Описание проекта
Коммерческий комплекс в Гуанчжоу, включающий 38-этажную офисную башню и примыкающий торговый подиум с общей валовой площадью более 120 000 м², испытывал постоянно высокие затраты на электроэнергию от своей системы ОВК. Механическая и электрическая часть здания включала восемь насосов подачи охлажденной воды (мощностью от 55 кВт до 110 кВт), двенадцать приточных и вытяжных вентиляторов воздухообрабатывающих установок (AHU) и шесть вентиляторов градирен — все работающие на постоянной скорости в соответствии с первоначальным проектом.
Данные BMS (Building Management System) здания показали, что система ОВК работала на полной или близкой к полной мощности менее 15% годовых часов эксплуатации. Оставшиеся 85% времени — включая ночи, выходные и переходные сезоны — двигатели работали на полной скорости против частичной нагрузки, классический симптом избыточного проектирования системы ОВК с фиксированной скоростью. Перепад давления охлажденной воды было трудно поддерживать стабильно, жалобы арендаторов на комфорт были частыми, а энергетический рейтинг здания значительно ниже ожидаемого для коммерческого объекта класса А в данном регионе.
Решение
Компания Goalliance получила контракт на проектирование и поставку полной модернизации системы ОВК с частотно-регулируемым приводом, охватывающей все основные подсистемы с электроприводом. Проект выполнялся поэтапно, чтобы избежать нарушений для пользователей здания и текущих торговых операций.
Модернизация системы ОВК с частотно-регулируемым приводом
Все восемь насосов подачи охлажденной воды были модернизированы с установкой преобразователей частоты Schneider Electric Altivar Process, выбранных за встроенные алгоритмы управления насосами и вентиляторами, расширенные режимы энергосбережения и встроенную коммуникационную способность BACnet/Modbus. Первичный и вторичный контуры охлажденной воды были сконфигурированы по стратегии сброса дифференциального давления — стратегии, которая непрерывно корректирует скорость насосов для поддержания минимального дифференциального давления, необходимого для удовлетворения наиболее нагруженной зоны в здании, вместо поддержания фиксированной уставки вне зависимости от реального спроса. Такой подход исключает хроническое перекачивание, типичное для систем первичный-вторичный контур с фиксированным давлением, и обеспечил наибольший отдельный энергосберегающий эффект всего проекта.
Системы вентиляторов воздухообрабатывающих установок
Двенадцать приточных и вытяжных вентиляторов воздухообрабатывающих установок были оснащены преобразователями частоты серии Siemens SINAMICS G120, интегрированными с существующими датчиками CO₂ и температуры здания для реализации вентиляции с управлением по спросу (DCV). В соответствии с логикой DCV скорость вентиляторов модулируется в реальном времени на основе концентрации CO₂, обусловленной загрузкой помещений людьми, и обратной связи по температуре зоны, обеспечивая точно необходимый объем кондиционированного воздуха для каждой зоны в любой момент времени — ни больше, ни меньше. Это особенно эффективно в офисных помещениях, где загрузка людьми существенно варьируется в течение дня и на разных этажах и зонах.
Система вентиляторов градирен
Шесть вентиляторов градирен были оснащены преобразователями частоты серии INOVANCE MD500 со стратегией сброса температуры по влажному термометру — автоматически корректируя скорость вентиляторов для поддержания оптимальной температуры подачи конденсаторной воды на основе окружающих условий, а не работая на постоянной скорости круглый год. В условиях тропического климата Гуанчжоу, где температура окружающей среды и влажность существенно варьируются между днем и ночью и в разные сезоны, такая стратегия обеспечивает стабильное энергосбережение, защищая холодильный цикл от потерь эффективности, вызванных переохлаждением конденсаторной воды.
Интеграция с BMS
Все системы ПЧ были полностью интегрированы в платформу BMS Johnson Controls Metasys здания по протоколу BACnet/IP, обеспечивая централизованный мониторинг состояния приводов, потребления энергии, диагностики неисправностей и корректировки уставок с консоли управления зданием. Была сконфигурирована специальная панель энергомониторинга для отображения потребления кВт в реальном времени, накопленной экономии кВт·ч относительно базового показателя до модернизации и показателей эффективности системы — предоставляя команде управления зданием полную видимость энергетической эффективности ОВК в любое время.
Результаты
- Общий коэффициент энергосбережения системы ОВК: 41% по всем подсистемам
- Снижение энергопотребления подсистемы насосов охлажденной воды: 47%
- Снижение энергопотребления подсистемы вентиляторов ВОУ: 38%
- Снижение энергопотребления подсистемы вентиляторов градирен: 35%
- Стабильность дифференциального давления охлажденной воды значительно повышена — жалобы арендаторов на комфорт снижены более чем на 80%
- Энергетический рейтинг здания повышен, что способствует выполнению требований сертификации «Зеленое здание»
- Полный срок окупаемости инвестиций: 26 месяцев
- Расчетное годовое снижение выбросов CO₂: примерно 590 тонн
