公共建筑空調(diào)系統(tǒng)運行能效及運行監(jiān)測參數(shù)初探

1、公共建筑空調(diào)系統(tǒng)運行能效及運行監(jiān)測參數(shù)初探重慶大學(xué)  閔曉丹，付祥釗，肖益民 重慶市建筑技術(shù)發(fā)展中心 姜涵摘 要：空調(diào)系統(tǒng)運行能效比對于判定空調(diào)系統(tǒng)是否節(jié)能運行十分重要。本文通過對5個工程運行管理和運行記錄的調(diào)查分析，從計算空調(diào)系統(tǒng)運行能效比的角度出發(fā)，分別提出冷水機組燃氣鍋爐，直燃機，水環(huán)熱泵三種空調(diào)系統(tǒng)重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測參數(shù)和記錄頻率，并將實際工程參數(shù)的記錄情況與之比較，發(fā)現(xiàn)實際工程運行記錄和運行管理中存在的一些問題，提出一些意見和需要注意的問題，為健全企業(yè)運行記錄管理提供參考。關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)運行能效比 運行記錄 運行管理0 引言空調(diào)系統(tǒng)能效比是判斷空調(diào)工程是否節(jié)能的重要

2、指標?？照{(diào)系統(tǒng)能效比包括設(shè)計能效比和運行能效比。其中設(shè)計能效比用于規(guī)范設(shè)計節(jié)能，是判斷設(shè)計階段空調(diào)系統(tǒng)是否節(jié)能的重要依據(jù)，重慶市對其限值已有相關(guān)規(guī)定；運行能效比是指運行過程中空調(diào)系統(tǒng)實際供冷/熱量與空調(diào)設(shè)備實際耗電量的比值，對于判斷在實際運行過程中，空調(diào)系統(tǒng)是否節(jié)能具有十分重要的意義。在計算運行能效比時，空調(diào)系統(tǒng)的運行記錄是一個最基礎(chǔ)的資料，作者通過對5個空調(diào)工程運行管理和運行記錄的調(diào)查分析，從計算運行能效比的角度提出空調(diào)系統(tǒng)運行的必要監(jiān)測參數(shù)，發(fā)現(xiàn)運行記錄和管理中存在的一些問題，提出一些完備建議。1 空調(diào)系統(tǒng)運行能效比SEER的計算方法1.1 整個空調(diào)系統(tǒng)運行能效比SEER空調(diào)系統(tǒng)運行能效比

3、SEER =單位時間內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的實際供冷（熱）量Q / 此單位時間內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)所有設(shè)備的耗電量總和N注：1）其中Q的計算方法：根據(jù)公式Q=Cp ×m×t式中：Cp 水的定壓比熱 m 水的質(zhì)量（=水的密度×流量×時間），kgt 冷凍水/熱水進出口溫差（=出口溫度-進口溫度），2）N包括用電設(shè)備的耗電量和非用電耗能設(shè)備所耗燃料的折算電量。1.2 子系統(tǒng)運行能效比SEERi子系統(tǒng)運行能效比SEERi=單位時間內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的實際供冷（熱）量Q /此單位時間內(nèi)，子系統(tǒng)i的耗電量總和Ni (i=1，2，3) 注：1)子系統(tǒng)包括冷熱源系統(tǒng)（冷熱源主機和冷卻水系統(tǒng)）、水系

4、統(tǒng)、風系統(tǒng) 2)Ni包括用電設(shè)備的耗電量和非用電耗能設(shè)備所耗燃料的折算電量。2 各類空調(diào)系統(tǒng)運行記錄調(diào)查分析 此次調(diào)查了5個工程，系統(tǒng)形式有三類：冷水機組燃氣鍋爐，直燃機，水環(huán)熱泵。以下就根據(jù)系統(tǒng)形式分別討論。2.1 冷水機組燃氣鍋爐2.1.1 重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測內(nèi)容 為了計算出空調(diào)系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)的運行能效比，重點用能設(shè)備必須的運行監(jiān)測內(nèi)容如表1所示。 表1 重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測內(nèi)容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算實際供冷量Q冷凍水供水溫度12小時1次冷凍水回水溫度冷凍水流量計算實際供熱量Q鍋爐供水溫度12小時1次鍋爐回水溫度熱水流量計算冷源子系統(tǒng)N1冷水機組：電流表讀數(shù)或者電流百

5、分比12小時1次冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)）計算熱源子系統(tǒng)N1天然氣表讀數(shù)12小時1次計算水系統(tǒng)N2冷凍水泵/熱水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率12小時1次計算風系統(tǒng)N3空調(diào)箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù)12小時1次注：該表格參數(shù)擬訂的前提是各個子系統(tǒng)沒有分項計量。如果各個子系統(tǒng)有分項計量，那么計算各個子系統(tǒng)耗電量時，每隔12小時記錄一次電表讀數(shù)即可。 2.1.2 實

6、際工程空調(diào)運行記錄調(diào)查分析2個工程的空調(diào)機組運行記錄表頭見表2，表3。表2：A酒店空調(diào)機組運行記錄表頭水冷空調(diào)機組運行巡查記錄表記錄時間環(huán)境溫度1機組2機組冷凍水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)記錄人員注：每兩小時記錄一次高壓MPa低壓MPa高壓MPa低壓MPa壓縮機蒸發(fā)器冷凍水泵工作狀態(tài)壓縮機冷凝器冷卻水泵工作狀態(tài)冷卻塔水位風機工作狀態(tài)進水水溫進水壓力MPa出水水溫出口壓力MPa進水水溫進水壓力MPa出水溫度出口壓力MPa表3：B辦公大樓空調(diào)機組運行記錄表頭空調(diào)機組運行記錄機組號記錄時間（每小時記錄一次）冷熱水進出口溫度冷熱水進出口壓力MPa冷卻水進出口溫度冷卻水進出口壓力MPa蒸發(fā)溫度冷凝溫度電流%油壓差油

7、溫油位冷熱水泵啟動臺數(shù)/機號冷卻水泵啟動臺數(shù)/機號冷卻塔啟動臺數(shù)/機號記錄人實際記錄的參數(shù)如下表所示,其中為記錄了的參數(shù), ×為未記錄的參數(shù)。表4 實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)A酒店B大樓冷凍水供水溫度冷凍水回水溫度冷凍水流量××鍋爐供水溫度××鍋爐回水溫度××熱水流量××冷水機組：電流表讀數(shù)或者電流百分比×冷卻水泵： 定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)

8、）天然氣表讀數(shù)×冷凍水泵/熱水泵:定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率空調(diào)箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù) ××2.2 直燃機2.2.1 重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測內(nèi)容直燃機的能耗包括用電和用氣兩個部分，需要監(jiān)測的內(nèi)容和冷水機組燃氣鍋爐形式基本一樣，只是在冷熱源子系統(tǒng)N1上稍有不同，如表4所示。其余參數(shù)均與表1相同。表5 冷熱源子系統(tǒng)N1必要監(jiān)測內(nèi)容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算冷源子系統(tǒng)N1直燃機：1）電流表讀數(shù)或者電流百分比 2）燃氣耗氣量12小時1次冷卻水泵： 定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表

9、讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)）計算熱源子系統(tǒng)N1直燃機：1）電流表讀數(shù)或者電流百分比 2）燃氣耗氣量12小時1次2.2.3 實際工程空調(diào)運行記錄調(diào)查分析2個工程的空調(diào)機組運行記錄表頭見表6，表7。表6：C大樓空調(diào)機組運行記錄表頭遠大直燃機運行記錄溫度液位頻率Hz本班情況記錄冷熱水入口冷熱水出口冷卻水入口冷卻水出口高發(fā)排氣高發(fā)冷劑溶液泵冷劑泵壓力MPa電流A能耗冷熱水入口冷熱水出口冷卻水入口冷卻水出口天然氣1號冷溫水泵2號冷溫水泵1號冷卻水泵2號冷卻水泵天然氣(Nm3)電能(KWh)自來水

10、(Nm3)表7：D大樓空調(diào)機組運行記錄表頭直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組運轉(zhuǎn)記錄表時間大氣蒸發(fā)器吸收器冷凝器壓力MPa溫度冷水熱水冷劑水冷卻水進口溫度冷卻水出口溫度冷卻水流量(m3/h)高發(fā)溶液溫度冷卻水出口溫度冷凝溫度熱負荷(kw)進口溫度出口溫度流量(m3/h)制冷量(kw)進口溫度出口溫度流量(m3/h)采暖量(kw)蒸發(fā)溫度冷劑水比重高壓發(fā)生器低壓發(fā)生器高溫熱交換器低溫熱交換器熔晶管溫度燃料消耗量(Nm3)排煙溫度高發(fā)壓力MPa冷劑蒸汽進口溫度冷劑水出口溫度稀溶液進口溫度稀溶液出口溫度中間溶液進口溫度中間溶液出口溫度中間溶液濃度%稀溶液進口溫度稀溶液出口溫度稀溶液濃度濃溶液進口溫度濃溶液

11、出口溫度濃溶液濃度%實際記錄的參數(shù)如下表所示,其中為記錄了的參數(shù), ×為未記錄的參數(shù)。表8：實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)C大樓D大樓冷凍水供水溫度冷凍水回水溫度冷凍水流量××熱水供水溫度熱水回水溫度熱水流量××直燃機1）電流表讀數(shù)或者電流百分比-×2）燃氣耗氣量-×冷卻水泵： 定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率 -冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)）-冷凍水泵/熱水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀

12、數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率-空調(diào)箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù)-×注：C大樓各個子系統(tǒng)有分項記錄，子系統(tǒng)各個部分耗電量均有單獨電表記錄。2.3 水環(huán)熱泵2.3.1 重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測內(nèi)容水環(huán)熱泵是一種比較特殊的系統(tǒng)，它只有冷熱源系統(tǒng)和風系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。水環(huán)熱泵的主機分散在各個空調(diào)房間的，沒有冷凍水系統(tǒng)，只有冷卻水系統(tǒng)，因此在計算實際供冷量Q時，采用冷卻水進出口溫差代替冷凍水進出口溫差.表9 重點用能設(shè)備必要運行監(jiān)測內(nèi)容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算實際供冷量Q冷卻水供水溫度12小時1次冷卻水回水溫度冷卻水流量計算實際供熱量Q熱水供水溫度12小時1次熱水回水溫度

13、熱水流量計算冷源子系統(tǒng)N1主機：末端壓縮機耗電量12小時1次冷卻水泵： 定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)）計算熱源子系統(tǒng)N1主機：末端壓縮機耗電量12小時1次鍋爐部分：天然氣表讀數(shù)計算風系統(tǒng)N2末端風機耗電量12小時1次2.3.3 實際工程空調(diào)運行記錄調(diào)查分析此工程的空調(diào)機組運行記錄表頭見表10，表11。表10：F商鋪空調(diào)機組運行記錄表頭(夏季)空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)運行記錄時間環(huán)境溫度電壓V電流(A)電流(A)總電流(A)LG號泵1A號泵2A號泵3

14、A號泵4A號泵頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz) 冷卻水頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz)冷卻水出溫出壓MPa出溫出壓MPa出溫出壓MPa出溫出壓MPa出溫出壓MPa表11：F商鋪空調(diào)機組運行記錄表頭(冬季)空調(diào)制熱循環(huán)水系統(tǒng)運行記錄時間環(huán)境溫度電壓(A)總電流(A)1號泵2號泵3號泵氣表號（1）(Nm3)氣表號（2）(Nm3)氣表號（3）(Nm3)頻率(Hz)加熱水頻率(Hz)加熱水頻率(Hz)加熱水出溫進溫出壓MPa出溫進溫出壓MPa出溫進溫出壓MPa實際記錄的參數(shù)如下表所示,其中為記錄了的參數(shù), ×為未記錄的參數(shù)。表12：實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)F大樓冷卻水供水溫度冷

15、卻水回水溫度×冷卻水流量×熱水供水溫度熱水回水溫度熱水流量×主機：末端壓縮機耗電量×冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率 冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù)） 鍋爐部分：天然氣表讀數(shù)末端風機耗電量×3 結(jié)論:3.1 關(guān)于分項計量：（1）從計算系統(tǒng)運行能效角度，分項計量是否有必要：從冷水機組+燃氣鍋爐，直燃機兩種系統(tǒng)形式來看，因為末端風系統(tǒng)比較分散，開停時間和狀態(tài)比較隨機，其分項計量是很有必要的，而其他兩個子系統(tǒng)只要做好相關(guān)的

16、運行記錄，是可以比較精確的計算其能效情況的，分項計量是沒有必要的。水環(huán)熱泵系統(tǒng)形式比較特殊，其關(guān)鍵性問題是末端主機分散，在一般情況下，末端主機壓縮機和風機的耗電量沒有單獨分開計量，因此分項計量對于計算水環(huán)熱泵子系統(tǒng)能效比來說，是相當重要的。（2）分項計量的電表安裝位置是否集中對于記錄工作的可行性和方便性是非常重要的。如C大樓中直燃機，冷卻水泵，冷卻塔，冷凍水泵，熱水泵電表,天然氣表的安裝位置集中，因此記錄頻率為一天一次，而末端電表分布在各樓層，因此記錄頻率為一個月一次。3.2 關(guān)于記錄參數(shù)：（1）一般情況下，流量要通過特定的儀器進行測量，從機房現(xiàn)場無法直接讀出，因此運行記錄中一般不會有記錄，所

17、以流量只有通過簡單的實際測量得出。因此冷凍水泵/熱水泵的逐時運行臺數(shù)記錄是必要的。如果是變頻泵還需要記錄逐時水泵頻率。（2）一般情況下，冷凍水/熱水進出口水溫均有記錄。需要注意的一點是，在調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)有大部分鍋爐都有電子表讀數(shù)，有部分鍋爐的電子表讀數(shù)中用爐水溫度代替了出水溫度，但是如果爐水不直接參加供熱循環(huán)的情況下，爐水溫度不是出水溫度，二者的差別是相當大的，因此在此種情況下，記錄的時候不能只是記錄鍋爐電子表上的進水溫度和爐水溫度，也應(yīng)該記錄盤式溫度計上的鍋爐進出口水溫讀數(shù)。3.3 關(guān)于運行管理：調(diào)查分析表明，在計算空調(diào)系統(tǒng)能效比的過程中，各類運行記錄當中存在各種各樣的問題，導(dǎo)致計算存在困難，主要問題有兩個個方面：一是系統(tǒng)本身的計量條件有限，無法進行計量；二是系統(tǒng)本身有計量條件，但是管理工作人員并沒有認識到一些記錄參