大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行管理1

大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運轉(zhuǎn)管理XXX，博士，副教授清華大學(xué)建筑節(jié)能研討中心2021年7月一、節(jié)能運轉(zhuǎn)管理：用數(shù)聽說話各類公共建筑分項能耗數(shù)據(jù)規(guī)范值注1：以上單位面積能耗數(shù)值均為：建筑年總能耗耗/〔建筑面積-車庫面積〕注2：普通采用樣本的統(tǒng)計平均值+1倍方差作為規(guī)范值；部分規(guī)范值計算得到引自：北京市規(guī)范<DBJ/T11–6XX-2021公共建筑節(jié)能檢測評價>〔送審稿〕分項計量系統(tǒng)簡介分項能耗數(shù)據(jù)運用原始能耗數(shù)據(jù)采集/遠傳/存儲分項能耗拆分計算運用案例：發(fā)現(xiàn)AHU的管理破綻從6.12到9.30，節(jié)省了64,000kWh(24%)空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率目的體系全年累計工況WTFchw=30典型工況WTFchw=35全年累計工況WTFchw=25典型工況WTFchw=30引自：國家規(guī)范<GBT17981-2007空氣調(diào)理系統(tǒng)經(jīng)濟運轉(zhuǎn)>運用案E：空調(diào)系統(tǒng)冷站節(jié)能診斷北京市6座大型公共建筑冷站年能耗目的對比〔單位：kWh/m2.a〕ZLCFCYMYMZ22.310.57.211.69.7ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3COP值在不同時段的差別很大建筑CY的冷機COP偏低國標限值三臺同型冷機，1號、2號出現(xiàn)異常，只需3號冷機正常運轉(zhuǎn)建筑MY的冷機COP偏低8月份COP值明顯低于7月份國標限值建筑MY的COP隨冷負荷而下降MY冷機COP偏低的緣由：負載率偏低8月負載率明顯低于7月，所以效率較低大冷機負載率分布在20%~80%的范圍，平均值偏低ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3建筑ZL的WTFcw偏低深化節(jié)能診斷闡明，緣由是冷卻泵選型偏大國標限值ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3多個建筑的WTFchw目的偏低深化節(jié)能診斷之后的解釋：ZL：一次冷凍泵選型偏大CF：二次冷凍泵選型偏大CY：不合理旁通國標限值小結(jié)分項能耗數(shù)據(jù)在公共建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運轉(zhuǎn)管理中有著重要的意義，目前亟須建立起一個數(shù)據(jù)可靠、樣本數(shù)量較多的數(shù)據(jù)庫在分項計量的根底上，以能耗目的為根底的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能診斷方法將大大提高節(jié)能診斷的效率，降低“專家〞門檻節(jié)能運轉(zhuǎn)管理的評價：用數(shù)聽說話二、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運轉(zhuǎn)管理的幾個詳細問題北京大型公共建筑能耗比例商場政府辦公樓空調(diào)系統(tǒng)26％照明27％電梯8％電腦29％開水器10％賓館寫字樓空調(diào)系統(tǒng)能耗分析——風(fēng)機與水泵商場酒店寫字樓政府辦公樓冷凍冷卻泵11.1%冷凍冷卻采暖泵25.9%冷凍冷卻采暖泵23.4%一、冷水機組的節(jié)能運轉(zhuǎn)要留意冷機臺數(shù)控制的優(yōu)化組合裝機容量：大型離心式冷水機組3×1758kW最大運轉(zhuǎn)臺數(shù)：一臺負荷率：一臺，90%時間負荷率<70%【案例1】某39600m3政府辦公樓2005年夏季，冷水機組運轉(zhuǎn)電耗達18.1萬kWh假設(shè)冷機維持COP＝5.5，那么可節(jié)電4.1萬kWh，節(jié)能率到達22%離心式冷凍機COP隨負荷變化規(guī)律離心式冷機能效比COP隨冷機負荷的減小而迅速下降，導(dǎo)致制冷效率降低合理的冷機、水泵群控戰(zhàn)略某28258平米辦公樓，3臺500冷噸的離心機組和1臺100冷噸的螺桿機組任務(wù)日兩臺離心式冷機同時運轉(zhuǎn)，單臺負載率約50％，COP4.5單臺冷機運轉(zhuǎn)合理的冷機、水泵開啟臺數(shù)部分負荷時，2離心機1離心機可滿足制冷量要求COP由4.5提升至5.5左右，冷機功率降低70kW減少水泵開啟：冷凍泵、冷卻泵功率減少90kW尖峰負荷時，2離心機1離心機＋1螺桿機可滿足制冷量要求COP由4.5提升至5.5左右，冷機功率降低70kW減少水泵開啟：冷凍泵、冷卻泵供冷減少70kW

一樣型號的冷機性能也不盡一樣，需求選擇性能更好的冷機優(yōu)化運轉(zhuǎn)TD3:冷凝器傳熱TD2:冷卻水流量/水泵電耗TD1:冷卻塔效率/風(fēng)機電耗冷凝器換熱性能有好有差！臺數(shù)調(diào)理冷卻塔水管上的電磁閥多數(shù)失靈冷卻塔多安裝在樓頂，手動調(diào)理太困難多臺塔之間沒有連通管，“倒塔〞時冷卻塔溢水消除旁通，調(diào)勻水量，風(fēng)機變頻根據(jù)回水溫度調(diào)理節(jié)省冷卻塔風(fēng)扇電耗經(jīng)過降低冷卻水溫度，進一步提高冷機的COP冷卻塔部分負荷時的調(diào)理冷卻塔不合理旁通多臺冷卻塔并聯(lián)時，往往根據(jù)負荷變化情況調(diào)理風(fēng)扇開啟數(shù)量只開啟部分冷卻塔的風(fēng)扇時，沒有相應(yīng)調(diào)理冷卻水的分配大量未經(jīng)風(fēng)扇冷卻的水與冷卻過的混合后送回冷站，回水溫度高極大降低冷卻塔的效率冷卻塔旁通旁通表示圖冷卻塔布水不均勻某樓冷卻塔共3臺，布水不勻，效率偏低調(diào)理后，大幅度改善34%46%20%36%30%34%測試方法冷卻塔優(yōu)化運轉(zhuǎn)實踐驗證冷卻塔最優(yōu)運轉(zhuǎn)戰(zhàn)略：風(fēng)機全部開啟+同時變頻，充分利用冷卻塔換熱面積制冷季冷機省電：20kW×10h/day×90day=18000度小結(jié)：冷水機組的節(jié)能運轉(zhuǎn)管理提高冷機負荷率：高負荷率，高COP把冷卻側(cè)運轉(zhuǎn)優(yōu)化到最正確形狀，為冷機運轉(zhuǎn)提供最好的外部環(huán)境二、冷凍水系統(tǒng)節(jié)能運轉(zhuǎn)研討熱點問題“大流量、小溫差〞問題冷凍水泵運轉(zhuǎn)研討一次泵冷機旁通二次泵旁通惡性循環(huán)實例來源：在京中央國家機關(guān)辦公建筑節(jié)能改造上海某高層建筑空調(diào)系統(tǒng)實測香港某商場空調(diào)系統(tǒng)實測杜絕冷機不合理旁通多臺冷機并聯(lián)而單臺運轉(zhuǎn)時，一些應(yīng)封鎖的閥門處于開啟形狀，使不任務(wù)的冷機也有水旁通經(jīng)過任務(wù)冷機的流量只需額定流量的50%，冷機任務(wù)情況惡化，COP從5下降到3，使得冷機電耗的30%白白浪費冷機旁通表示圖為保證任務(wù)冷機的流量不至于太低，開啟不該開的冷凍水泵和冷卻水泵，使得水泵電耗添加一倍更有甚者，無法調(diào)理只能旁通某醫(yī)院新建門診大樓，夏季最熱時只開4臺冷機，但總共并聯(lián)安裝11臺冷機冷機出入口水管上沒有閥門，不任務(wù)時也旁通水量，無法調(diào)理10個月空調(diào)和供暖期中，不論天氣冷暖，每天必需24小時開啟兩臺冷凍循環(huán)泵才干正常運轉(zhuǎn)水泵電耗高達47.5萬度，浪費宏大2005年夏季測試中，中央國家機關(guān)六座大樓中五座都有冷機旁通、多開水泵的景象北京市政府機構(gòu)辦公樓中也存在類似景象經(jīng)過封鎖旁通閥、封鎖不該開啟的水泵，上述五座建筑每年可節(jié)電75.5萬度單位ABCDEF冷機旁通是是是是否是多開水泵功率(kW)冷凍泵4834.966.420.7-33冷卻泵5035.757.120.7--關(guān)閉旁通和多余水泵的節(jié)電量(萬kWh)23.528.4714.84.97-23.76關(guān)旁通、關(guān)水泵就節(jié)能設(shè)計時就思索到這一點冷機、水泵以及水冷機前后的閥門聯(lián)動平經(jīng)常閉水泵揚程和流量過大普遍景象水泵實踐流量超越設(shè)計20～30%，實踐揚程低于設(shè)計緣由水泵設(shè)計揚程應(yīng)相應(yīng)減小但盲目添加平安余量導(dǎo)致相反方向危害呵斥水泵性能與管路實踐阻力情況不匹配導(dǎo)致水泵長期在低效率點任務(wù)，電流和能耗超標、甚至有燒毀電機的危險水泵效率實測結(jié)果實測六座政府機構(gòu)公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)36臺冷凍泵、冷卻泵效率，最高效率為0.65，最低效率僅為0.36六座政府辦公樓空調(diào)系統(tǒng)水泵現(xiàn)每年夏天耗電.7萬度提高泵效到達國家建筑節(jié)能規(guī)范規(guī)定的能效限值可節(jié)電39.4萬度，節(jié)能率到達28%如何提高水泵效率？變頻、切削葉輪還是換泵？變頻：不能改動效率單臺變頻其他不變：性能曲線不同的泵不能并聯(lián)切削葉輪：流量下降，但效率下降得更厲害換泵：根據(jù)實測結(jié)果選擇水泵流量和揚程冷凍泵變頻實測某建筑冷凍水流量偏大加裝變頻器，手動控制在40Hz冷凍泵變頻節(jié)電效果假設(shè)進一步控制頻率為36Hz年節(jié)電1.2萬度換泵取消多余的閥門，降低揚程實測六座政府機構(gòu)公共建筑空調(diào)冷凍水系統(tǒng)各部分壓降樓內(nèi)和冷凍機房管路上多余的閥門，導(dǎo)致水泵必需提高揚程以抑制系統(tǒng)阻力