中央空调系统节能运行管理

1、中央空调系统节能运行管理摘要 中央空调系统在北京大型公共建筑中的能耗占比达到37%左右，而当前中央空调系统在运行管理中存在诸多问题，导致空调效果不理想、运行成本高、事故和故障率多、设备使用寿命短、系统运行不正常。本文首先结合佳城广场大厦的实例，论述了在满足舒适性条件下提高冷水机组出水温度，可以降低单位压缩功，提高冷水机组制冷系数，降低能源费支出；其次论述了蒸发器旁通、冷凝器旁通浪费能源的原因及正确运行的操作方法。之后论述了空气中尘土、污物、细菌形成的生物粘泥会堵塞冷却泵过滤器、冷凝器过滤器和冷凝器本身，并指出了定期清洗过滤器的意义；第三方面论述了冷却塔运行管理的三个方面：避免冷却塔旁通对节能的

2、意义，冷却塔运行状态检查，冷却塔的维护保养内容；最后论述楼控技术在中央空调系统中的应用：分季节、分时段启停空调机组和新风机组，并注意利用室外自然冷源，夏季期间利用早晨室外空气新鲜和温度低的特点，提前向大厦内送新风。根据大厦与租户签定的租赁合同按时启停楼层空调供水干管的电动阀。关键词 温度 旁通 冷却塔 楼控0 引言据统计，中央空调系统在北京大型公共建筑能耗占比为37%左右，如下图。本人自1996年从事物业工程工作，多年的工作实践让我深感目前中央空调系统在运行管理方面存在很多问题，诸如：领导不重视、工作不负责、管理无制度、操作无规程、人员不专业、运行不调节、上岗不培训、使用不维护，致使中央空调效

3、果不理想、运行成本高、事故和故障率多、设备使用寿命短、系统运行不正常。为响应国家“节能减排，建设节约型社会”的号召，减少企业能源费支出，积我多年来的工作实践，谈谈中央空调系统的节能运行管理。 1 冷冻水系统操作1.1 冷冻水出水温度设置空调设备与系统节能控制指出：供暖时每降低1，节能5%-10%；供冷时每降低1，节能10%-20%。也就是说供冷时冷冻水出水温度设置越高，单位压缩功就越低，冷水机组的制冷系数就越高。冷冻水供水温度每提高1，冷机的制冷系数可提高3%。所以在日常运行中不能随意降低冷冻水出水温度。冷水机组常规设计供回水温度为7和12，也就是说出水温度最低可设置为7。北京地区夏季6-8月

4、份室外温度、湿度均很高，大厦的冷负荷也最高，此时根据冷机负荷率可以将冷冻水出水温度设置为7。对于有内区空调的大厦来说，春秋换热季和冬季采暖季，冷负荷明显降低，如再将机组出水温度设置为7，就是明显浪费了。此时应将冷冻水出水温度适当上调，如调整至8、9、10。物业员工普遍理论水平低，大多数人没有深入了解理论知识，每天都是一个模式的抄表、值班，形成了很大的浪费。应该分季节、分时段的调整冷冻水出水温度。比如我所在的某大厦大厦建筑面积14万m2，冷水机房设置有5台特灵750RT离心式冷水机组。大厦空调分内外区。内区全年24小时供冷，为楼内宝马、索尼等世界500强公司的IT机房提供冷源。外区夏季制冷，冬季

5、采暖，作为写字楼办公使用。在保证办公区空调舒适性和租户IT机房空调效果的前提下，我调整了冷机的运行模式，夏季仅在周一至周五8:00-20:00将冷水机组出水温度设置为7，而20:00-8:00、周六日、节假日将冷水机组出水温度设置为9，春秋换季和冬季采暖期间也将供水温度设置为9-10。经计算，2011年与2010年某大厦空调能耗费同比下降了7.3 %。1.2 蒸发器的运行旁通问题冷机实际运行中，囿于空调值班工的技术水平和习惯，很多大厦的冷水机组在运行中蒸发器存在旁现象。以某大厦冷水机组运行为例，夏季多轮流使用1#、2#、3#冷水机组，如开启1#冷机时，2#和3#冷机的蒸发器阀门未关闭，则一次泵

6、做功的冷冻水分别流经1#、2#、3#泵的蒸发器，因此一次泵冷冻水会分流。为满足蒸发器最小流量要求，所以至少开启两台一次泵。同时，此种运行方式会使三台蒸发器出水干管的混合点温度升高，导致给用户的空调水温度高，租户投诉空调效果不好。正确的做法是开机前关闭不需要开启冷机的蒸发器阀门，避免串水。简图如下：2 冷却水系统操作冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度每上升1，冷机的COP下降近4%。冷却水系统的日常运行管理包括如下内容。2.1 冷凝器的运行旁通问题冷凝器旁通会分流冷却水，以上图为例，1#冷机运行，如仅开启1#冷却泵，则流经2#和3#冷机的冷却水未作功，而流经1#冷机的水流量减

7、少，使1#冷机的冷凝温度和冷凝压力上升，严重的会引起离心式冷水机组喘振。冷却水进水温度高容易引起值班人员的误判断，从而开启2#和3#冷却泵，并增加开启冷却塔风机的数量，造成耗电量增加。正确的做法是开机前关闭不需要开启冷机的冷凝器阀门，避免串水。2.2 定期清洁冷却泵过滤器、冷凝器过滤器由于冷却水系统属于开式系统，开式系统的管路与大气相通，空气中的污染物、尘土、杂物、细菌等易进入，使微生物繁殖，形成生物污泥，水蒸气蒸发使水中的钙镁离子沉积形成水垢。生物粘泥、水垢、杂物都有可能在冷却泵过滤器、冷凝器过滤器堆积，从而影响冷却水流量，降低冷却效果，所以应定期清洁过滤器。2.3 定期清洁冷凝器原因同上。

8、但实际运行工况下，冷却水循环中会产生水垢，水垢是由硬度垢、锈垢、泥垢、菌藻垢等组成的复合垢。加之冷凝器内铜管较细，容易被水垢堵塞。水垢1mm，将增加10的能耗。所以应由专业厂家做好空调水处理，定期清洁冷凝器。某单位冷凝器堵塞和清洗后图片如下：冷凝器清洗前图片 冷凝器清洗后图片3 冷却塔的运行管理冷却塔是中央空调系统的重要组成部分，冷却塔运行管理的好坏和冷却水温度有直接关系，冷却水温度越低，冷凝压力就越低，冷机的能耗就越小，冷机的制冷系数就越高。冷却塔日常运行管理包括如下内容。3.1 避免冷却塔旁通多台冷却塔并联时，值班工会根据负荷变化情况加减冷却塔开启风扇的数量，但很多大厦存在着冷却塔旁通现象

9、。仍以上例运行模式为例，如图：冷却塔旁通会使2#和3#未经风扇冷却的水与经过1#冷却塔风扇冷却的水混合，使混合水温升高，也就使进入冷凝器的进水温度升高。为了降低冷凝压力和冷凝温度，有的值班工会开启2#和3#冷却泵，或再开启2#和3#冷却塔风扇，加大了耗电量。正确的做法是，关闭不开风机的冷却塔进、出水阀门，防止串水。3.2冷却塔运行状况检查检查冷却塔风机运转是否正常，如是皮带传动，皮带是否有丢转现象；风机叶片旋转方向是否正确，应能保证气流从塔下部百叶窗进入塔内与水进行逆向换热；布水器是否正常运转，有无填料或杂物堵塞；轴承有无损坏，变速器有无损坏；布水盘孔眼有无堵塞，是否需要清理；冷却塔回水阀门、

10、回水电动阀是否打开；冷却塔填料是否结垢、老化，填料老化后脱落的碎片极有可能堵塞回水口。3.3 冷却塔的维护保养物业公司应定期做好冷却塔的维护保养工作，如定期检查冷却塔皮带的松紧度；定期给变速箱、供回水阀门加油；冷却塔定期除垢；由于北京冬夏季温差大，冬季不使用冷却塔时应该给冷却塔罩上塔衣，从而延长冷却塔填料的使用寿命；对于冬季使用的冷却塔，需在室外冷却水进出水管道上加设电伴热，在冷却塔塔盘内加设电热管防冻。4 楼控技术应用楼宇自控系统控制对象包括空调系统、冷热源、给排水系统、送排风系统、电梯监控系统、照明系统、电力监控系统，空调系统的能耗在整个建筑能耗中的占比达到50-60%之间，是楼控系统的主

11、要控制对象。楼控的运行管理主要包括以下方面。4.1按时启停空调机组和新风机组高层建筑大多设计为风机盘管+新风系统，空调机组和新风机组是大厦空调系统的重要组成部分，写字楼空调机组和新风机组在中央空调系统总能耗中占比45%左右。如图：随着大厦体量的增加，大厦的空调机组和新风机组少则几十台，多则上百台。如果靠人工控制，不要说调节，就是每天的开关机工作都不能正常完成。但是楼宇自控系统中即使最简单的自动启停控制，也可以极大的节省空调能耗。但应该注意的是楼控时间应该分季节、分时段启停。比如根据北京地区的气候特点，佳城广场的空调机组和新风机组的启停时间原则上是按照如下方式设置的：根据与楼内租户的租赁合同，在

12、每年的5月1日-9月30日周一至周五的8:00-20:00开启空调机组，考虑到夏季室外温度高，新风焓值高，在保证卫生和IAQ（室内空气品质）的前提下，尽量将新风量比例调至最低，大约为送风量的10%-15%。考虑到夏季早晨室外气温低，空气新鲜而室内气温较高的特点，佳城广场在5:00-5:30提前开启新风，利用室外空气提前冷却室内温度，降低大厦冷负荷，同时置换大厦内污浊的空气。此时又是谷段电价，性价比高。而每年的11月15日-次年的3月15日为冬季采暖季，为防冻需要，全天24小时供热。但周一至周五的8:00-11:00、15:00-20:00楼控设置新风量比例为送风量的10%-15%，而11:00

13、-15:00适当加大新风比例，目的是提高室内空气品质，保证租户身体健康。需要说明是水阀和新风阀应定期检查、校正和调零。不管楼控信号是0-10v的电压还是4-20mA的电流，当电压处于0v或4mA时，水阀和新风阀都应该处于关闭状态，否则楼控设置和水阀、风阀执行器的开度会有误差，严重时冬季会冻坏空调机组和新风机组的表冷器。4.2 按时启停楼层风机盘管供水干管的电动阀如前所述，写字楼租赁合同大多约定有空调供应时间，也就是按照租赁合同约定的空调时间，利用楼控技术按时启停楼层空调干管的电动阀。如是，可减少不必要的能源费支出，如有加班的租户，还可加收空调延时费。4.3 水泵、风机的变频近年来变频技术在中央空调系统中广泛应用，佳城广场空调冷冻水系统为二次泵变频，楼控DDC根据回水温度与设定值相比较，当回水温度高时，增加二次泵频率。反