变频技术在酒店空调水系统中节能潜力的分析
摘要：变频技术在酒店中央空调系统应用已很广泛了，变频空调中央空调水系统的节能技术一般有主机变频、空调泵变频、水蓄冷、高效泵。本文就从这几个方面对酒店空调水系统节能做一些分析。
关键词：变频技术 酒店空调水系统 节能 分析
在国家倡导节能低耗的今天，各个行业节能都提上了日程，如今的酒店服务行业也被列入了节能重点改造的行业。近几年的调查发现，酒店中央空调系统的耗能非常惊人，主要有以下几点：①空调冷热系统总装机容量大，空调运行的台数是总装机容量的75%左右，单台机的负荷率低于60%；②中央空调系统中没有安装低效率运行机组；③空调水系统的定量不能满足变频的技术效果；④离心机在低效率运行时由于月份的限制造成有的机组停机；⑤空调的水泵型号与机器不符合，扬程影响水泵的正常工作；⑥主机、冷却、冷冻水泵终端设备等彼此匹配性差；⑦中央空调系统的降效太快。造成这些原因的主要因素有两点：①酒店空调的安装由于费用高，“业主”的决定左右着设计人员；②对空调系统的定期维护和清洗不到位。
变频技术因为能在中央空调的水系统中节省大量能源，因此现在的许多已经在进行技术上的改造了，本文笔者就以技术人员的身份对酒店空调水系统的节能做叙述，并通过实例改造说明节能的效果，要是先节能，就应该从技术改造开始。
1 酒店空调水系统利用变频技术对冷源的改造
冷源机房是酒店空调系统的核心，冷源机房如果原则的容量大，要通过空调台数控制温度是不能满足安全运行和高效运行的，因此对冷源的改造有以下技术可供选择：制冷机组变频控制、水蓄冷、增加低容机组、扩大空调区域等。这些技术的具体应用下面逐一的介绍。
1.1 变频技术改造制冷机组。酒店空调系统这冷机组的性能指数COP是衡量空调制冷机组制冷的一个系数，目前我国的大多酒店的制冷性能系数COP是低于国家强制标准的。我所安装的“安达酒店”在其办公楼安装了5台500RT离心式水冷却机组，其压缩功率是340KW。这5台制冷机组的运行情况很糟糕，通常只有一台能正常工作，夏天最热的时候也只有3台在工作，我用专业的一起测试的结果是制冷机组的COP在3.75～4.16之间，大大低于国家的强制性建筑标准，更低于设计时候的COP系数。而在和“安达”酒店对面的“红悦”酒店中央空调的制冷机组为工频离心式制冷机组，共有4×400USRT的机组，负荷最大时运行2台，安装设计时候的能耗比值为5.41。通过仪器检测，4台制冷机组的运行参数有很大的差异，1#制冷机组符合为41%～76%，COP指在3.33～4.27之间，低于国家建设标准。其中的3#、4#机的负荷率以及COP都远低于国家强制公共建筑标准。
1.2 对制冷系统中主机COP的机能改造。酒店空调系统冷水机组99%以上的时间运行是根据运行的负荷工况来确定的。制冷机的导流业开度调节能很好地控制制冷机组冷气量的输出，输出效率符合通常在70%～80%左右，负荷率80％时对应的COP为5.885，负荷率100％时对应的COP为5.33，负荷率40％时COP为5.1，随着负荷降低，单位冷量能耗增加较显著。
从上图可以看出，变频制冷机组运行最高的效率点可以在部分负荷下，40%～50%左右运行。
从图1中可看出，变频运行的制冷机，其最高效率点可以在部分负荷下，如40％～50％负荷左右，50％负荷对应的COP为11.95。机组变频控制还能提高机组的功率因数，优化机组启动性能，避开喘振点，提高机组可靠性。
我们在“天达”酒店安装的是2台650离心式的制冷机组，2009年10月投入使用，冷水机组使用于酒店的客房，并且24小时不间断的工作，工作满负荷运行稳定，冷水系统共同水温度标准，夏天的时候2台全部运行，冬天单台循环使用。A组机在2010年3月被改造为变频冷水机组。经过一整年的运行和监测，在采用了变频技术之后，无论该台机组的运行是满负荷或者低于标准负荷运行，节能效果都比原来的工频节能30%以上。我们在2010年7月3日～7月4日整个24小时的连续实验性监测中监测到2台机组的运行负荷在60%～67%。每天省电量为1589KWH，节能率为原来的25%。该机组工频运行的COP为7.03，变频时COP为10.05，即机组工频运行时的COP低，机组的节能效果好。如果按照每年的慢运行6个月2台机组全开的时间计算，每年为酒店节能的电费大约为25万，但通过实际的运行，加上管理的合理，全年节省的运行费用为21万元，因此主机制冷变频的改造不论是技能和节约方面都是优于工频的。对酒店的中央空调系统进行变频冷水改造是节能的一个重要途径。下面是一个对比数据，能更加明确的看出来节能的效果。
A主机变频改造技术的经济效益和节能效益
表1主机变频改造的经济效益与节能效益
2 酒店内空调系统的水蓄冷改造
变频技术用于改造制冷机组后，空调的水蓄冷机组也要进行改造。利用节能技术对原有的常规冷水机组，改造为水蓄冷系统。这样的改造可以利用原有的消防水池、原有蓄水设备作为冷水的储蓄系统，增加放冷泵、冲冷泵、板式换热设备，通过这一系列的改造之后，节能效果能大大的提升。水蓄冷技术改造后设备运行有如下特点：
2.1 整套中央空调设备安全运行系数提高，不会出现“大马拉小车”的偷懒现象。
2.2 节能效果显著，整个系统的高负荷运行时间大幅度的增加，制冷效果可以提高5%～9%。
2.3 经济效益显著，酒店投资回本时间缩短，水蓄冷不仅能给用户创造效益，更多的是为社会的节能减排做了贡献，创造的经济效益能用于其它的节能改造，节能资金的灵活性提高。
2.4 社会经济效益显著，酒店中央空调系统运行平稳，对电网的负荷起到了安全调节作用，节约了社会公共资源的浪费。
3 空调循环泵的技术改造
变频技术对制冷主机组进行技术改造后，空调的水循环节能明显的提高了，但对空调的水泵改造也能提升节能的效果。对空调循环泵进行改造只是基于计算机网络的智能变频控制技术。它的主要优点有：实时跟踪空调负荷，减少冷冻水、冷却水用量，减少能耗与运行费用；减少空调水系统设备的振动和磨损，延长设备的使用寿命；可以实现对水泵电机的“软启动”、“软停机”，减少电流对电机的冲击；提高电机的效率，改善其运行条件；降低电机和冷却塔的噪声。
4 变频技术在酒店空调水系统中节能技术改造效果分析
在对酒店的整个空调系统进行了改造之后，通过“安达酒店”的节能效果比较，我们能得出的结论就是：变频技术对酒店的节能能起到关键的作用。具体以“安达酒店”数据说明。
4.1 节能效果明显。安达酒店在采用了变频技术后，制冷系统的总节约电量是以前的26%。冰冻水泵等采用了变频技术后节约的用电量，机组的制冷效能也提高了，2台机组的效能比提高了12.79％；其余三台机组能效比提高了10.51％。下列数据足以证明其节能效果（注：室外温度为33℃）
制冷机组 冷却水泵 冷冻水泵 制冷系统
9.13%43.52%72.33%24.85%
4.2 经济效益大幅提高。酒店空调系统没有采用变频技术前的年用电费用为90万左右，改造之后第一年的节省率为23.78%，按此比例，每年至少节约20万元左右。酒店的投资回收期将缩短3到5年。
4.3 整套空调系统的安全运行指数提高，减少了维修和更换。
4.4 由于变频冷却系统的整体运行安全和制冷性能提高，增大了供水回流后的水温差，工频运行水温和变频运行之后的水温差约1℃，提高了机组运行的安全性。
4.5 过水流量的减少，使得制冷时间更长，更加节能。
4.6 酒店客房内温度的控制更加精确，节能效果显著，顾客满意度高。
5 总结
通过对酒店空调系统进行变频技术改造后，节能效果是明显的，通过多项改造技术表明：中央空调水系统的各项节能率为20.5％～31％，由此可见，变频技术在酒店空调水系统中节能潜力是一个值得推广的技术。
参考文献：
[1]田长青，邵双全，石文星，李先庭，彦启森.变频空气源热泵技术[J].流体机械.2005年09期.
[2]江燕涛.温度对家用空调器制冷性能的影响[J].流体机械.2006年07期.
[3]陶宏，陶乐仁，王金锋，习德成.带高压贮液器的变频空调“临界频率”现象的实验研究[J].流体机械.2008年11期.
[4]江燕涛，杨昌智，田明力.何理.采用单压缩机与双压缩机的多联式空调机组的性能比较[J].暖通空调.2006年07期.
[5]方向铁.恒压供水系统中变频技术和PLC技术的应用[J].中国高新技术企业.2009年02期.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文