大型公共建筑中央空调系统节能运行管理1

大型公共建筑中央空调系统节能运转管理XXX，博士，副教授清华大学建筑节能研讨中心2021年7月一、节能运转管理：用数听说话各类公共建筑分项能耗数据规范值注1：以上单位面积能耗数值均为：建筑年总能耗耗/〔建筑面积-车库面积〕注2：普通采用样本的统计平均值+1倍方差作为规范值；部分规范值计算得到引自：北京市规范<DBJ/T11–6XX-2021公共建筑节能检测评价>〔送审稿〕分项计量系统简介分项能耗数据运用原始能耗数据采集/远传/存储分项能耗拆分计算运用案例：发现AHU的管理破绽从6.12到9.30，节省了64,000kWh(24%)空调系统运转效率目的体系全年累计工况WTFchw=30典型工况WTFchw=35全年累计工况WTFchw=25典型工况WTFchw=30引自：国家规范<GBT17981-2007空气调理系统经济运转>运用案E：空调系统冷站节能诊断北京市6座大型公共建筑冷站年能耗目的对比〔单位：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值在不同时段的差别很大建筑CY的冷机COP偏低国标限值三台同型冷机，1号、2号出现异常，只需3号冷机正常运转建筑MY的冷机COP偏低8月份COP值明显低于7月份国标限值建筑MY的COP随冷负荷而下降MY冷机COP偏低的缘由：负载率偏低8月负载率明显低于7月，所以效率较低大冷机负载率分布在20%~80%的范围，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偏低深化节能诊断阐明，缘由是冷却泵选型偏大国标限值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多个建筑的WTFchw目的偏低深化节能诊断之后的解释：ZL：一次冷冻泵选型偏大CF：二次冷冻泵选型偏大CY：不合理旁通国标限值小结分项能耗数据在公共建筑空调系统节能运转管理中有着重要的意义，目前亟须建立起一个数据可靠、样本数量较多的数据库在分项计量的根底上，以能耗目的为根底的空调系统节能诊断方法将大大提高节能诊断的效率，降低“专家〞门槛节能运转管理的评价：用数听说话二、中央空调系统节能运转管理的几个详细问题北京大型公共建筑能耗比例商场政府办公楼空调系统26％照明27％电梯8％电脑29％开水器10％宾馆写字楼空调系统能耗分析——风机与水泵商场酒店写字楼政府办公楼冷冻冷却泵11.1%冷冻冷却采暖泵25.9%冷冻冷却采暖泵23.4%一、冷水机组的节能运转要留意冷机台数控制的优化组合装机容量：大型离心式冷水机组3×1758kW最大运转台数：一台负荷率：一台，90%时间负荷率<70%【案例1】某39600m3政府办公楼2005年夏季，冷水机组运转电耗达18.1万kWh假设冷机维持COP＝5.5，那么可节电4.1万kWh，节能率到达22%离心式冷冻机COP随负荷变化规律离心式冷机能效比COP随冷机负荷的减小而迅速下降，导致制冷效率降低合理的冷机、水泵群控战略某28258平米办公楼，3台500冷吨的离心机组和1台100冷吨的螺杆机组任务日两台离心式冷机同时运转，单台负载率约50％，COP4.5单台冷机运转合理的冷机、水泵开启台数部分负荷时，2离心机1离心机可满足制冷量要求COP由4.5提升至5.5左右，冷机功率降低70kW减少水泵开启：冷冻泵、冷却泵功率减少90kW尖峰负荷时，2离心机1离心机＋1螺杆机可满足制冷量要求COP由4.5提升至5.5左右，冷机功率降低70kW减少水泵开启：冷冻泵、冷却泵供冷减少70kW

一样型号的冷机性能也不尽一样，需求选择性能更好的冷机优化运转TD3:冷凝器传热TD2:冷却水流量/水泵电耗TD1:冷却塔效率/风机电耗冷凝器换热性能有好有差！台数调理冷却塔水管上的电磁阀多数失灵冷却塔多安装在楼顶，手动调理太困难多台塔之间没有连通管，“倒塔〞时冷却塔溢水消除旁通，调匀水量，风机变频根据回水温度调理节省冷却塔风扇电耗经过降低冷却水温度，进一步提高冷机的COP冷却塔部分负荷时的调理冷却塔不合理旁通多台冷却塔并联时，往往根据负荷变化情况调理风扇开启数量只开启部分冷却塔的风扇时，没有相应调理冷却水的分配大量未经风扇冷却的水与冷却过的混合后送回冷站，回水温度高极大降低冷却塔的效率冷却塔旁通旁通表示图冷却塔布水不均匀某楼冷却塔共3台，布水不匀，效率偏低调理后，大幅度改善34%46%20%36%30%34%测试方法冷却塔优化运转实践验证冷却塔最优运转战略：风机全部开启+同时变频，充分利用冷却塔换热面积制冷季冷机省电：20kW×10h/day×90day=18000度小结：冷水机组的节能运转管理提高冷机负荷率：高负荷率，高COP把冷却侧运转优化到最正确形状，为冷机运转提供最好的外部环境二、冷冻水系统节能运转研讨热点问题“大流量、小温差〞问题冷冻水泵运转研讨一次泵冷机旁通二次泵旁通恶性循环实例来源：在京中央国家机关办公建筑节能改造上海某高层建筑空调系统实测香港某商场空调系统实测杜绝冷机不合理旁通多台冷机并联而单台运转时，一些应封锁的阀门处于开启形状，使不任务的冷机也有水旁通经过任务冷机的流量只需额定流量的50%，冷机任务情况恶化，COP从5下降到3，使得冷机电耗的30%白白浪费冷机旁通表示图为保证任务冷机的流量不至于太低，开启不该开的冷冻水泵和冷却水泵，使得水泵电耗添加一倍更有甚者，无法调理只能旁通某医院新建门诊大楼，夏季最热时只开4台冷机，但总共并联安装11台冷机冷机出入口水管上没有阀门，不任务时也旁通水量，无法调理10个月空调和供暖期中，不论天气冷暖，每天必需24小时开启两台冷冻循环泵才干正常运转水泵电耗高达47.5万度，浪费宏大2005年夏季测试中，中央国家机关六座大楼中五座都有冷机旁通、多开水泵的景象北京市政府机构办公楼中也存在类似景象经过封锁旁通阀、封锁不该开启的水泵，上述五座建筑每年可节电75.5万度单位ABCDEF冷机旁通是是是是否是多开水泵功率(kW)冷冻泵4834.966.420.7-33冷却泵5035.757.120.7--关闭旁通和多余水泵的节电量(万kWh)23.528.4714.84.97-23.76关旁通、关水泵就节能设计时就思索到这一点冷机、水泵以及水冷机前后的阀门联动平经常闭水泵扬程和流量过大普遍景象水泵实践流量超越设计20～30%，实践扬程低于设计缘由水泵设计扬程应相应减小但盲目添加平安余量导致相反方向危害呵斥水泵性能与管路实践阻力情况不匹配导致水泵长期在低效率点任务，电流和能耗超标、甚至有烧毁电机的危险水泵效率实测结果实测六座政府机构公共建筑中央空调系统36台冷冻泵、冷却泵效率，最高效率为0.65，最低效率仅为0.36六座政府办公楼空调系统水泵现每年夏天耗电.7万度提高泵效到达国家建筑节能规范规定的能效限值可节电39.4万度，节能率到达28%如何提高水泵效率？变频、切削叶轮还是换泵？变频：不能改动效率单台变频其他不变：性能曲线不同的泵不能并联切削叶轮：流量下降，但效率下降得更厉害换泵：根据实测结果选择水泵流量和扬程冷冻泵变频实测某建筑冷冻水流量偏大加装变频器，手动控制在40Hz冷冻泵变频节电效果假设进一步控制频率为36Hz年节电1.2万度换泵取消多余的阀门，降低扬程实测六座政府机构公共建筑空调冷冻水系统各部分压降楼内和冷冻机房管路上多余的阀门，导致水泵必需提高扬程以抑制系统阻力