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格力又一“国际领先”技术诞生 掀地铁“节能革命”

2018-5-17 14:07| 发布者: admin| 查看: 1144| 评论: 0|原作者: 亦清|来自: 第一家电网

摘要: 5月16日, “新时代▪让世界爱上中国造——格力2018再启航”梦想盛典于珠海体育中心开幕。梦想盛典上,格力电器正式发布了近期刚刚获评“国际领先”的5项技术,引发了广泛关注。其中,地铁车站用高效直接制冷式 ...
    5月16日, “新时代▪让世界爱上中国造——格力2018再启航”梦想盛典于珠海体育中心开幕。梦想盛典上,格力电器正式发布了近期刚刚获评“国际领先”的5项技术,引发了广泛关注。其中,地铁车站用高效直接制冷式空调机组搭载格力自主研发的“小流量、小压比”磁悬浮无油离心压缩机,发明了特有的动态双流量解耦节能控制策略,以及大蒸发器换热效率提升节能技术和地铁车站用空调设备的安全控制技术,解决了传统地铁站用暖通设备能耗高、舒适性低、安全可靠性不足等痛点,掀起了一场地铁 “节能革命”。
 
    “格力自主研发的地铁车站用高效直接制冷式空调机组改变了地铁车站用空调的使用方式,把以前复杂的空调部件集成到一个空调机组里,不仅节省用地,方便安装,能耗几乎仅是传统机型的一半。该项目乃国际首创,世界其它国家尚未研发出来,证明中国制造业确实发展起来了。”中国工程院院士江亿于“地铁用直接制冷式空调机组”项目科技成果鉴定会上如此评价该项目。

    地铁环控能耗问题日益突出

    作为现代化交通工具之一,地铁是解决城市地面交通拥堵问题的“良方”,已成为世界许多城市市内通勤的主要运力。与此同时,地铁运营过程中的能耗问题也日益突出,其中电力消耗又占大头。

    据《城市轨道交通通风空调系统的现状及发展趋势》的数据显示,2016年底我国城市轨道交通耗电量约180亿度,占全国总耗电量的3‰左右。如果按照现行的能耗数据测算,到2020年地铁的能耗还将翻两番。其中,地铁的环控系统能耗问题尤其突出,节能优化技术的应用前景也最广阔。作为地铁环控系统重要的一部分,地铁站用暖通设备不仅承担着地铁站内空气环境的控制和调节职责,还是地铁系统节能降耗的突破口。

    为了让地铁站用暖通设备最大程度的节能,格力从压缩机这颗“心脏”入手。2014年,格力自主研发的磁悬浮变频离心式制冷压缩机打破相关技术被国外垄断的局面,经鉴定达到“国际领先”水平。但是,现有地铁站负荷需求单台机组冷量为80~100RT(冷吨),而现有磁悬浮压缩机冷量在150~1000RT(冷吨),无法满足地铁站用需求,需要重新研发设计。

    “行内人都知道,压缩机冷量‘做大容易,做小难’,因为压缩机精细化,不但需要精进的工艺加工手段,还面临着难以攻破的技术瓶颈。”格力相关技术人员接受记者采访时表示。

    量身定制高能效专用机组

    针对这一问题,格力采用“小流量、小压比压缩机提效技术”,自主研制了全球首款专用于地铁站工况的“小流量、小压比”磁悬浮无油离心压缩机。该压缩机采用 “旋转降压密封”结构,进一步优化了压缩机内部结构设计,还创新性地使用多参数耦合的叶轮设计方法,通过优化叶轮形状和协同参数控制,提高压缩机内叶轮的运转效率,解决小流量压缩机泄漏损失占比大、高转速叶轮摩擦损失大等技术难题,达到压缩机节能提效的目标。

    除了在压缩机上的技术升级和优化,为了进一步提升机组的节能水平,格力还自主研发了多风机矩阵布置和冷媒三级分配技术。通过采用六个风机并排矩阵布置,选取最佳间距,提高风场均匀性,增强换热效果,通过提高换热效率达到节能目的。通过冷媒三级分配技术克服了传统地铁站用空调大风量蒸发器固有的冷媒分液不均、换热效率低等问题。

    此外,传统地铁站用暖通设备一般采用冷水机组搭载冷却塔、组合柜的方式,这种方式换热效率不高、占地面积偏大。针对此问题,格力将组合柜与冷水机组“合二为一”,形成直接制冷式机组,采用冷媒直接膨胀蒸发降温后送风,取消“冷冻水循环”,无需二次换热能耗。

    据测算,如果使用格力地铁车站用高效直接制冷式空调机组,暖通系统能耗节约达到50~55%,按环控系统能耗占地铁总能耗50%计算,节约地铁整体能耗的25~27.5%;按全国15%的地铁站采用本项目方案,年节约电费达到6.75~7.43亿度电。

    优化性能满足地铁站舒适性需求

    通过将原本的“三元”结构简化为直接制冷式机组加冷却塔的“二元”结构后,格力地铁车站用高效直接制冷式空调机组不仅占地面积减小,解决了地铁站位于城市繁华地段,建筑空间需求矛盾突出的问题,还具有高效节能、调节范围广、安装维护便捷的特点,满足地铁大系统供冷的需求。

    传统地铁站用机组采用定风量回风温度控制法,有功耗大、节能性差,负荷检测不准、温度调节滞后等缺陷。而格力则通过“二元”结构让压缩机和风机“共处一室”,有利于压缩机和风机的协调运作,利用这种结构的优势,格力提出了联动风机和压缩机的动态双流量解耦节能控制策略,该策略利用感温包收集温度后,当温度波动在±0.5℃之内,启动稳态调节,寻找最佳能效点,微调压缩机流量和风机流量,提升整机能效;当温度波动超过±0.5℃,则启动动态调节,利用室内温度控制风机流量,出风温度控制压缩机流量,目标单一,控制可靠。

    节能控制策略不仅能通过“具体问题具体分析”达到节能目的,在地铁车站狭长、半敞开式的环境下,还让机组对室内温度波动做出更加及时、灵敏的反应,减少室内温度波动力度,提高用户使用的舒适性。

    “双保险”为地铁站构筑安全屏障

    众多周知,地铁车站的人流密度大,安全责任重大,对机组冷媒储存系统和电控系统要求高。格力地铁车站用高效直接制冷式空调机组特别研发了安全控制技术。

    一方面,该机组采用冷媒三重隔离及检测技术,将机组压缩冷凝段与空气处理侧进行物理隔离,于冷媒检测区配备高精度冷媒检测模块,并通过大数据监测,及时预判冷媒泄漏风险,对机组进行全方位安全监控。

    另一方面,机组本身用电也做了升级保障,采用全直流电控系统设计和电源输入宽电压310V-450V设计,安全直流24V低压供电,使用范围更广,提升电器安全性和抗干扰能力,对人身的安全更有保障。

    自主绿色科技助力生态文明建设

    “地铁车站用高效直接制冷式空调机组能节约地铁整体能耗的25%~27.5%,节能效果显著,具有重大的经济效益和社会效益。鉴定委员会一致认为,该项目总体技术达到‘国际领先’水平,一致同意通过鉴定。建议实现批量生产,在工程中推广应用。”中国工程院江亿院士于“地铁用直接制冷式空调机组”项目科技成果鉴定会上宣布。

    十九大报告明确指出,加快生态文明体制改革,建设美丽中国。加强节能减排,实现低碳发展,是生态文明建设的重要内容,是促进经济提质增效升级的必由之路。

    在国家大力倡导建设环境友好型社会的当下,作为节能减排的责任主体和利益主体,企业通过技术升级实现节能减排可谓义不容辞。多年来,格力将“让蓝天更蓝、大地更绿”作为企业发展的信条和应该负担的责任。此次地铁车站用高效直接制冷式空调机组获“国际领先”,不仅体现了格力的科技研发实力,更彰显了格力肩扛企业节能环保责任的决心和致力为人民打造更美好生活的初心。

    据悉,格力此次于“新时代•让世界爱上中国造——格力2018再启航”梦想盛典对外公布的5项“国际领先”技术中,3项均与节能环保息息相关.除了地铁车站用高效直接制冷式空调机组外,格力自适应高效螺杆压缩机及机组将螺杆机能效水平提升至新高度,空调光储直流化关键技术研究及应用更实现了光伏空调的直流化和能源信息化应用,改变了现有的供用电模式,使光伏与多联机相结合,正式迈入普通消费者的家门。

    实际上,格力以自主创造的领先科技助力生态文明建设的历史由来已久,格力已有的24项“国际领先”技术中,与“绿色”相关的不胜枚举。2012年,格力1赫兹低频控制技术被鉴定为“国际领先”,该技术可使每台空调每年节电近440度。同年7月,格力R290环保冷媒空调也获评“国际领先”,摆脱对氟利昂的依赖,大大减少了对臭氧层的破坏。2017年, 新一代家庭中央空调变频变容技术经鉴定属 “国际首创”、达到“国际领先”水平,解决了困扰行业多年的家用多联机低负荷下能效差的问题,实现了低负荷工况下“用电省一半”。

    “地铁车站用高效直接制冷式空调机组的发明和普及,不仅让地铁站用空调系统的能耗将大幅下降,还将对大型公共交通站用空调系统的可持续发展起到良好的示范和促进作用,格力始终坚持用自主创新的核心科技助力美丽中国建设,让世界更美好。”格力电器副总裁及总工程师谭建明于项目科技成果鉴定会上表示。

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