大型公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理概述

大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理XXX，博士，副教授清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心2009年7月一、節(jié)能運(yùn)行管理：用數(shù)據(jù)說(shuō)話各類公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(kù)面積）注2：一般采用樣本的統(tǒng)計(jì)平均值+1倍方差作為標(biāo)準(zhǔn)值；部分標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算得到引自：北京市標(biāo)準(zhǔn)《DBJ/T11–6XX-2008公共建筑節(jié)能檢測(cè)評(píng)估》（送審稿）分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用原始能耗數(shù)據(jù)采集/遠(yuǎn)傳/存儲(chǔ)分項(xiàng)能耗拆分計(jì)算應(yīng)用案例：發(fā)現(xiàn)AHU的管理漏洞從6.12到9.30，節(jié)省了64,000kWh(24%)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)體系全年累計(jì)工況WTFchw=30典型工況WTFchw=35全年累計(jì)工況WTFchw=25典型工況WTFchw=30引自：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GBT17981-2007空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》應(yīng)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指標(biāo)對(duì)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(shí)段的差異很大建筑CY的冷機(jī)COP偏低國(guó)標(biāo)限值三臺(tái)同型冷機(jī)，1號(hào)、2號(hào)出現(xiàn)異常，只有3號(hào)冷機(jī)正常運(yùn)行建筑MY的的冷機(jī)機(jī)COP偏低8月份份COP值值明顯顯低于于7月月份國(guó)標(biāo)限限值建筑MY的的COP隨隨冷負(fù)負(fù)荷而而下降降MY冷冷機(jī)COP偏低低的原原因：：負(fù)載載率偏偏低8月負(fù)負(fù)載率率明顯顯低于于7月月，所所以效效率較較低大冷機(jī)機(jī)負(fù)載載率分分布在在20%~80%的范范圍，，平均均值偏偏低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的的WTFcw偏低深入節(jié)節(jié)能診診斷表表明，，原因因是冷冷卻泵泵選型型偏大大國(guó)標(biāo)限限值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(gè)建建筑的的WTFchw指標(biāo)偏偏低深入節(jié)節(jié)能診診斷之之后的的解釋釋：ZL：：一次次冷凍凍泵選選型偏偏大CF：：二次次冷凍凍泵選選型偏偏大CY：：不合合理旁旁通國(guó)標(biāo)限限值小結(jié)分項(xiàng)能能耗數(shù)數(shù)據(jù)在在公共共建筑筑空調(diào)調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)能能運(yùn)行行管理理中有有著重重要的的意義義，目目前亟亟須建建立起起一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)可靠靠、樣樣本數(shù)數(shù)量較較多的的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)在分項(xiàng)項(xiàng)計(jì)量量的基基礎(chǔ)上上，以以能耗耗指標(biāo)標(biāo)為基基礎(chǔ)的的空調(diào)調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)能能診斷斷方法法將大大大提提高節(jié)節(jié)能診診斷的的效率率，降降低““專家家”門門檻節(jié)能運(yùn)運(yùn)行管管理的的評(píng)價(jià)價(jià)：用用數(shù)據(jù)據(jù)說(shuō)話話二、中中央空空調(diào)系系統(tǒng)節(jié)節(jié)能運(yùn)運(yùn)行管管理的的幾個(gè)個(gè)具體體問題題北京大大型公公共建建筑能能耗比比例商場(chǎng)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)系系統(tǒng)能能耗分分析———風(fēng)風(fēng)機(jī)與與水泵泵商場(chǎng)酒店寫字樓政府辦辦公樓樓冷凍冷卻泵11.1%冷凍冷卻采暖泵25.9%冷凍冷卻采暖泵23.4%一、冷冷水機(jī)機(jī)組的的節(jié)能能運(yùn)行行要注意意冷機(jī)機(jī)臺(tái)數(shù)數(shù)控制制的優(yōu)優(yōu)化組組合裝機(jī)容容量：：大型型離心心式冷冷水機(jī)機(jī)組3×1758kW最大運(yùn)運(yùn)行臺(tái)臺(tái)數(shù)：：一臺(tái)臺(tái)負(fù)荷率率：一一臺(tái)，，90%時(shí)時(shí)間負(fù)負(fù)荷率率<70%【案例1】某39600m3政府辦辦公樓樓2005年年夏季季，冷冷水機(jī)機(jī)組運(yùn)運(yùn)行電電耗達(dá)達(dá)18.1萬(wàn)kWh若冷機(jī)機(jī)維持持COP＝＝5.5，，則可可節(jié)電電4.1萬(wàn)萬(wàn)kWh，，節(jié)能能率達(dá)達(dá)到22%離心式式冷凍凍機(jī)COP隨負(fù)負(fù)荷變變化規(guī)規(guī)律離心式式冷機(jī)機(jī)能效效比COP隨冷冷機(jī)負(fù)負(fù)荷的的減小小而迅迅速下下降，，導(dǎo)致致制冷冷效率率降低低合理的的冷機(jī)機(jī)、水水泵群群控策策略某28258平平米辦辦公樓樓，3臺(tái)500冷噸噸的離離心機(jī)機(jī)組和和1臺(tái)臺(tái)100冷冷噸的的螺桿桿機(jī)組組工作日日兩臺(tái)臺(tái)離心心式冷冷機(jī)同同時(shí)運(yùn)運(yùn)行，，單臺(tái)臺(tái)負(fù)載載率約約50％，，COP4.5單臺(tái)冷冷機(jī)運(yùn)運(yùn)行合理的的冷機(jī)機(jī)、水水泵開開啟臺(tái)臺(tái)數(shù)部分負(fù)負(fù)荷時(shí)時(shí)，2離離心機(jī)機(jī)1離離心機(jī)機(jī)可滿足足制冷冷量要要求COP由4.5提升升至5.5左右右，冷冷機(jī)功功率降降低70kW減少水水泵開開啟：：冷凍凍泵、、冷卻卻泵功功率減減少90kW尖峰負(fù)負(fù)荷時(shí)時(shí)，2離離心機(jī)機(jī)1離離心機(jī)機(jī)＋1螺桿機(jī)機(jī)可滿足足制冷冷量要要求COP由4.5提升升至5.5左右右，冷冷機(jī)功功率降降低70kW減少水水泵開開啟：：冷凍凍泵、、冷卻卻泵供供冷減減少70kW相同型型號(hào)的的冷機(jī)機(jī)性能能也不不盡相相同，，需要要選擇擇性能能更好好的冷冷機(jī)優(yōu)優(yōu)化運(yùn)運(yùn)行TD3:冷冷凝凝器傳傳熱TD2:冷冷卻卻水流流量/水泵泵電耗耗TD1:冷冷卻卻塔效效率/風(fēng)機(jī)機(jī)電耗耗冷凝器器換熱熱性能能有好好有差差！臺(tái)數(shù)調(diào)調(diào)節(jié)冷卻塔塔水管管上的的電磁磁閥多多數(shù)失失靈冷卻塔塔多安安裝在在樓頂頂，手手動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)太太困難難多臺(tái)塔塔之間間沒有有連通通管，，“倒倒塔””時(shí)冷冷卻塔塔溢水水消除旁旁通，，調(diào)勻勻水量量，風(fēng)風(fēng)機(jī)變變頻根據(jù)回回水溫溫度調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)省冷冷卻塔塔風(fēng)扇扇電耗耗通過降降低冷冷卻水水溫度度，進(jìn)進(jìn)一步步提高高冷機(jī)機(jī)的COP冷卻塔塔部分分負(fù)荷荷時(shí)的的調(diào)節(jié)節(jié)冷卻塔塔不合合理旁旁通多臺(tái)冷冷卻塔塔并聯(lián)聯(lián)時(shí)，，往往往根據(jù)據(jù)負(fù)荷荷變化化情況況調(diào)節(jié)節(jié)風(fēng)扇扇開啟啟數(shù)量量只開啟啟部分分冷卻卻塔的的風(fēng)扇扇時(shí)，，沒有有相應(yīng)應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié)冷卻卻水的的分配配大量未未經(jīng)風(fēng)風(fēng)扇冷冷卻的的水與與冷卻卻過的的混合合后送送回冷冷站，，回水水溫度度高極大降降低冷冷卻塔塔的效效率冷卻塔塔旁通通旁通通示意意圖冷卻塔塔布水水不均均勻某樓冷冷卻塔塔共3臺(tái)，，布水水不勻勻，效效率偏偏低調(diào)節(jié)后后，大大幅度度改善善34%46%20%36%30%34%測(cè)試方法冷卻塔優(yōu)化化運(yùn)行實(shí)際驗(yàn)證冷冷卻塔最優(yōu)優(yōu)運(yùn)行策略略：風(fēng)機(jī)全部開開啟+同時(shí)時(shí)變頻，充充分利用冷冷卻塔換熱熱面積制冷季冷機(jī)機(jī)省電：20kW×10h/day×90day=18000度小結(jié)：冷水水機(jī)組的節(jié)節(jié)能運(yùn)行管管理提高冷機(jī)負(fù)負(fù)荷率：高高負(fù)荷率，，高COP把冷卻側(cè)運(yùn)運(yùn)行優(yōu)化到到最佳狀態(tài)態(tài)，為冷機(jī)機(jī)運(yùn)行提供供最好的外外部環(huán)境二、冷凍水水系統(tǒng)節(jié)能能運(yùn)行研究熱點(diǎn)問問題“大流量、、小溫差””問題冷凍水泵運(yùn)運(yùn)行研究一次泵冷機(jī)機(jī)旁通二次泵旁通通惡性循環(huán)環(huán)實(shí)例來(lái)源：：在京中央國(guó)國(guó)家機(jī)關(guān)辦辦公建筑節(jié)節(jié)能改造上海某高層層建筑空調(diào)調(diào)系統(tǒng)實(shí)測(cè)測(cè)香港某商場(chǎng)場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)測(cè)杜絕冷機(jī)不不合理旁通通多臺(tái)冷機(jī)并并聯(lián)而單臺(tái)臺(tái)運(yùn)行時(shí)，，一些應(yīng)關(guān)關(guān)閉的閥門門處于開啟啟狀態(tài)，使使不工作的的冷機(jī)也有有水旁通通過工作冷冷機(jī)的流量量只有額定定流量的50%，冷冷機(jī)工作狀狀況惡化，，COP從從5下降到到3，使得得冷機(jī)電耗耗的30%白白浪費(fèi)費(fèi)冷機(jī)旁通示示意圖為保證工作作冷機(jī)的流流量不至于于太低，開開啟不該開開的冷凍水水泵和冷卻水水泵，使得得水泵電耗耗增加一倍倍更有甚者，，無(wú)法調(diào)節(jié)節(jié)只能旁通某醫(yī)院新建建門診大樓樓，夏季最最熱時(shí)只開開4臺(tái)冷機(jī)機(jī)，但總共共并聯(lián)安裝裝11臺(tái)冷冷機(jī)冷機(jī)出入口口水管上沒沒有閥門，，不工作時(shí)時(shí)也旁通水水量，無(wú)法法調(diào)節(jié)10個(gè)月空空調(diào)和供暖暖期中，不不論天氣冷冷暖，每天天必須24小時(shí)開啟啟兩臺(tái)冷凍凍循環(huán)泵才才能正常運(yùn)運(yùn)行水泵電耗高高達(dá)47.5萬(wàn)萬(wàn)度，浪費(fèi)巨大大2005年年夏季測(cè)試試中，中央央國(guó)家機(jī)關(guān)關(guān)六座大樓樓中五座都有冷機(jī)旁旁通、多開開水泵的現(xiàn)現(xiàn)象北京市政府府機(jī)構(gòu)辦公公樓中也存存在類似現(xiàn)現(xiàn)象通過關(guān)閉旁旁通閥、關(guān)關(guān)閉不該開開啟的水泵泵，上述五五座建筑每每年可節(jié)電電75.5萬(wàn)萬(wàn)度單位ABCDEF冷機(jī)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(wàn)kWh)23.528.4714.84.97-23.76關(guān)旁通、關(guān)關(guān)水泵就節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)就考考慮到這一一點(diǎn)冷機(jī)、水泵泵以及水冷冷機(jī)前后的的閥門聯(lián)動(dòng)動(dòng)平時(shí)常閉水泵揚(yáng)程和和流量過大大普遍現(xiàn)象水泵實(shí)際流流量超過設(shè)設(shè)計(jì)20～～30%，，實(shí)際揚(yáng)程程低于設(shè)計(jì)計(jì)原因水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)揚(yáng)程應(yīng)相應(yīng)應(yīng)減小但盲目增加加安全余量量導(dǎo)致相反反方向危害造成水泵性性能與管路路實(shí)際阻力力狀況不匹匹配導(dǎo)致水泵長(zhǎng)長(zhǎng)期在低效效率點(diǎn)工作作，電流和和能耗超標(biāo)標(biāo)、甚至有有燒毀電機(jī)機(jī)的危險(xiǎn)水泵效率實(shí)實(shí)測(cè)結(jié)果實(shí)測(cè)六座政政府機(jī)構(gòu)公公共建筑中中央空調(diào)系系統(tǒng)36臺(tái)臺(tái)冷凍泵、、冷卻泵效效率，最高高效率為0.65，，最低效率率僅為0.36六座政府辦辦公樓空調(diào)調(diào)系統(tǒng)水泵泵現(xiàn)每年夏夏天耗電139.7萬(wàn)度提高泵效達(dá)達(dá)到國(guó)家建建筑節(jié)能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的的能效限值值可節(jié)電39.4萬(wàn)度，節(jié)能能率達(dá)到28%如何提高水水泵效率？？變頻、切削削葉輪還是是換泵？變頻：不能能改變效率率單臺(tái)變頻其其他不變：：性能曲線線不同的泵泵不能并聯(lián)聯(lián)切削葉輪：：流量下降降，但效率率下降得更更厲害換泵：根據(jù)據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果果選擇水泵泵流量和揚(yáng)揚(yáng)程冷凍泵變頻頻實(shí)測(cè)某建筑冷凍凍水流量偏偏大加裝變頻器器，手動(dòng)控控制在40Hz冷凍泵變頻頻節(jié)電效果果若進(jìn)一步控控制頻率為為36Hz年節(jié)電1.2萬(wàn)度換泵取消多余的的閥門，降降低揚(yáng)程實(shí)測(cè)六座政政府機(jī)構(gòu)公公共建筑空空調(diào)冷凍水水系統(tǒng)各部部分壓降樓內(nèi)和冷凍凍機(jī)房管路路上多余的的閥門，導(dǎo)導(dǎo)致水泵必必須提高揚(yáng)揚(yáng)程以克服服系統(tǒng)阻力力D:每臺(tái)臺(tái)冷凍泵前前后管路上上都有四個(gè)個(gè)開度很小小的蝶閥，，通過增加加無(wú)謂的阻阻力來(lái)控制制流量A:冷凍凍機(jī)房管路路上安裝的的限流器白白白損失8～10米米的揚(yáng)程設(shè)計(jì)蝶閥或或限流器初衷：保證證冷凍水流流量不超過過冷機(jī)的上上限若設(shè)計(jì)時(shí)仔仔細(xì)進(jìn)行管管道水力計(jì)計(jì)算、取消消多余的管管道阻力部部件，將冷冷凍泵揚(yáng)程程降到30米水柱、、冷卻泵揚(yáng)揚(yáng)程降到25米水柱柱以下六個(gè)試點(diǎn)單單位水泵電電耗可再降降低18.3萬(wàn)萬(wàn)度，相當(dāng)于水水泵進(jìn)一步步節(jié)電18％％取消多余閥閥門謝謝9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。10:09:1210:09:1210:0912/23/202210:09:12AM11、以以我我獨(dú)獨(dú)沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。12月月-2210:09:1210:09Dec-2223-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。10:09:1210:09:1310:09Friday,December23,202213、乍見翻翻疑夢(mèng)，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2210:09:1310:09:13December23,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國(guó)見青青山。。23十二月月202210:09:13上午午10:09:1312月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月2210:09上上午12月-2210:09December23,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/2310:09:1310:09:1323December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時(shí)時(shí)，你你只能能或者者最好好沿著著以腳腳為起起點(diǎn)的的射線線向前前。。。10:09:13上上午午10:09上上午10:09:1312月月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功??！。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。10:09:1310:09:1310:0912/23/202210:09:13AM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。12月月-2210:09:1310:09Dec-2223-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無(wú)限完完美。。10:09:1310:09:1310:09Friday,December23,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2210:09:1310:09:13December23,202214、意意志志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。23十十二二月月202210:09:13上上午午10:09:1312月月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月2210:09上上午12月月-2210:09December23,202216、少年十五二二十時(shí)，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/2310:09:1310:09:1323December202217、空山新雨后后，天氣晚來(lái)來(lái)秋。。10:09:13上午午10:09上上午10:09:1312月-229、楊柳散和和風(fēng)，青山山澹吾慮。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、閱讀一切切好書如同同和過