摘要：对西安某纺织厂织布车间空调系统的估算能耗和实际运行监测能耗进行对比，在此基础上，从控制区域温湿度和风机水泵运行稳定性角度进一步分析了实际运行情况，并提出了优化节能措施。结果表明：织布车间在使用大小环境分区空调系统时，存在大小环境温湿度耦合效果不理想的情况；相同的空调系统在相同的室外参数和室内参数条件下，耗电量和实际运行情况均不相同，说明优化空调系统的运行状态可以节能。
关键词：织布车间；空调系统；耗电量；节能优化
目前，传统纺织行业整体利润率下降，纺织产品市场竞争日益加剧，而纺织厂空调系统以高能耗著称。据统计，空调系统耗电量约占企业用电成本的25%，是除工艺机以外的主要耗能部分，因此减少空调系统能耗是降低纺织厂综合生产成本的重要途径。目前纺织厂空调系统运行存在诸多问题，应对其运行状态进行分析，为调节空调设备和优化空调系统运行提供基础。本文以西安某纺织厂织布车间空调系统为研究对象，对其进行能耗测试和运行参数分析，分析了系统的稳定性和节能潜力，并在此基础上提出节能优化措施。
1.织布车间空调系统和能耗组成
西安某纺织集团织布车间一期工程建设规模为820台喷气织机，主厂房为钢筋混凝土大梁风道结构型厂房，附房为砖混结构，主厂房高度为7.65 m，织布车间总面积为19 977.46 m2，分为4个区域。车间内空调系统均为LUWA空调自控系统，共8个空调室。本文选取13#和14#空调室为研究对象，对应的织布车间面积为4 925.Cm2，共有喷气织机192台，喷气织机的型号和数量如表1所示。
1.1空调系统概况
在织布车间中，为了同时满足生产工艺和人体热舒适性的需要，对织机织造区域和工人操作区域采用多风机分别送风的方式，即大小环境分区空调。该织布车间大小环境分区空调系统流程如图1所示，其设计思想是：由局部送风来满足小环境（即织造区域）的工艺性要求，而大环境（即整个车间）则按照舒适性空调的要求进行全面送风，车间内气流组织形式为上送下回，回风采用地排回风方式。
所选取的空调系统大小环境共用一个喷水室，因此送风露点温度相同。车间内大小环境温湿度由各自的温湿度传感器测定，PLC自控系统实时计算实际露点温度，并和设定露点温度相比较，从而调整新、回和排风阀开度。根据露点温度，大小环境系统分别通过车间温湿度传感器的反馈值，经PLC自控系统优先调节新、回风量以控制温度，调节二次回风量控制相对湿度。其中，该纺织厂织布车间空调系统执行标准和具体设定值如表2所示。
1.2空调系统能耗组成
结合所选织布车间空调系统的流程图，可知该织布车间空调系统的能耗组成主要包括：大小环境送风风机、地排风风机、喷淋水泵、集尘风机、水过滤器、转笼式过滤器。空调系统主要设备参数如表3所示。
2.空调系统能耗分析
2.1估算能耗
由表3中空调系统主要耗能设备的性能参数表可知：13#空调系统和14#空调系统中都有1个大环境送风机、2个小环境送风机、3个地排回风机、2个喷淋水泵、2个集尘风机、2个水过滤器、3个转笼式过滤器。根据表3中所示的空调系统主要耗电设备功率，可以估算出所选取的织布车间日平均耗电量为：
（18.5×2+22+18.5×3+22+11+18.5+4×2+0.12×2+0.37×3）X2×24×60%=4 416.48 kW·h/d上式中，考虑空调自控系统中水泵和风机都安装了变频器，可以根据生产车间实际温湿度和室外温湿度变化情况对风机和水泵的运行状况进行及时调节，所以水泵和风机不会全天满负荷运行，故乘以系数60%。
纺织厂生产用电属于工业用电，根据目前西安地区工业用电收费标准0.786 9元/（kW·h），则所选取的织布车间空调系统日平均电费为：
0.786 9元/（kW·h）×4416.48（kW·h）/d=3 475.33元/d
2.2監测能耗
该织布车间的能源监测采用基于PLC和iFIX的SCADA监测控制与数据采集系统，用来对整个空调系统运行进行实时监测，从而实现整个系统的经济运行及自动控制，其数据来源于PLC空调自控系统传输的实时数据，PLC自控监测画面如图2所示。
在测试日，由SCADA监测系统记录的结果如表4所示。测试日室外温度为18～30℃。由表4可知：13#空调室耗电2 217.15 kW·h，14#空调室耗电2 580.74 kW·h，总耗电量为4 797.89 kW·h，共需电费为3 775.46元。
2.3对比及分析
对比估算能耗和实际监测能耗，可以看出：所选取的织布车间空调系统估算耗电量为4 416.48 kW·h，所需电费为3 475.33元；监测总耗电量为4 797.89 kW·h，折合成电费为3 775.46元。
两组数据存在差异的原因主要是：估算耗电量偏小的原因主要是系数60%选取过小，这也说明该空调系统还有较大的节能空间。同时对比测试日13#空调系统和14#空调系统的耗电量可知：两个相同的空调系统，在室外气象参数和室内设定参数相同的条件下耗电量并不相同，说明空调系统的耗能可能与实际运行情况有关。
3.空调系统运行参数分析
在测试当日，该纺织厂冷冻站没有运行，因此空调系统运行参数的采集主要包括：车间温湿度、送风机频率、回风机频率和水泵频率，并通过分析空调系统的运行参数来判断系统运行的稳定性以及是否具有节能潜力。
3.1温湿度测定和分析
在测试日对所选取的织布车间各个区域的温湿度进行测试记录，对数据进行样本标准偏差分析来判断车间温湿度的稳定性；并计算平均值与设定值之间的相对偏差，进而分析温湿度的精度是否满足要求，具体记录数据和处理结果如表5所示。