基线信息：

全球能源压力与变暖趋势下，“碳达峰”“碳中和”正成为全人类的共同命题。从2021年两会传递的消息来看，未来5年将是大力发展节能能源、降低碳排放的开始。作为影响“碳达峰”“碳中和”目标实现的关键因素之一，占据公共建筑物能耗50%-60%的中央空调系统，其节能降耗显然已成为关系国计民生的大事。暖通空调领域作为能源消耗的大户，也需要与时俱进，运用更多的研发技术、安装技术、控制技术，以此来实现高效节能、绿色低碳的理念。

为落实“碳达峰，碳中和”目标规划，浙江省相继发布印发《关于支持碳达峰碳中和工作的实施意见》、《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见》等，要求浙江省绿色低碳转型有序推进，各地创新实践、试点探索积极踊跃，多领域、多层级、多样化推进低碳零碳试点示范工程项目，根据项目经验和浙江省现有园区评价标准（《浙江省经济和信息化厅关于印发绿色工业园区、绿色工厂建设评价导则的通知》《浙江省建设项目碳排放评价 编制指南（试行）》《工业企业碳效综合评估与分级赋码规范》《低（零）碳村（社区）评价技术规范》等，凸显浙江省双碳建设的决心和毅力。

浙江省的各大商业综合体、各大轻工业及重工业企业痛点问题之一是能耗问题，而暖通空调及工艺冷却部分的使用能耗又占建筑总能耗的百分之八十左右，所以如果能通过有效的技术手段来控制空气调节系统的能耗，将对整个建筑的节能减排起到突出作用。本项目旨在国家稳步推进实现“碳达峰”“碳中和”的背景下，通过暖通空调系统向节能低碳、零碳转变，对达到目标有明显促进作用。在国家及浙江省政策的支持下，对产品及解决方案进行迭代升级。并开展相关试点建设工作，力求打造行业节能低碳模板的标杆企业，科学稳妥推广节能空调改造技术和方案，完成浙江省政府对双碳规划要求，从而“推动制造业在面对外部市场环境以及全新视角节能减排的号召，促使该行业领域绿色发展水平持续提升。

主要问题：

一、研究应用现状（从现应用技术问题、高能耗的论述）

由于恒温恒湿空间空气调节系统的实际工况一年四季均在变化，系统需要的设备品类繁多，整套控制系统具有一定的复杂性，因此如何协调好各设备之间的协同工作显得是格外重要。目前市场上大多数的恒温恒湿空气调节系统均采用的是冷却除湿再加热的方式来实现空间内的温湿度恒定，但仅仅从焓湿图上即可看出，传统恒温恒湿空调系统的空气处理过程存在很大的能量补偿浪费。

传统恒温恒湿空调系统存在的问题归结如下：

1）温湿度耦合控制造成的损失。去除空气显热，冷源温度只要低于空气干球温度即可；但为了去除空气中潜热部分，冷冻水的温度必须低于空气露点温度，所以一般恒温恒湿空调系统基本上采用7℃的冷冻水。利用这种低温冷冻水进行降温减湿，不仅造成能源品味上的浪费，而且有些场合又需要对空气进行再热处理，进一步造成了能源的浪费和损失。

2）采用定风量系统或定水量系统，在室内冷负荷减少时，采用加大再热量的方法来减少冷量，从而造成冷热量的无谓抵消，增加了无效能耗。

3）总是按最大冷（热）负荷选择设备，使得空调设备全年运行时大部分时间处于部分负荷下运行，大大降低了设备的效率，增加了无效能耗。

4）对室内外环境的影响。电制冷机大量使用氟利昂最为媒介，产生大量的温室气体，引发全球气候变暖；采用冷冻降温减湿，导致冷表面潮湿，甚至积水，导致霉菌及细菌滋生繁殖。

二、行业国内外现状和发展趋势

1、行业现状

（1）市场前景广阔。当前恒温恒湿空间的空气调节系统的应用集中在化纤玻纤新材料、生物制药、半导体、集成电路、锂电池等行业，且该系统涉及到生产工艺要求，因此对系统长时间运行的稳定性、节能性要求极高。目前，世界玻纤产业已形成从玻纤、玻纤制品到玻纤复合材料的完整产业链，其上游产业涉及采掘、化工、能源，下游产业涉及建筑建材、电子电器、轨道交通、 石油化工、汽车制造等传统工业领域及航天航空、风力发电、过滤除尘、环境工程、海洋工程等新兴领域。据中国玻璃纤维工业协会统计，2012年，我国玻璃纤维纱总产量288万吨(其中池窑纱产量为252万吨);2021年，玻璃纤维纱总产量624万吨(其中池窑纱产量580万吨)，全行业实现主营业务收入达到1244亿元。十年间，玻璃纤维行业发展进入由大到强的新发展阶段。此外，中国玻璃纤维行业还受到国家政策的支持，如政府实施的“玻璃纤维产业政策”，支持“中国制造2025”的发展，以及支持重点领域产品的研发，这些政策都有助于促进中国玻璃纤维产业的发展。基于以上因素，预计未来几年，中国玻璃纤维行业市场规模将进一步攀升，市场前景将更加光明。预计到2025年，中国玻璃纤维行业总体市场规模将达到1万亿元，其中，玻璃纤维产品占根据市场调研在线网发布的2023-2029年中国玻璃纤维泳池行业市场现状调研及发展趋势预测报告分析，贡献市场规模约7000亿元。作为化纤玻纤新材料等工业化企业的配套系统集成商，恒温恒湿空间的焓湿优化系统客户存量是巨大的。

（2）工程技术研究与应用存在突破空间。国外学者也曾提出过回收回风能量这一设想，主要是采用焓轮或者换热盘管的回收方式。A.Nguyen设计的空调系统在采用23.1%的新风比时，使用热回收空调系统的COP比传统无显热回收系统提高13.9%；C.H.Liang等建立了一个v采用全热回收的独立新风除湿系统。M.A.Abd El-Baky和M.M.Mohamed等研究发现新风和排风温差越大，显热回收后新风回风温度变化值越大，即室内外温差越大，回收的能量越多。国内学术界对恒温恒湿空调的空气调节也有很长时间，其中西安交通大学对采用电加热、并联式及串联式回收冷凝热3种再热方式的恒温恒湿空调机组运行特性进行实验研究，结果表明电加热是温、湿度控制精度最高、耗能最高的一种再热方式。与电加热方式相比，采用冷凝热回收系的恒温、恒湿空调机组能耗降低30%左右，是一种节能的再热方式，并联式系统的功耗略低于串联式系统；当并联式冷凝热回收系统设定的温度为18~28℃、相对湿度在45%~70%的范围内时，温度和相对湿度的控制精度可以达到±1.0℃和±8%；对于串联式系统,当设定温度低于18℃时，系统控制存在盲点，但当设定温度升高至23℃后，机组控制精度明显提高，控制精度高于并联式系统。

但由于系统的复杂性，工况的多样性，很多想法与建议还存留在理论上，目前大多数恒温恒湿系统还是采用传统的先降温除湿，再进行热补偿额方式，能耗较高。

解决方案：

本项目主要采用变风量调节、热湿分离、低露点蒸发、冷凝热回收、仿真运维等技术，为客户提供基础数据感知、系统运行模式全景展示、数据存储、分析、交互、查询、可视化及实时能耗监测的服务平台，通过实时的仿真运维技术为客户建立一个轻资产、易管理的工业能源智慧能源站，从而获得一套可实时进行数据监控，可根据实际工况变化高效运行的恒温恒湿空气调节系统；并对系统中的主要冷热源设备，终端设备，辅助输配设备及智能控制系统等恒温恒湿空气调节系统集成组成部分进行研究，为全面改善原恒温恒湿空气调节系统热湿耦合能耗浪费大、主要设备单体运行能耗高，系统中各组成件运行无联系、不智能等一系列问题提供更优质的解决方案。

本项目技术创新：

1）热湿分离，提高冷源站的出水温度，提升冷源站的运行效率；

2）低露点温度蒸发技术与冷凝再热回收技术相结合，减少系统再热量；

3）仿真运维技术，实时监测系统中各项参数指标，通过最优化的控制运行逻辑，使得辅助设备的运行工况始终保持在最高效，最节能的状态；

4）运行数据的积累分析，对系统整体运行状态进行实时监测，并自动维护或者提醒维护，保证系统持续稳定的高效运行。

节能改造方案和项目整体进度安排：

1）节能改造方案是采用蒸发冷螺杆式直膨空调机组：

a、水冷节能

机组的冷却方式为水冷节能，机组的水冷冷凝器，相对于一般风冷机组来说，降低制冷系统冷凝压力和压缩机排气压力，减少压缩机输入功率，实现节能目的。

b、降膜蒸发节能

机组采用降膜蒸发式水冷冷凝器，其表面有特殊金属涂层，由机内冷却水管喷出的水雾，在冷凝器盘管表面可形成亲水的薄膜，换热后形成水蒸汽经风扇排出机组，表面无干点，不形成水珠，利用水汽化排热原理，换热效率提升20%以上，相比普通的双冷源机组效率提升在10%以上。

c、冷却水泵节能

冷却水泵置于机组内部，该水泵只需将机组底部水箱的水提升至机组顶部，而普通水冷空调系统需从地下机房提升至屋顶冷却塔，大大降低了水泵扬程；且冷却水只需在冷凝器表面形成一层薄膜，需水量小，从整个冷却系统而言，冷却水泵的功率只相当于普通水冷系统的四分之一。

d、风机节能

机组的冷凝风机采用永磁同步风机，在夏季制冷时，因为风机只需将降膜形成的水蒸汽带走，直接将热量由风带走的量较少，所以只需开启低速状态运行即可，相比普通的风冷空调系统，风机耗电只相当于其1/2。

e、精准控制节能

机组的制冷剂在蒸发器盘管内直接膨胀，与管外空气直接换热，直接控制空气的温度与湿度，无需先控制水温，再由水温来调节空气，节省中间换热环节，直接精准控制，达到节能目的。

f、能效管理系统

以先进的模糊控制理论为指导、以计算机技术、系统集成技术、变频技术为控制手段，科学地实现了中央空调系统随时处于高能源效率状态运行，最大限度地减少了空调系统能源浪费，从而达到节约能耗的目的。

2）项目整体进度安排：

巨石智能制造基地智慧节能系统建设示范项目首次节能改造方案于2022年4月开始实施，巨石智能制造基地有强烈的意愿进行节能改造，同时提供足够的资金进行园区改造，符合当前发展定位，降低园区能耗、打造“近零碳排放园区”是本园区的绿色目标。

节能改造项目整体实现进度安排2022年4月-2024年3月，由浙江迈金环境科技股份有限公司提供技术项目改造技术支持，当前已按计划正在逐步推进，相关资金落实到位，节能改造项目进度根据项目进度逐步推进。

预期成果：

主要技术指标和成果提供形式

 技术指标：

（1）制冷主机运行COP值较额定值提升17%;

（2）制冷系统制冷用量减少10%;

（3）组合机热补偿用量降低90%。

具体节能参数：

（1）传统恒温恒湿系统（未配置焓湿优化系统）制冷主机进出水温度5.2/11.6℃，制冷主机能效比COP为4.47。配置焓湿优化系统的恒温恒湿系统制冷主机进出水温度9.5/14.2℃，制冷主机出水水温提高，能效比COP为5.31。故焓湿优化系统改造后制冷主机实际运行COP值较额定提升18.8%以上。焓湿优化空气处理系统与普通的热湿耦合空气处理系统相比节能效率在30%以上，节能效果评估由巨石集团项目节能中心出具节能数据。

（2）传统恒温恒湿系统夏季运行需制冷量230157w，再热量26.6kw；焓湿优化系统夏季运行制冷量203142w，再热量为零。故焓湿优化系统改造后夏季运行制冷系统实际制冷用量减少11.7%，组合机电加热功率关闭，热补偿实际用量降低100%。

运维模式：

（1）系统根据客户要求通过软件仿真运算进行产品选型，得出整体设计方案；

（2）系统操作界面简单直观；

（3）系统采用变风量调节、热湿分离、低露点蒸发、冷凝热回收、仿真运维等技术，为客户提供基础数据感知、系统运行模式全景展示、数据存储、分析、交互、查询、可视化及实时能耗监测的服务平台，故障反馈提前预判，可快速指定应对措施，可以做到无忧运营；

（4）系统通过国际知名品牌PLC控制，各制冷设备与传感器协同工作，智能化运行；

（5）硬件设备选用国际知名品牌变频压缩机；

（6）稳定可靠的冷凝热回收技术：

将冷凝热回收利用，作为再加热使用，由表冷器处理的冷风去回收冷凝热的同时也降低了冷凝器的冷凝温度，提升了机组的运行效率。

下载原文