冷水机组电源方案的经济技术方案比较

摘要：近年来随着技术的发展，民用建筑越来越注重节能与经济的关系，空调冷水机组作为民用建筑中最大型的动力用电设备，在保证设计参数的情况下，冷水机组的初投资与节能经济运行的综合比较成为了民用建筑电气与暖通设计专业交叉配合的一个重要方面。

关键词：冷水机组，初投资，节能经济运行，电气，专业交叉配合

Abstract: in recent years with the development of technology, civil building more and more attention to energy saving and economic relations, air conditioning water chillers as civil building the largest of the electric power equipment, to ensure that the design parameters in the case, the water chiller in initial investment and energy saving of economic operation of the comprehensive comparison became the civil building electrical and hvac design professional cross with one of the important aspects of the.

Keywords: water chillers, initial investment, energy saving economic operation, electric, professional cross to cooperate

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

当我们在考虑冷水机组的电源配置时，若电机额定功率在300KW以下，采用380V低压和星角启动在技术和经济上都是合理和可行的。但当电机功率大于300KW时，采用10KV驱动，则刚好相反，无论在技术上还是经济上，都比380V驱动更为合理。而且电机功率越大，这种优势更为明显。

当然，上述简单的分析结果是将空调系统的投资范围延伸至电气设备的采购、安装和调试得出的，总体上10KV驱动方式的初投资将低于380V驱动方式，而且相对380V的电气系统而言，10KV驱动只有很少的中间设备，因此可以在效率和损耗问题上获得效益，这样用户还会因为运行费用的减少而得到更大的好处。

根据我国国情，中压电力网络，即城镇供电及地方工业企业供电网络的额定电压规定为10KV。所以按北京建工部建筑电气设计手册建议220KW及以上的马达，条件允许时宜选用10KV电机。

下面将作一个简单的技术经济比较分析。

冷水机组的选配

冷水机组冷量：1200RT

冷水机组数量：10台

冷水机组工况：冷冻水 12/7℃，冷却水 32/38℃

冷水机组输入功率：800KW；NPLV=0.562KW/RT

电气系统示意图

下面分别为10KV驱动和380V驱动的电气简图，从中可以看出，10KV驱动的电气系统简单。设备数量的减少意味着运行的可靠性增加，维护的减少。

A：采用常规的380V驱动电气系统示意图

B：采用10KV驱动电气系统示意图

一次投资对比

假设冷水机组选用中高档品牌，采用10KV驱动，与380V驱动相比，其总初投资将节省人民币约350万。

运行费用――变压器损耗计算

A）NPLV概念引入

由于冷水机组大部份的运行时间内都是处于部份负荷工况，全年只有少数时间处于满载工况。为了科学反映机组的实际能耗指标，美国空调制冷学会（ARI）采用IPLV/NPLV（综合部份负荷值）作为机组的性能参照值。它的定义为：

其中：A=100%负荷时的KW/ton

B= 75%负荷时的KW/ton

C= 50%负荷时的KW/ton

D= 25%负荷时的KW/ton

利用电脑选型得出该机组的NPLV＝0.562KW/RT，下面将利用该值作为全年的平均能耗以计算变压器的损耗和运行费用。

B）变压器的损耗计算（按照中华人民共和国国家标准GB/T10228）

计算公式：

ΔWT＝ΔW0+ΔWK

ΔW0＝ΔP0×T×10-3

ΔWK＝ΔPK××τ

式中：ΔWT ，变压器总损耗（KWH）

ΔP0（W），变压器之铁损（KWH）

ΔWK（W），变压器之铜损（KWH）

Sjs，变压器之计算负荷（KVA）

Sr，变压器之额定容量（KVA）

τ，冷水机组运行时间，（Hr），本项目全年运行9个月，每月30天，每天10小时，即10×30×9=2700小时

T，变压器年运行时间，（Hr），为360×24＝8760Hr

引入NPLV概念后，取：

Sjs=Szh=

Szh：变压器之全年平均负荷

RT：机组最大负荷，1200RT

COSφ：冷水机组平均功率因数，取0.75

变压器型号：SCB-1600/10

参数如下：

Sr＝1600KVA

ΔP0=3060W

ΔPK=13800W

Szh＝1200×0.562/0.75=899.2KWH

ΔWK＝13800××2700×10-3＝11768KWH

ΔP0＝3060×8760×10-3＝26806KWH

ΔWT＝ΔW0+ΔWK=11768+26806＝38574KWH

10台变压器年电能损失费用

广州市电价高压计量为0.9635元/度，低压计量为0.9885元/度，

故电能损失费用每年为10×38574×0.9885=381304元

运行费用――电费单价差别

从上表中还可以看出，采用10KV高供高计的电费单价比10KV高供低计（380/220V计量）平均便宜0.025/KWH，因此每年可节约运行费用为

10×1200×0.562×2700×0.025＝455220元

结论

综合第四、五、六项，我们可以得出：

初投资：10KV驱动比380V驱动节省约350万元

变压器损耗：10KV驱动比380V驱动年节省约38万元

电费差价引起的费用：10KV驱动比380V驱动年节约46万元

另外，尚未计入以下对10KV方案有利的三个因素：

10KV马达本身能损一般都低于380V的马达的能损，因为380V的马达电流远大于10KV，能损与电流的平方成正比。

380V系统需要变压器，对电网而言，变压器要吸收电网的无功功率使10KV侧的功率因数变坏，因而在10KV侧要增加该部份的无功功率补偿，增加设备投资。

在380V系统中能损方面因电流大，能损高。

因此，无论是从初投资还是运行费用角度考虑，10KV驱动都比380V驱动优越。但在确定采用10KV驱动系统的空调机组之前，需解决以下几个问题：

1．因10KV驱动系统的空调机组后期维护成本高，要求厂家延长维保期，甚至可能需延长至5~8年，采用这种延长维保期的方式，可依赖厂家的力量，降低我们的维保成本。

2．因机组采用的是10KV直接驱动，需与供电部门协调好，须得到的供电部门的同意后才可确定采用10KV机组。因此，需找一个有实力可靠的供电工程总承包单位帮助我们解决供电报装、设计、施工、检测、调试、验收等一切与供电部门相关的手续及环节。

参考文献：

［1］《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

［2］《低压配电设计规范》（GB50054-95）

［3］《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-2008）

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。