空調(diào)系統(tǒng)能效檢測

1、大型公共一般指面積2萬就以上的辦公、商業(yè)、旅游、科教文衛(wèi)、通信以及交通運輸用房等。隨著我國經(jīng)濟和社會快速發(fā)展 ，大型公共日益增多，高耗能的問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計，我國大型公共總面積不足城鎮(zhèn)總面積的4%,但總能耗卻占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%,大型公共單位面積年耗電量達到 70300KWh ,為普通居民住宅的 1020倍，具有很大的潛力1。因此，做 好大型公共的管理工作，對實現(xiàn)“十一五”末我國單位GDP能耗降低20%的戰(zhàn)略目標(biāo)具有重 要意義。1大型公共管理制度設(shè)計1.1大型公共高能耗原因分析1.1.1設(shè)計階段能源浪費嚴重我國大型公共多采用大玻璃幕墻，遮陽隔熱性能差，高,造成冷、熱負荷偏大、空調(diào)期長等

2、原因直接導(dǎo)致了大型公共能耗高的問題。另外，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，設(shè)計中追求豪華、氣派的陋習(xí)日益嚴重，能源浪費現(xiàn)象嚴重1。1.1.2施工階段標(biāo)準執(zhí)行率低大型公共設(shè)計標(biāo)準(GB50189-2005)于2005年頒布實施。建設(shè)部每年組織的專項檢查結(jié)果顯示，在施工階段標(biāo)準執(zhí)行率明顯偏低，在2001年僅為2%;2005年為20%;2006年為54%;2007年為71%。一些施工單位不按圖紙施工，擅自取消設(shè)計措施，如取消外墻保溫層設(shè)計或更改為非保溫墻體材料。因此，較低的標(biāo)準執(zhí)行率是造成大型公共高耗能問題的另一原因。1.1.3運行階段缺乏科學(xué)管理有好的設(shè)計，還需要科學(xué)的運行管理。運行管理水平直接影響的實際能耗，對

3、實際的情況至關(guān)重要。即使完全滿足大型公共設(shè)計標(biāo)準，采用高能效系統(tǒng)及設(shè)備，如果運行中沒有很好的管理，也達不到效果，會產(chǎn)生不”現(xiàn)象1。我國大型公共運行管理水平普遍較低，主要原因是缺乏統(tǒng)一的宏觀協(xié)調(diào)管理，業(yè)主意識不強，運行管理人員對管理專業(yè)知識和能力欠缺。1.2我國大型公共監(jiān)管制度設(shè)計在建設(shè)部科技司的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，我國創(chuàng)新性的提出了大型公共監(jiān)管制度。制度由五項基本制度組成，即能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示、用能定額、超定額加價2。以能耗統(tǒng)計制度為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，統(tǒng)計岀準確的和能耗的數(shù)據(jù)信息；以能源審計為技術(shù)支撐，對能源利用的合理性作出評價并提出整改方案 ；以能效公示為核心，達到引起比較、競爭的效果；以用能定額

4、為標(biāo)桿，確定不同氣候區(qū)、不同功能的在一定時期內(nèi)的合理用能水平；最后以超定額加價為價格杠桿，提高高耗能的成本，促使高耗能主動加強運行管理和改造。以此構(gòu)成一個完備的監(jiān)管系統(tǒng)，運用市場對資源的優(yōu)化配置作用，推動大型公共運行管理和改造，實現(xiàn)的運行管理，釋放潛在的量需求，將潛在量轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨?，同時起到示范和帶動我國全面的作用。2管理第一步一一空調(diào)系統(tǒng)能效檢測作為管理的第一步，空調(diào)系統(tǒng)能效檢測與評價是進行潛力分析及改造的基礎(chǔ)38,方法一般如下：第一， 基本信息調(diào)查。包括基本信息、系統(tǒng)冷熱源、系統(tǒng)形式及主要設(shè)備等。第二， 系統(tǒng)用能情況分析。根據(jù)歷年系統(tǒng)的運行記錄或帳單，并配合現(xiàn)場實測，對系統(tǒng)的 用能狀況作岀基

5、本的評估。第三， 系統(tǒng)診斷分析。從風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、系統(tǒng)能效比、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評價等方面對空 調(diào)系統(tǒng)進行全面的診斷分析。第四，潛力分析。下面以天津市某一大型商業(yè)為例，具體介紹空調(diào)系統(tǒng)能效檢測方法。3天津市某大型商業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)能效檢測分析3.1基本信息調(diào)查3.1.1基本信息該大型商業(yè)分為新舊兩棟。舊樓始建于1928年，后經(jīng)多次整修，占地面積2980m2，面積16500 m2，共七層，均為商業(yè)賣場。新樓1994年竣工投入使用，占地面積3724 m2，面積39606 m2，地上九層，局部十層，地下一層。地下一層部分為設(shè)備用房，部分為餐飲商鋪，地上一到 八層均為商場，九、十兩層為商場辦公室。3.1.2系

6、統(tǒng)冷熱源是該空調(diào)系統(tǒng)的唯一能源。系統(tǒng)熱源采用外網(wǎng)的集中供熱。3.1.3系統(tǒng)形式及主要設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣系統(tǒng)形式，冷源形式采用水冷式離心機組提供冷量，新樓采用四臺開利機組，兩臺額定冷量為1570kW，兩臺為1220kW;舊樓采用兩臺冷水機組一用一備。新樓空調(diào)系統(tǒng)原理圖見圖1。T)r1sRTT T T二|侍武* R沖帝瓶舄1刈凹水2干孑忙空厲機*1 TTTT f*Ts圖1新樓空調(diào)系統(tǒng)原理圖一抉回清出攤心果-次供除污鬍-次供除污鬍效供效供梅式換熱黒梅式換熱黒二狀回顒水留圖2系統(tǒng)原理圖冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，采用一次泵系統(tǒng)，共有四臺冷凍水泵， 一臺冷水機組對應(yīng)一臺冷凍水泵，兩臺冷量為 1570kW的冷水機

7、組對應(yīng)的冷凍水泵額定流量300 m3/h，額定揚程50m;兩臺冷量為1220kW的冷水機組對應(yīng)的冷凍水泵額定流量230m3/h，額定揚程也 50m;四臺水泵的為配用電機型號均為 丫280S-4，額定功率均為 75kW。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，采用五臺冷卻水泵，其中三臺的額定流量為400m3/h，揚程為33m，兩臺的額定流量為 300m3/h，揚程為47m，五臺水泵的配用電機功率型號均為丫280S-4，額定功率為75kW。冷卻水塔為逆流式玻璃鋼冷卻水塔，風(fēng)機直徑達3800mm，配用電機功率為 15kW，共四臺。空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，新樓為全空氣系統(tǒng)，地下采用一臺組合式空調(diào)機組，風(fēng)量為6500m3/h，地上每層南北

8、側(cè)各一臺組合式空調(diào)機組，風(fēng)量為6500 m3/h的共五臺，風(fēng)量為 5600 m3/h的共七臺，風(fēng)量為8500 m3/h的共4臺，總計17臺組合式空調(diào)機組。舊樓為加新風(fēng)系統(tǒng)，每層采用型號為 BFPX15-W吊頂式新風(fēng)機組，南北側(cè)各一臺，共16臺。系統(tǒng)熱源采用外網(wǎng)的集中供熱。新樓空調(diào)機組為冬夏兩用，冬季由室外管網(wǎng)經(jīng)換熱器得到的二次熱水，流經(jīng)空調(diào)機組為室內(nèi)提供熱空氣。熱水循環(huán)系統(tǒng)有三臺配用功率均為37KW的清水離心泵提供動力。舊樓采用散熱器供暖系統(tǒng)，外網(wǎng)熱水經(jīng)換熱器得到的二次熱水流經(jīng)布置在各層的散熱器提供熱量。有四臺水泵，兩臺配用功率87KW，兩臺75KW。系統(tǒng)原理圖見圖 2?？照{(diào)的系統(tǒng)，機組方面，

9、采用定冷凍水岀水溫度的方法，采用電腦各點溫度，并機組岀 力達到調(diào)節(jié)的目的。系統(tǒng)采用人工調(diào)節(jié)的方法。3.2用能情況分析根據(jù)06年及07年能耗帳單就各類能耗情況做如下分析：該年單位面積耗電量為239.8kWh/m2，其中主要的耗電設(shè)備有，空調(diào)采風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、插座設(shè)施、動力設(shè)備等，其中以空調(diào)采風(fēng)系統(tǒng)能耗占的比例最大。單位面積耗電量全年內(nèi)變化的規(guī)律，曲線如圖3。全年耗電量隨時間有很明顯的變化關(guān)系， 4、5月以及1、12月為全年耗電量的兩個谷值， 9月耗電量為全年 最大。在能耗設(shè)備中，照明系統(tǒng)、垂直交通系統(tǒng)以及其他能耗設(shè)備的能耗不隨月份改變，只有空調(diào)采風(fēng)系統(tǒng)需要依據(jù)室外氣候的變化來進行啟停和調(diào)節(jié)。該

10、夏季空調(diào)系統(tǒng)運行開始時間在4月下旬，結(jié)束在10月下旬，期間9月份由于室外天氣最熱，冷負荷最大，空調(diào)系統(tǒng)的能耗也最大， 帶來總電耗的增加。冬季期需要啟用一至三層空調(diào)機組供暖，造成冬季電耗的小幅增加。單位逹筑面積耗電量全年變牝曲戢E電/wlntelwsf叭咫屈猝刪超卅圖3單位面積耗電量全年變化曲線331空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)新樓采用全空氣系統(tǒng)，覆蓋地上八層及地下一層，共17臺組合式空調(diào)機組，選取具備測試條件的北側(cè)三層到七層共5個空調(diào)機房進行測試，測試內(nèi)容包括過濾器前混合段壓力，表冷器后送風(fēng)段的壓力，以及送風(fēng)風(fēng)量、回風(fēng)風(fēng)量和新風(fēng)風(fēng)量。由測試數(shù)據(jù)計算機組的過濾段及表冷 段前后壓差，以及空調(diào)機組實際送風(fēng)量與設(shè)計風(fēng)量

11、的偏差，由送風(fēng)段靜壓以及送風(fēng)壓力可計算得到風(fēng)機壓頭，見表 1。表1組合式空調(diào)機組性能分析表機組位置層四層五層六層七層額定風(fēng)量m3/h5605605600056000560000000實際送風(fēng)量255376260933225020548m3/h3327風(fēng)量偏差-54-32-53.4-42.4-63.3.4%.8%混合段靜壓Pa-43-12-278.-198.-398.9.41.8060 P Pa591803634.8465.292.8.6.2風(fēng)機壓頭Pa1151131154.699.8562.86.04.89三至六層空調(diào)機組過濾段及表冷段前后壓差過大，分析認為這是由過濾器被灰塵堵塞， 或是表冷器

12、表面積灰造成?；旌隙戊o壓值過大，三層機組高達439.4Pa，是由回風(fēng)不暢所致，導(dǎo)致回風(fēng)不暢的原因可能有回風(fēng)口被雜物堵塞，或是管道中防火排煙閥岀故障未完全開啟。進一步分析原因需要打開吊頂檢查回風(fēng)管道，但商場吊頂不能拆卸，未能進一步查明原因。風(fēng)機壓頭過大，遠高于一般的舒適性空調(diào)的風(fēng)機壓頭，高壓頭運行不僅造成能耗的增加，也使風(fēng)機流量減少，三到七層所測的各個空調(diào)機組風(fēng)量都有不同程度的減少。在風(fēng)量遠小于風(fēng)機額定風(fēng)量的情況下，室內(nèi)空氣溫度仍能滿足設(shè)計要求，這說明風(fēng)機的選型偏大，而風(fēng)道的以及空調(diào)機組本身阻力過大也造成了風(fēng)機流量減小，機組壓頭增大。3.3.2冷凍水系統(tǒng)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)前運行情況下，機組的開啟依

13、據(jù)商場需要的冷負荷來，一般情況下開啟1號機組時，對應(yīng)開啟 1號水泵；開啟2號機組時，對應(yīng)開啟 2號水泵;1、2號機組同時運行時，1、 2、4號水泵均運行。而 4號機組由于開啟時會發(fā)生喘振，很少開啟。測試首先對正常運行狀態(tài) 即1、2號機組開，1、2、4號水泵開啟時，運行的狀態(tài)進行了檢測，然后針對4號機組的喘振問題，對機組及水泵在不同的停開機組合情況下進行測試。冷凍水測試內(nèi)容包括冷凍水泵的流量、揚程以及配用電機功率，運行頻率，以及冷凍水的溫度，進岀口壓力。空調(diào)系統(tǒng)常處于的運行狀態(tài)為1、2號冷水機組開啟，1、2、4號水泵開啟，在這樣的運行狀態(tài)下，測試數(shù)據(jù)見表 2。1、2號冷凍水泵運行狀態(tài)正常，4號冷

14、凍水泵運行流量偏小。在測試工況下，水泵得工作效率為，1號45.6%，2號為43.4%，4號水泵的工作效率為 51.8%。當(dāng)機組處于正常運行狀態(tài)時，冷凍水的溫差只有3.5 C左右，小于設(shè)計的冷水溫差5C,相應(yīng)的實際冷凍水流量將比設(shè)計流量增加30%。表2測試工況下水泵工作參數(shù)表水泵編號冷水溫差C流量m/h揚程mHO運行頻率HZ電機功率kW1 #3.662954249.575.492#3.562924149.576.714#1355650.040.56通過對機組蒸發(fā)器進岀口壓力表的讀數(shù)，計算得到蒸發(fā)器水側(cè)的阻力，1#機組蒸發(fā)器阻力約為15mH2O，2#機組蒸發(fā)器阻力約為 16mH2O，4#機組蒸發(fā)器

15、阻力約為 15mH2O。1、2號機組 的蒸發(fā)器設(shè)計阻力為 5.6 mH2O，4號機組的蒸發(fā)器設(shè)計阻力為8.7 mH2O。實際運行阻力遠大于設(shè)計阻力，為排除流量增大對阻力造成的影響，將實際測試的流量和設(shè)計流量對比，1、2號機組的設(shè)計流量為 270 m3/h，根據(jù)P=SQ2計算得在實際流量下蒸發(fā)器的阻力，1號機組應(yīng)為6.7mH2O，2號機組為6.5 mH2O，因此可以排除是由于實際流量稍大于機組的設(shè)計流量而造成了蒸 發(fā)器壓損過大。另一原因是由于機組長期運行導(dǎo)致蒸發(fā)器表面有雜物附著，導(dǎo)致蒸發(fā)器水阻力過大。針對4號機組的喘振，改變運行狀態(tài)進行診斷測試，對1、2、4號機組以及1、2、3、4號水泵進行不同

16、的開啟關(guān)閉的組合，在不同的運行組合下測試水泵的各項參數(shù)。測試數(shù)據(jù)表明，4號機組單獨運行，冷凍水流量為170 m3/h;與1號機組同時運行流量減少至156m3/h;與1、2號機組同時運行，流量減少至136m3/h。無論是4號機組單獨運行還是與1號或是2號組合運行，流經(jīng)4號蒸發(fā)器的冷凍水流量都要小于機組的設(shè)計流量230m3/h。判斷冷凍水流量不足是造成機組喘振的原因。在4號機組蒸發(fā)器岀口至分水器之間的阻力在30mH2O左右，顯然是偏大的，有理由認為這是造成4號水泵運行期間流量偏小的主要原因。333空調(diào)系統(tǒng)能效比在空調(diào)系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下對空調(diào)機組的輸入功率、輸岀冷量進行測試，計算得到空調(diào)機組的能效比

17、。某一瞬時的測試數(shù)據(jù)見表3。表3機組能效比某一時刻瞬時值數(shù)據(jù)表機組編號輸入功率kW冷凍水溫差冷凍水流量m3/h冷量kW負載率能效比1 #3383.7295127281.1 %3.762 #3573.9292132684.5 %3.72公共設(shè)計標(biāo)準 GB 50189-2005中規(guī)定，制冷量大于1163kW的水冷式離心冷水機組的COP值不應(yīng)低于5.10。所測試的1、2號機組均遠小于該標(biāo)準的要求。3.3.4室內(nèi)環(huán)境評價空調(diào)系統(tǒng)運行狀態(tài)下，商場室內(nèi)平均溫度25.7 C,平均濕度62.1%。二氧化碳平均濃度為501ppm。依據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準 GB/T 18883-2002中關(guān)于室內(nèi)環(huán)境的規(guī)定，夏季空調(diào)

18、室內(nèi)溫 度在22 C -28 C,濕度在60%-80%，二氧化碳濃度1000ppm。勸業(yè)場實測值均在該標(biāo)準的規(guī)定的 范圍內(nèi)。4潛力分析4.1空調(diào)系統(tǒng)運行提高冷凍水的設(shè)定溫度，以提高制冷機的制冷效率?，F(xiàn)有運行狀態(tài)下冷凍水出水溫度一般維 持在5C左右，甚至更低，設(shè)計工況出水溫度為7 C。按照每提高一攝氏度冷凍水出口溫度，制冷機能效比提高 3%來計算，能量利用效率將提高6%左右，每年單位面積節(jié)約的耗電量約為1.4kWh/m2。提高冷凍水的溫差， 以降低同樣輸岀冷量下冷水的流量，降低水泵耗電量。 現(xiàn)有狀態(tài)下冷水溫差維持在3.9 C，若提高到設(shè)計冷水溫差在 5C,則流量可相應(yīng)降低 20%，水泵的功率可減少 48%左右。機組運行策略需要改善，機組負載根據(jù)設(shè)定的冷凍水岀口水溫進行調(diào)節(jié)是合理的，但是冷凍水泵的聯(lián)合運行存在不合理之處。1、2號機組開啟，4號機組并未開啟的情況下，卻需要 4號水泵運行，增加了水泵運行能耗，