格力多元化技術(shù)平臺助力綜合能源發(fā)展
7月25日-26日,由IESPLAZA綜合能源服務(wù)網(wǎng)主辦的第三屆中國綜合能源服務(wù)暨能源數(shù)字化大會在蘇州香格里拉盛大召開,珠海格力電器股份有限公司(下稱“格力”“格力電器”)大客戶經(jīng)理李靜文以《格力多元化技術(shù)平臺,助力綜合能源發(fā)展》為題作主題報告。
▲李靜文
在報告中,李靜文從企業(yè)介紹、產(chǎn)品陣容、技術(shù)平臺和典型工程四個方面詳細介紹了格力電器概況與技術(shù)設(shè)備,并期望與各方攜手構(gòu)建綜合能源服務(wù)新生態(tài),實現(xiàn)多方共贏。
格力電器成立于1991年,于1996年掛牌上市,是一家多元化科技型的全球工業(yè)集團。目前格力擁有77個生產(chǎn)基地、6大資源再生基地,基地建設(shè)已遍布全球各地,旨在覆蓋從上游生產(chǎn)到下游回收的全產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過格力人的多年深耕,目前格力的業(yè)務(wù)已覆蓋200多個國家和地區(qū),服務(wù)用戶超過4億。
李靜文表示,取得這樣的成績離不開格力對技術(shù)研發(fā)的重視。
▌研發(fā)實力
格力擁有一個國家級重點實驗室,1個院士工作站,16個研究院,8個技術(shù)開發(fā)部,1411個先進實驗室,以及16000多名科研人員,研發(fā)實力雄厚。
截至目前,格力擁有46項國際領(lǐng)先技術(shù),累計申請專利12萬余項,發(fā)明授權(quán)連續(xù)10年進入全國前五,已獲得2項國家技術(shù)發(fā)明獎,2項國家科技進步獎,3項中國專利金獎,以及3項中國外觀設(shè)計金獎。
▌制造實力
好的技術(shù)是運用于生產(chǎn)的。在生產(chǎn)制造方面,格力也是不遑多讓。
1.完備的制冷設(shè)備生產(chǎn)資質(zhì)
目前格力公司已經(jīng)具有制冷設(shè)備、壓力容器等完備的生產(chǎn)資質(zhì),可生產(chǎn)13大系列,200多個品種的中央空調(diào)產(chǎn)品。
2.領(lǐng)先的水冷冷水機組生產(chǎn)能力
格力在珠海總部、合肥基地、長沙基地建成三大水冷冷水機組生產(chǎn)基地,可實現(xiàn)從葉輪、壓縮機到整機的自主研發(fā)制造,并擁有全套的自主知識產(chǎn)權(quán)。
3.核級品質(zhì)的卓越生產(chǎn)工藝
格力冷水機組應(yīng)用覆蓋民用、工業(yè)及核電等領(lǐng)域。在生產(chǎn)工藝上,格力始終秉持核級品質(zhì)的高要求,使格力的機組可以適應(yīng)極端工況,滿足0%-100%負荷運行需求,使用壽命滿足核級要求。
▌檢測實力
在檢測方面,為了更好地保證出廠機組的品質(zhì),格力建設(shè)了冷水機組實驗臺20個,最大測量能力高達6500RT,離心、螺桿壓縮機實驗臺4個;格力全系列水冷冷水機組離心機、螺桿機均通過行業(yè)內(nèi)權(quán)威機構(gòu)、美國AHRI暖通協(xié)會組織的認證;實驗平臺獲得“國家認可實驗室”、“美國AHRI認證”、“德國TUV認可實驗室”、“加拿大CSA認可實驗室”等認可。
產(chǎn)品陣容
▌產(chǎn)業(yè)布局
經(jīng)過格力人的多年深耕,格力的產(chǎn)品不僅包含中央空調(diào)暖通的系列產(chǎn)品,也涉及家用電器、工業(yè)制品、智能制造、清潔能源、再生資源、醫(yī)療防疫、機電施工等多個行業(yè),產(chǎn)業(yè)布局廣泛。
格力秉持著精益求精、拓寬式發(fā)展的理念,將中央空調(diào)的適用溫度拓寬至-86℃~150℃度,上圖為不同溫區(qū)對應(yīng)的產(chǎn)品陣容圖。針對綜合能源方面比較常用的機組為雙工況冰蓄冷離心機、單冷大容量離心機、熱泵離心機及螺桿機。
▌離心式冷水機組介紹
1.技術(shù)特點
(1)采用大功率高速永磁變頻電機
作用:①代替普通三相異步電機中的線圈繞組,實現(xiàn)無勵磁損失,使電機的額定效率最高達98.2%,全工況效率達95%以上。②高速電機為直驅(qū)葉輪做功提供支撐:格力電機轉(zhuǎn)速可以達到1萬轉(zhuǎn)以上,可以直接驅(qū)動壓縮機進行做工。
在機組的整個生命周期中,節(jié)能效果非常顯著。
(2)采用高速直驅(qū)技術(shù)
全新高速壓縮機結(jié)構(gòu):取消增速齒輪,減少2個支撐軸承,機械損失減少70%,結(jié)構(gòu)簡單可靠,壓縮機尺寸、重量減小60%,噪聲降低8分貝以上。
(3)采用雙級壓縮技術(shù)
①雙級壓縮相比單級壓縮效率提升了5%~6%;②相同壓比情況下,雙級壓縮比單級壓縮轉(zhuǎn)速低30%,壓縮機振動小,運行更加可靠;③其他廠家單級壓縮的壓比范圍是2.0~2.8,而格力雙級壓縮的的壓比范圍是2.0~4.6,運行范圍廣,可適應(yīng)高壓比要求。
比如上面這款機組就是運用以上3種技術(shù)的明星產(chǎn)品——CVE系列永磁同步變頻離心機。冷量范圍:高效:250~1200RT;超高效: 250~1200RT;10kv高壓直驅(qū):900~3000RT。產(chǎn)品特點:變頻器可選,可選10kv高壓直驅(qū)。單臺最大制冷量可以達3000RT,其COP和IPLV均超國家一級能效。它的相關(guān)技術(shù)得到了多方認可及國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎、相關(guān)授權(quán)發(fā)明專利69項、中國專利優(yōu)秀獎2項等獎項。
李靜文表示,好的產(chǎn)品必定不是停滯不前的,格力根據(jù)客戶的需求、政策的實施以及技術(shù)的發(fā)展,對其做了一系列的升級,衍生出了以下幾種機型。
(1)CVS系列光伏直驅(qū)變頻離心機
冷量范圍:350~1000RT;產(chǎn)品特點:五種發(fā)用電模式,節(jié)能性、智能性較高。
(2)CVP系列變頻離心式熱泵機組
冷量范圍:350~3000RT;產(chǎn)品特點:熱泵可替代鍋爐采暖,避免排煙污染,提升空氣質(zhì)量;該熱泵機組可以制冷,也可以制熱。
(3)CVI系列變頻離心機冰蓄冷雙工況機組
冷量范圍:400~3000RT;產(chǎn)品特點:在谷電價時可將冷量以冰的形式儲存,在峰電價時釋放此部分冷量,達到節(jié)省運行費用的目的。
技術(shù)平臺
格力擁有數(shù)量眾多的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,結(jié)合當(dāng)前社會新生技術(shù),持續(xù)創(chuàng)新,十年磨一劍,創(chuàng)造出多個技術(shù)平臺。
▌光儲直空技術(shù)平臺
2013年,格力在全球首創(chuàng)光伏直變頻空調(diào),“不用電費的空調(diào)”顛覆性地將空調(diào)從用電設(shè)備變成發(fā)用電一體設(shè)備,開啟了空調(diào)使用清潔能源的新時代。到2018年,格力開放安全儲能接入,光儲空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)成功,實現(xiàn)光伏就地消納、電力削峰填谷、系統(tǒng)離網(wǎng)運行,開啟了空調(diào)零碳生態(tài)的新時代。
經(jīng)過八年的不斷研究,到2021年,格力研發(fā)出了光伏供電、儲能儲電、空調(diào)節(jié)電三位一體的“零碳源”空調(diào)系統(tǒng),為構(gòu)建零碳社會提供了新方案,并在全球制冷技術(shù)創(chuàng)新大獎賽中獲全球最高獎。
該技術(shù)平臺分三個模塊:“光、儲、空”。“光”是指光伏系統(tǒng),可以用來發(fā)電;“儲”是指儲能,可以將多余電及低谷電先儲存起來;“空”是指空調(diào)。“光儲空”可按需組合,靈活應(yīng)用。
1.“光-空”:光伏直驅(qū)空調(diào)系統(tǒng)
(1)零碳電能高效用
(2)光伏平價回收快
(3)特別適用于有一定光伏鋪設(shè)面積的各類型建筑
該組合可以直接將光伏所發(fā)的電用于空調(diào)系統(tǒng),實現(xiàn)空調(diào)的零碳運行。
2.“儲-空”:儲能空調(diào)系統(tǒng)
(1)移峰填谷峰谷套利
(2)閑充忙放減容增配
(3)特別適用于峰谷電價差大或電力配容不足的各類型建筑
該組合可以將谷電價儲存在電池中,用于空調(diào)系統(tǒng),極大的節(jié)省了格力空調(diào)的運行費用。
3.“光-儲”:光儲直柔系統(tǒng)
(1)清潔化分布式能源
(2)低碳直流電氣系統(tǒng)
(3)特別適用于各類綠色低碳建筑,大幅減低建筑碳排放
該組合可以將光伏發(fā)的電儲存起來用于直流電器系統(tǒng)。
4.“光儲空”:光儲直流空調(diào)系統(tǒng)
(1)即發(fā)即用就地消納
(2)自給自足離網(wǎng)運行
(3)適用于各類型建筑,尤其適用于電力不足電力不穩(wěn)地區(qū)
5.典型案例
以下是運用了光儲技術(shù)及設(shè)備的一些典型案例,包含了住宅、醫(yī)院,以及一些場館:
目前,格力光儲系列的產(chǎn)品不僅包括光伏離心機,也包括光伏磁懸浮、光伏螺桿機以及光伏多聯(lián)機。
▌高溫?zé)岜眉夹g(shù)平臺
2020年9月,中國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標(biāo),歐盟和美國分別于1979年和2005年碳達峰,并表示在2050年實現(xiàn)碳中和,各自有71年和45年時間從峰值走向凈零排放,這個意味著中國推進碳中和的速度將是歐盟的2.3倍,是美國的1.5倍,未來我國的能源結(jié)構(gòu)勢必改革。
現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)中,很多熱需求是直接通過化石燃料燃燒所得到的,未來電力將代替化石能源以更為高效綠色的方式產(chǎn)生熱量。
▲能源鏈條轉(zhuǎn)化圖
為此,格力電器在余熱回收方面進行研究,結(jié)合六大熱源以及四大應(yīng)用場景,研發(fā)出了高溫?zé)岜眉夹g(shù)的平臺。格力高溫?zé)岜檬状尾捎昧舜?lián)逆流的技術(shù),可將溫度提升50-100℃。
一些場景中,比如電廠數(shù)據(jù)中心,可能會有優(yōu)質(zhì)的熱浪費,而格力可以通過高溫?zé)岜眉夹g(shù),將此部分的熱提升50-100℃,達到160℃的高溫?zé)崴疇顟B(tài),能夠滿足高溫?zé)崴崈粽羝⑦^熱蒸汽等高品位用熱的需求。對于普通的地?zé)帷⒌乇硭⒖諝庠吹葻嵩矗窳σ部梢酝ㄟ^水源熱泵、空氣源熱泵等技術(shù)提高溫度,用于建筑采暖以及生活熱水需求的滿足。
李靜文提到鞍鋼靈山中厚板廠余熱供暖改造項目案例。
高溫?zé)岜眉夹g(shù)在節(jié)碳方面的效果非常顯著,以鞍鋼靈山中厚板廠余熱供暖改造項目為例。依托十三五高溫?zé)岜脟艺n題,格力首次將串聯(lián)逆流、永磁直驅(qū)應(yīng)用至熱泵機組,熱力學(xué)完善度達到76%。該項目采用兩臺9MW的永磁同步變頻熱泵離心機,總裝機熱量18MW,回收30℃熱爐工藝凈環(huán)水廢熱,提供60℃的熱水用于暖氣片采暖。經(jīng)第三方檢測機構(gòu)現(xiàn)場測試COP達到6.67,年節(jié)省采暖費用250萬元,節(jié)省標(biāo)煤3500噸,減排二氧化碳9450噸。
▌高效機房技術(shù)平臺
當(dāng)前中國建筑面積規(guī)模位居世界第一,暖通空調(diào)系統(tǒng)作為能耗大戶,占據(jù)公共建筑建筑物能耗的50%-60%;在中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷源站又占據(jù)總能耗的60%-70%,是能耗主要源頭。高溫?zé)岜眉夹g(shù)是對于未來余熱回收的一種新思考和新方案,而對于現(xiàn)階段,最大的問題還是在于機房能效偏低。
經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),國內(nèi)85%的機房處于一個低能效的區(qū)間。格力認為,應(yīng)該在建筑設(shè)計之初將高效機房方案考慮進去。
1.全套設(shè)計方案
設(shè)計階段,通過中央空調(diào)系統(tǒng)仿真優(yōu)化設(shè)計平臺,為客戶提供初期方案,用來評估高效機房方案的可實現(xiàn)性;開發(fā)階段,利用中央空調(diào)系統(tǒng)動態(tài)仿真實驗室,對不同類型的不同動態(tài)進行模擬分析,精細化設(shè)計;施工階段,通過BIM模塊化預(yù)制平臺,將整個流程可視化,減少項目中不必要的誤差;調(diào)適與控制階段,通過云邊協(xié)同節(jié)能群控平臺,調(diào)控格力機組,使整個機房始終處于高能效的水平;持續(xù)運維階段,通過中央空調(diào)系統(tǒng)智慧云平臺,對已售出產(chǎn)品進行24小時的監(jiān)控,做到5秒之內(nèi)響應(yīng)異常情況,并盡快安排專業(yè)人員解決。
2.項目概況:天津地鐵民航大學(xué)站
天津地鐵4號線民航大學(xué)站,空調(diào)系統(tǒng)以高效機房形式建設(shè),采用風(fēng)水聯(lián)動控制方案,制冷機房、末端一體化控制,系統(tǒng)節(jié)能較常規(guī)車站提升40%;系統(tǒng)自動控制(風(fēng)水聯(lián)動)和手動控制進行實驗對比,相比于常規(guī)手動控制,通過采用全變頻設(shè)備自動控制,機房能效提升50%以上。
經(jīng)第三方能效檢測,制冷機房運行能效EERS達7.25,空調(diào)系統(tǒng)能效5.78,獲2023年“藍天杯”高效機房“卓越節(jié)能技術(shù)項目(高效系統(tǒng))”。
▌節(jié)能改造技術(shù)平臺
對于新建項目,格力可以考慮高效機房設(shè)計的介入。對于已有的一些節(jié)能改造項目,格力也會考慮既有的建筑問題。
1.既有建筑問題
(1)負荷不準確:一般采用指標(biāo)估算法設(shè)計選型,偏離實際情況;
(2)設(shè)備不節(jié)能:選用定頻設(shè)備,調(diào)節(jié)不夠靈活,大部分負荷情況下能效較低;
(3)施工不規(guī)范:施工過程中,為趕工期、 交付、往往遺留很多問題,后續(xù)此類問題易影響使用;
(4)改造項目多無樓控系統(tǒng):樓控系統(tǒng)2016年開始普及,10年以上建筑大多數(shù)無樓宇自控系統(tǒng);
(5)管理水平參差不齊:業(yè)主采用的低成本單一自控系統(tǒng),并不能發(fā)揮該有的功能,且在實際應(yīng)用中,缺少專業(yè)的運維人員。目前國內(nèi)樓宇自控系統(tǒng)能夠有效工作的僅占5%;
(6)對能耗現(xiàn)狀不了解:大部分項目都沒有專業(yè)的設(shè)備管理團隊,不配置用電監(jiān)控系統(tǒng);一般通過每年的賬單對能耗費用有粗淺的了解;但不能了解各個分項如照明、空調(diào)、電梯、電腦等設(shè)備的耗電情況。
2.格力方案服務(wù)
格力高效機房根據(jù)不同的建筑、不同的項目類型進行動態(tài)模擬分析,可以避免負荷預(yù)測不準確的問題;采用高效的變頻設(shè)備解決設(shè)備不節(jié)能問題。對于施工不規(guī)范、改造項目中沒有樓控系統(tǒng)、管理水平參差不齊以及對能耗現(xiàn)狀的了解等問題,格力可以提供以下服務(wù):
(1)免費檢測:現(xiàn)場勘查、評估,檢測機房整體運行能效,提供專家建議
(2)免費設(shè)計:免費方案設(shè)計,提供BIM三維效果圖模擬,輸出專業(yè)方案
(3)舊機回收:提供大型中央空調(diào)設(shè)備專業(yè)回收渠道,將舊機的價值最大化
(4)免費監(jiān)理:提供專業(yè)監(jiān)理服務(wù)、監(jiān)理報告及調(diào)試建議
(5)格力遠程智能服務(wù):24小時監(jiān)控,5秒知曉異常
(6)免費巡檢:在質(zhì)保期,提供季度技術(shù)巡檢、技術(shù)答疑
(7)技術(shù)培訓(xùn):提供操作、維保、系統(tǒng)管理、應(yīng)急故障處理等培訓(xùn)
(8)售后保障:整機保修2年,響應(yīng)時間≤2小時
3.格力機型創(chuàng)新
針對節(jié)能改造技術(shù)平臺,格力研發(fā)出兩種機型:
(1)更新用直流變頻多聯(lián)機
可沿用老舊工程配管、電氣配線及原有室內(nèi)機;實現(xiàn)減小拆卸、重新安裝的繁冗工程量;大幅減少工程量,改造施工周期縮短約65%。
(2)緊湊型氣懸浮離心機組/變頻螺桿機組
僅1.2m單門寬,去冗余極簡設(shè)計,減小體積,整體體積相比于常規(guī)冷水機組減少40%-50%,滿足3T貨梯運輸;氣懸浮機組啟停次數(shù)超12萬次,使用壽命長達30年以上。
典型工程
格力的技術(shù)和產(chǎn)品運用在各行各業(yè),以下為格力的典型工程。
▌改造類
1.上海萬豪虹橋大酒店
項目說明:該酒店是萬豪集團入駐上海的第一家酒店,是90年代對外開放的橋頭堡,自開業(yè)起,一直是國內(nèi)酒店標(biāo)桿。原采用外資品牌定頻離心機,運行10年后,能效衰減嚴重,經(jīng)常發(fā)生喘振現(xiàn)象。格力采用全流程改造服務(wù),應(yīng)用磁懸浮離心機實現(xiàn)年用電量節(jié)省近25%,降碳330噸/年。機組類型:磁懸浮離心機。
2.新加坡 Holiday Inn 酒店
項目說明:Holiday Inn Orchard酒店位于新加坡,占地面積30000㎡。原采用外資品牌螺桿機,運行多年能效衰減大,運行電費高昂,需節(jié)能改造。格力電器聯(lián)合新加坡綠能集團打造高效制冷機房,主機節(jié)能達50%,降碳740噸/年,機房能效達新加坡Green Mark最高等級鉑金級標(biāo)準。機組數(shù)量/冷量:變頻螺桿機。
3.五邑大學(xué)
項目說明:五邑大學(xué)北主樓高效機房項目涉及3棟教學(xué)樓冷源增補。格力結(jié)合項目設(shè)計,開發(fā)中溫大溫差冷水機組。項目制冷機房全年平均運行能效達7.12,與常規(guī)系統(tǒng)能效比3.5相比,節(jié)能率達41.7%。項目成果獲評“國際領(lǐng)先”。機組類型:永磁同步變頻離心機。
4.金華市政府辦公樓
項目說明:金華市政府空調(diào)面積23000㎡,建筑高度69m。其內(nèi)部中央空調(diào)系統(tǒng)使用時間長達20年之久。空調(diào)原采用溴化鋰吸機組,系統(tǒng)老化嚴重,主機故障頻繁,運行費用高,噪音大。年電費節(jié)省約40%,降碳300余噸。獲評“節(jié)約型機關(guān)”。機組類型:磁懸浮變頻離心機。
▌新建類
1.深圳地鐵
項目說明:12號線采用全變頻系統(tǒng),各站點機房能效達5.7,其中新安公園站采用超磁變頻螺桿機組,機房能效達到7.17,環(huán)控系統(tǒng)能效達到3.99,華南同類氣候區(qū)域中效率領(lǐng)先。自2022年11月28日運營,與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比,平均節(jié)能率35%以上,2023年該系統(tǒng)電費節(jié)約1456萬元,每站節(jié)省約56萬元,相當(dāng)于減少碳排量9769噸,經(jīng)濟和社會效益顯著。
2.洛陽地鐵
項目說明:格力磁懸浮直膨系統(tǒng)在洛陽地鐵2號線全面應(yīng)用,環(huán)控系統(tǒng)能效達6.03,機房冷站能效7.25,完成“國際領(lǐng)先”鑒定。該創(chuàng)新方案與同類傳統(tǒng)方案對比,節(jié)能率38%以上,系統(tǒng)年節(jié)約電費約1250萬,相當(dāng)于減少二氧化碳排放8386噸。節(jié)能降碳效果顯著。現(xiàn)已在洛陽地鐵、太原地鐵2號線、天津地鐵、深圳地鐵等項目上廣泛應(yīng)用。
李靜文提到,在五邑大學(xué)項目設(shè)計中,格力提供人走空調(diào)系統(tǒng)自動關(guān)閉的控制,節(jié)能效果非常顯著。
以下為格力服務(wù)的其他超級樣板工程: