主要节能改造措施如下:

1)将原有水冷螺杆冷水机组更换为高效的水冷变频螺杆冷水机组。在部分负荷情况下,变频螺杆冷水机组有明显优势,考虑夜间小负荷的运行需求,从全寿命周期成本考虑,选择了高效的变频螺杆冷水机组,冷水机组的额定能效比提升了21%。

2)冷水供回水温度由7℃/12℃变为7℃/14℃,温差由5℃变为7℃,选用高效水泵,冷水泵额定功率较改造前降低了67%。

3)更换制冷机后,对冷却水泵也重新计算选型,更换为高效水泵;水泵、冷却塔均加装了变频器。制冷机及水泵更换前后的技术参数对比如表1所示。

表1 制冷机及水泵更换前后的技术参数对比


                               
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4 车站水系统节能改造效果

改造完成后机房COP达到5.6左右,空调系统COP达到4.0左右,达到甚至超出设计水平。较改造前2.5左右的COP,水系统整体节能50%以上。

改造前后环控系统用电量比较见表2。

表2 环控系统同期用电量比较 万kW·h


                               
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5 结语

本文对广州地铁车陂南站的水冷制冷系统节能方案进行了分析研究,在测试诊断的基础上,采用更换高效冷水机组和水泵、增大供回水温差等节能措施,通过对这些节能措施进行详细的分析计算,确定了技术可行性,在此基础上对车站环控水系统实施了节能改造,更换了高效变频制冷机,并采用了7℃供回水温差,选用高效水泵,水系统能耗大幅降低。

改造完成后,水系统整体节能50%以上。经测算,环控系统整体上可实现年节电量140万kW·h。改造后还同时降低了车站公共区温度,贴近设计值,提升了运营服务水平,改善了站内工作人员的工作环境。此外,实现了节能系统的自动运行及状态监测,在一定程度上减少了运营维护工作量。

文章来源:(筑龙学社)如有侵权,请联系我们,我们将第一时间删除处理。


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