中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況

1.大型公建的特點(diǎn)

大型公建：體量大，單體建筑面積≥2萬m2，多采用中央空調(diào)；

大型辦公樓、賓館、購物中心、機(jī)場、車站、娛樂中心等；

建筑特點(diǎn)：內(nèi)部發(fā)熱量大；無外墻的內(nèi)區(qū)比例大；

能耗特點(diǎn)：采暖能耗低于一般建筑；耗電量遠(yuǎn)高于一般建筑；空調(diào)能耗占較大部分。

2.大型公建的能耗情況

高檔辦公樓、賓館、大型購物中心、綜合商廈、交通樞紐等,此類建筑在新建建筑中比例呈增加趨勢，導(dǎo)致近幾年我國大部分城鎮(zhèn)夏季用電量急劇上升的主要原因之一；與發(fā)達(dá)國家能耗水平比較，與美國基本在同一水平，比日本城市高，節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于西歐、北歐水平。

北京、上海大型公建的耗電量調(diào)查結(jié)果

建筑類型	耗電指標(biāo)
住宅	北京10~15度/平米/年 上海10~20度/平米/年
一般辦公建筑	20~50度/平米/年
大型辦公樓	>100 度/平米/年
五星酒店	100~200 度/平米/年
購物中心	200~300度/平米/年

大型公共建筑耗電量是住宅的10倍以上；

盡管面積總量不大，但其電耗占建筑總電耗的20～25%。

北京市大型公共建筑的參考用電指標(biāo) （單位：kWh/(m2.年)

	政府辦公樓	甲級寫字樓	酒店	商場
中央空調(diào)	30	40	50	80
照明	15	30	20	65
辦公設(shè)備	20	20	5	10
電梯	5	5	10	15
飲水機(jī)及電開水器	5	－	－	－
生活熱水循環(huán)泵	－	－	10	－
全年總用電量（不包括特殊功能性房間的用電）	75	95	95	160

空調(diào)系統(tǒng)能耗一般占建筑總能耗的40%~60%。

不同大型公建逐月平均單位面積電耗

3.大型公建的能耗高的主要原因

不合理的建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生的問題：大面積的玻璃幕墻，帶來大量的太陽得熱量，也導(dǎo)致冷負(fù)荷過高。不能開窗，不能自然通風(fēng)，不良的室內(nèi)空氣質(zhì)量，完全依賴空調(diào)，導(dǎo)致空調(diào)冷量過高；大量的無外窗空間或不與室外連接的內(nèi)區(qū)，照明，通風(fēng)高能耗。暖通南社

中央空調(diào)系統(tǒng)不合理地設(shè)計(jì)與運(yùn)行產(chǎn)生的問題

不合理的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水泵不合理的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)用電量過大；

各空間風(fēng)量平衡設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致局部新風(fēng)量過大；

不能充分利用室外低溫冷卻，冷機(jī)運(yùn)行時間過長；

冷源配置不合理，導(dǎo)致相當(dāng)多的時間低效運(yùn)行。

中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理問題：不合理的運(yùn)行制度或運(yùn)行方式導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時間過長。

大型公建的能耗高的主要原因：技術(shù)方案本身有問題；設(shè)計(jì)意圖未能得到落實(shí)；設(shè)備安裝及系統(tǒng)調(diào)試不合格；運(yùn)行管理方法不科學(xué)。

4.大型公建的節(jié)能潛力

降低大型公共建筑能耗

新建大型公共建筑能耗為目前的40%；改善新建建筑的建筑設(shè)計(jì)；采用新的節(jié)能的機(jī)電系統(tǒng)。暖通南社

改善管理：既有的大型公共建筑能耗降低30%；改進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)；改善管理。

中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題

中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

分區(qū)問題；冷熱源設(shè)計(jì)問題；水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題；風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題；氣流組織問題；

控制系統(tǒng)問題。

分區(qū)問題：

負(fù)荷特性差異較大的房間應(yīng)該分別設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)

例如：大中型建筑物選制冷機(jī)的容量與臺數(shù)時，應(yīng)大小搭配，按過渡季節(jié)最小負(fù)荷選一臺小制冷機(jī)，這樣可以滿足小負(fù)荷時機(jī)組節(jié)能高效運(yùn)行。

不**間的運(yùn)行時間和室內(nèi)熱擾差異較大時，需要分區(qū)考慮，否則會“眾口難調(diào)”。暖通南社

例如：電視臺，如演播室、中心設(shè)備機(jī)房、片庫資料室的室內(nèi)熱擾不同，不分區(qū)容易出現(xiàn)一邊冷、一邊熱的局面。

冷熱源設(shè)計(jì)問題――選型過大

冷機(jī)選型偏大，長時間處于部分負(fù)荷工況運(yùn)行。

水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題―冷卻水泵選型過大

冷卻水泵選型偏大，為防止電機(jī)燒毀，只能關(guān)小閥門；工況點(diǎn)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，效率普遍為30％～50％。

需要揚(yáng)程43m，選了70m的泵；改成閉式系統(tǒng)后，需要揚(yáng)程23m，仍然選了40m的泵。

風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題

變風(fēng)量風(fēng)道設(shè)計(jì)采用了定風(fēng)量方式

癥狀：近端房間風(fēng)量過大，而遠(yuǎn)端房間風(fēng)量不足，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

原因：設(shè)計(jì)為變風(fēng)量系統(tǒng)，但主送風(fēng)道設(shè)計(jì)成長距離枝狀漸縮風(fēng)道，導(dǎo)致遠(yuǎn)近靜壓差太大。特別是近端需求風(fēng)量小，遠(yuǎn)端需求風(fēng)量多時，空氣流速越到末端越高，靜壓更小。而近端VAV末端關(guān)到下限風(fēng)量都偏大。

建議：采用環(huán)形風(fēng)道或者不變徑風(fēng)道，利用復(fù)得的靜壓減少遠(yuǎn)近壓差。

風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題―新風(fēng)不足問題

現(xiàn)象：北京某商場，有中央空調(diào)和采暖系統(tǒng)，冬季采暖系統(tǒng)不用，室內(nèi)仍然過熱。

設(shè)計(jì)說明書上寫明過渡季和冬季過熱時可以增加新風(fēng)百分比或者走全新風(fēng)，但把新風(fēng)閥門開到最大也無法增加新風(fēng)百分比。

原因：新風(fēng)道尺寸和風(fēng)機(jī)壓頭是按照最小新風(fēng)量設(shè)計(jì)的，無法再增加新風(fēng)量。

室內(nèi)氣流組織問題

室內(nèi)空間較大，上送上回送風(fēng)時，冬季熱風(fēng)送不下來：

某銀行，冬季上下溫差達(dá)到16℃(13~29℃)。

風(fēng)口距地面有4.2米的高度，風(fēng)口面積過大，而且采用上送上回的送風(fēng)方式，導(dǎo)致了熱風(fēng)上浮。

夏季造成頭部吹風(fēng)感：某開放式空間辦公樓；原設(shè)計(jì)采用條縫風(fēng)口形成窗側(cè)空氣幕；結(jié)果造成窗前人員的吹風(fēng)感。暖通南社

系統(tǒng)控制設(shè)備問題：

存在的問題：

硬件先進(jìn)，缺乏軟件，自控變手控

BAS系統(tǒng)只測不控，久而久之測量功能也喪失了

BAS系統(tǒng)誤操作，不節(jié)能反費(fèi)能

空調(diào)設(shè)計(jì)人員只注重單點(diǎn)設(shè)計(jì)：沒有提出詳細(xì)的工藝要求，特別是工況轉(zhuǎn)換以及如何進(jìn)行閥的調(diào)節(jié)沒有描述，比如，什么叫做過渡季？什么閥能夠控什么參數(shù)？

中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理

不合理的運(yùn)行方式

不能正確轉(zhuǎn)換冷機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致冷機(jī)長時間低效運(yùn)行；

大多數(shù)時間輸配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“大流量，小溫差”，造成輸配系統(tǒng)耗電較大；

不適當(dāng)?shù)臏貪穸仍O(shè)定，“夏天太冷，冬天太熱”，造成室內(nèi)溫度不均勻，舒適性較差；不能按照需求啟停，不能有效利用過渡季節(jié)。

案例：首都大酒店運(yùn)行管理與節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)

2005年度建筑賓館客房、裙房和寫字樓耗電量統(tǒng)計(jì)

總面積	50000m2
年耗電總量	6192.1萬度
每平米年用電指標(biāo)	123.8度/m2..a
使用人數(shù)	800（工作人員）
人均年用電指標(biāo)	7740.1度/人.a

設(shè)備運(yùn)行情況：冷凍站運(yùn)行機(jī)組包括兩臺三菱直燃機(jī)和兩臺YORK離心機(jī)；

一臺直燃機(jī)制冷量為150冷噸，另一臺直燃機(jī)和兩臺離心機(jī)的制冷量都是250冷噸；每臺冷機(jī)對應(yīng)一臺冷凍泵和一臺冷卻泵。暖通南社

北京地區(qū)不同時段的電價政策

	時間段	電價
谷電時段	23:00－7:00	0.35元/度
平電時段	7:00－8:00 和11:00－18:00	0.71元/度
峰電時段	8:00－11:00和18:00－23:00	1.10元/度

在不同的電價時段，冷機(jī)采用不同的運(yùn)行策略將會產(chǎn)生不同的運(yùn)行費(fèi)用。

冷機(jī)采用不同運(yùn)行策略的運(yùn)行費(fèi)用比較

7月5日－7月6日一天冷凍站運(yùn)行費(fèi)用分析

方案1：優(yōu)先離心機(jī)

方案2：優(yōu)先直燃機(jī)

谷電時段：優(yōu)先開啟離心機(jī)方案同比優(yōu)先開啟直燃機(jī)方案；

運(yùn)行費(fèi)：前者比后者每小時要節(jié)省36％的費(fèi)用。

平電時段：優(yōu)先開啟離心機(jī)方案同比優(yōu)先開啟直燃機(jī)方案；

運(yùn)行費(fèi)：前者比后者每小時要節(jié)省16％的費(fèi)用。

峰電時段：優(yōu)先開啟離心機(jī)方案同比優(yōu)先開啟直燃機(jī)方案；

運(yùn)行費(fèi)：離心機(jī)組主機(jī)部分高于直燃機(jī)組主機(jī)部分；

綜合考慮冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔的運(yùn)行費(fèi)用之后，前者比后者每小時要節(jié)省7％的費(fèi)用。

改造方案：酒店冷機(jī)原來的運(yùn)行策略：在電價的峰平時段，優(yōu)先開啟直燃機(jī)，在谷電時段優(yōu)先開啟離心機(jī)。

改造運(yùn)行策略：無論何時都優(yōu)先采用優(yōu)先離心機(jī)方案，當(dāng)負(fù)荷大于兩臺離心機(jī)時，再開啟直燃機(jī)。

冷站部分全年運(yùn)行費(fèi)用

	費(fèi)用(萬元)
酒店目前的運(yùn)行策略	86.1
全年優(yōu)先開啟離心機(jī)的運(yùn)行策略	67.7
節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用	18.4
節(jié)省比率	20%

對無成本改造方案――應(yīng)當(dāng)落實(shí)

冷凍水輸配系統(tǒng)改造：

現(xiàn)狀與問題分析： 部分負(fù)荷下冷凍水的流量小，為保證樓內(nèi)各路水路的均勻性，加開一臺1＃泵（見下圖），加大流量，以保證樓內(nèi)各路冷凍水路的均勻性；原本一機(jī)配一泵，實(shí)際是一機(jī)多臺泵配合運(yùn)行；旁通混水現(xiàn)象； 運(yùn)行中的冷機(jī)前后閥門沒有完全打開。

改造方案：嚴(yán)格采用一機(jī)對一泵的運(yùn)行方式，避免開一臺機(jī)組開多臺泵的情況；

將不開啟的冷機(jī)前后的閥門關(guān)死，避免旁通的情況；

將開啟的冷機(jī)前后的閥門全部打開，避免用閥門開度來強(qiáng)行減小水流量的情況。

實(shí)施一機(jī)一泵運(yùn)行方式后結(jié)果：直燃機(jī)總的COP從0.83升高到0.91；總耗電量減少了37.9kW；每天可以節(jié)省910度電；每年可以節(jié)省電費(fèi)3萬元。

無成本改造方案――應(yīng)當(dāng)落實(shí)

冷卻水系統(tǒng)改造

現(xiàn)狀：冷卻水系統(tǒng)共采用了五臺冷卻塔，兩臺小的冷卻塔對應(yīng)兩臺離心機(jī)，三臺大的冷卻塔對應(yīng)三臺直燃機(jī)；

每臺冷卻塔配備一臺風(fēng)扇。三臺大的冷卻塔之間有旁通管連接，兩臺小的同樣也有旁通管連接。

問題：冷卻塔維護(hù)不足，飄水損失嚴(yán)重；布水不勻，冷卻水回水溫度高，冷卻塔效率低。

宴會廳空調(diào)箱改造：

空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣系統(tǒng)，問題如下：

過濾器或表冷器有堵塞的現(xiàn)象 ；

新風(fēng)量過大將增加空調(diào)箱所需處理的新風(fēng)負(fù)荷，增大能源消耗。

改造方案：

空調(diào)箱要定期清洗過濾器，以免因灰塵造成堵塞；

過渡季時空調(diào)箱的新風(fēng)閥可以開大，夏季和冬季時要減小新風(fēng)閥的開度，所送新風(fēng)量滿足宴會廳人員的需求即可。

節(jié)能效果：預(yù)計(jì)全年三臺空調(diào)箱將省下3~4萬元。  

低成本改造――應(yīng)當(dāng)鼓勵

空調(diào)系統(tǒng)改造經(jīng)濟(jì)性分析一覽

節(jié)能改造建議	全年節(jié)省費(fèi)用（萬元）
冷源改造	18
冷凍水輸配系統(tǒng)改造	3
冷卻塔改造	2.5
宴會廳空調(diào)箱改造	3-4
總計(jì)	26.5~27.5

無成本或低成本改造方案

此為50000平方米酒店，對于更大的酒店、辦公樓、商場等高耗能建筑，無成本或低成本下的節(jié)能潛力將會更大。

中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能建議和措施

1、實(shí)行嚴(yán)格的新建公建建筑審批制度；

控制大型公共建筑建設(shè)項(xiàng)目；

控制既有公共建筑的大規(guī)模提高標(biāo)準(zhǔn)的改建項(xiàng)目；

控制超標(biāo)準(zhǔn)，豪華型住宅的建造。

2、對新建公建建筑實(shí)行嚴(yán)格的節(jié)能審查制度

包括對方案設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)的審查，對施工過程中的檢查，及竣工時的節(jié)能驗(yàn)收。

逐漸形成和發(fā)展出建筑全過程能耗與性能監(jiān)理咨詢這種新的方式和社會服務(wù)行業(yè)。

對既有公建建筑：

3、加強(qiáng)現(xiàn)有無成本或低成本節(jié)能經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和宣傳；加強(qiáng)對中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行人員的節(jié)能培訓(xùn)；

4、落實(shí)和鼓勵無成本或低成本的節(jié)能技術(shù)改造或運(yùn)行方案調(diào)整。

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標(biāo)簽：中央空調(diào)、案例、空調(diào)、空調(diào)系統(tǒng)、管理

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