中央空调节能运行管理.ppt

大型公共建筑中央空调系统节能运行管理 魏庆芃，博士，副教授 清华大学建筑节能研究中心 2009年7月 一、节能运行管理：用数据说话 各类公共建筑分项能耗数据标准值 分项计量系统简介 应用案例：发现AHU的管理漏洞 空调系统运行效率指标体系 应用案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指标对比（单位：kWh/m2.a） 建筑CY的冷机COP偏低 COP值在不同时段的差异很大 建筑MY的冷机COP偏低 8月份COP值明显低于7月份 建筑MY的COP随冷负荷而下降 MY冷机COP偏低的原因：负载率偏低 建筑ZL的 WTFcw 偏低 深入节能诊断表明，原因是冷却泵选型偏大 多个建筑的WTFchw指标偏低 小结 分项能耗数据在公共建筑空调系统节能运行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 在分项计量的基础上，以能耗指标为基础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 节能运行管理的评价：用数据说话 二、中央空调系统节能运行管理的几个具体问题 北京大型公共建筑能耗比例 空调系统能耗分析——风机与水泵 一、冷水机组的节能运行 装机容量：大型离心式冷水机组3×1758kW 最大运行台数：一台 负荷率：一台，90%时间负荷率 70% 2005年夏季，冷水机组运行电耗达18.1万kWh 若冷机维持COP＝5.5，则可节电4.1万kWh，节能率达到22% 合理的冷机、水泵群控策略 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 工作日两台离心式冷机同时运行，单台负载率约50％，COP4.5 单台冷机运行 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 C，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 C，冷机功率降低 70kW 减少水泵开启：冷冻泵、冷却泵供冷减少 70kW 相同型号的冷机性能也不尽相同，需要选择性能更好的冷机优化运行 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 冷却塔部分负荷时的调节 台数调节 冷却塔水管上的电磁阀多数失灵 冷却塔多安装在楼顶，手动调节太困难 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 根据回水温度调节 节省冷却塔风扇电耗 通过降低冷却水温度，进一步提高冷机的COP 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节风扇开启数量 只开启部分冷却塔的风扇时，没有相应调节冷却水的分配 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 冷却塔布水不均匀 某楼冷却塔共3台，布水不匀，效率偏低 调节后，大幅度改善 冷却塔优化运行 实际验证冷却塔最优运行策略： 风机全部开启+同时变频，充分利用冷却塔换热面积 小结：冷水机组的节能运行管理 提高冷机负荷率：高负荷率，高COP 把冷却侧运行优化到最佳状态，为冷机运行提供最好的外部环境 二、冷冻水系统节能运行 研究热点问题 “大流量、小温差”问题 冷冻水泵运行研究 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行时，一些应关闭的阀门处于开启状态，使不工作的冷机也有水旁通 通过工作冷机的流量只有额定流量的50%，冷机工作状况恶化，COP从5下降到3，使得冷机电耗的30%白白浪费 更有甚者，无法调节 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，不工作时也旁通水量，无法调节 10个月空调和供暖期中，不论天气冷暖，每天必须24小时开启两台冷冻循环泵才能正常运行 水泵电耗高达47.5万度，浪费巨大 设计时就考虑到这一点 冷机、水泵以及水冷机前后的阀门联动 水泵扬程和流量过大 普遍现象 水泵实际流量超过设计20～30%，实际扬程低于设计 原因 水泵设计扬程应相应减小 但盲目增加安全余量导致相反方向 危害 造成水泵性能与管路实际阻力状况不匹配 导致水泵长期在低效率点工作，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 如何提高水泵效率？ 变频、切削叶轮还是换泵？ 变频：不能改变效率 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