10大型公共建筑空調系統(tǒng)節(jié)能10.1定義及特點大型公共建筑的空調采暖系統(tǒng)一般由冷熱源（制冷機、冷卻塔、鍋爐等），輸配系統(tǒng)（水泵、空調箱風機）和末端空調設備（表冷器、風機盤管等）組成，見圖10-1.基本的空調過程是由冷熱源產生冷或熱量，經風機或水泵輸送到房間內，再經送風口、風機盤管等末端空調設備將冷或熱量輸送進房間內，從而保證房間的環(huán)境要求。空調系統(tǒng)的選定需要考慮建筑物的用途、性質、熱濕負荷點、溫濕度調節(jié)和控制的要求、空調機房的面積和位置、初投資和運行維修費用等許多方面因素。按輸配介質的不同，可將空調系統(tǒng)分為全空氣系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)四大類。在廣義的概念中，他們分別包括以下類型的系統(tǒng)：全空氣系統(tǒng)：含常規(guī)送風空調系統(tǒng)和通風系統(tǒng)；空氣-水系統(tǒng)：風機盤管+新風、誘導管+新風；全水系統(tǒng)：風機盤管系統(tǒng)、輻射板空調系統(tǒng)、常規(guī)采暖系統(tǒng)；制冷劑系統(tǒng)：家用空調器、冷庫系統(tǒng)、VRV機組等。10.1.1全空氣系統(tǒng)此類系統(tǒng)是以空氣為輸配介質，室內熱濕負荷全部由集中經過處理的空氣來負擔。一般的低速集中式單風管空調系統(tǒng)和雙風管空調系統(tǒng)即屬于此種類型的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的特點是風道與機房占空間大，但設備集中易于管理。一般大空間建筑如大型商場、影劇院、賓館大堂、體育館等均采用全空氣系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)根據(jù)風量的變化程度可分為定風量系統(tǒng)和變風量系統(tǒng)。定風量系統(tǒng)其送風量按系統(tǒng)的最大負荷確定，送風狀態(tài)按負荷最大房間確定，風量全年固定不變，靠調節(jié)再熱量以提高送風溫度來維持室內溫度。雖然其風量分布控制簡單，但部分負荷時風機與再熱能耗大。變風量系統(tǒng)其送風量按房間熱濕負荷的變化而變化其特點是節(jié)省能量，運行費用經濟。但在氣流組織、新風量的保證、系統(tǒng)靜壓控制等方面還需要根據(jù)實際工程仔細分析，確保變風量系統(tǒng)的正常運行。10.1.2空氣-水系統(tǒng)此類系統(tǒng)主要的輸配介質有空氣和水兩種。通常輸配介質為水的部分主要用來處理主要的房間負荷，空氣部分主要是提供新風以滿足衛(wèi)生需要。在賓館客房和辦公建筑中廣泛使用的風機盤管加新風系統(tǒng)即屬于此類。風機盤管加新風系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：（1）噪聲較小，夜間低檔運行的風機盤管機組室內環(huán)境一般在30?40dB；（2）具有個別控制的優(yōu)越性，可靈活的調節(jié)各房間的溫度，房間無人時可方便地關掉機組而不影響其他房間，從而比其他系統(tǒng)較節(jié)省運轉費用；（3）系統(tǒng)分區(qū)進行調節(jié)容易控制，冷熱負荷按房間朝向、使用目的、使用時間等把系統(tǒng)分割為若干區(qū)域系統(tǒng)，進行分區(qū)控制；（4）風機盤管機組體型小，布置和安裝方便；（5）占建筑空間小。這種系統(tǒng)的同時也具有如下的缺點：（1）因機組設在室內，有時會與內裝修產生矛盾；（2）因機組分散設置，臺數(shù)較多，維修管理工作量大；（3）風機盤管機組方式本身解決新風量是困難的；（4）由于機組風機的靜壓小，氣流分布受限制，適用于進深小于6m的房間。10.1.3全水系統(tǒng)此類系統(tǒng)的輸配介質通常為水。他通過集中的冷熱源產生出空調冷（熱）水，由管路系統(tǒng)輸送到室內的各末端裝置。它是一種集中產生冷（熱）量，但分散處理個房間負荷的空調系統(tǒng)形式。冷（熱）水系統(tǒng)的室內末端裝置通常為風機盤管和輻射板。目前，風機盤管是空調系統(tǒng)中廣泛應用的末端設備，一般均可通過旁通閥或電磁閥調節(jié)經過盤管的水量，也可調節(jié)其風機的轉速，從而調節(jié)送入室內的冷（熱）量。因此，該系統(tǒng)可以對每個空調房間進行單獨調節(jié)，以滿足各個房間不同溫度、濕度需求。風機盤管的特性對運行管理、設計選型以及能量調節(jié)方法都有較大的影響，只有充分的掌握和運用這些特性，風機盤管才能得到合理的應用。10.1.4制冷劑系統(tǒng)此類系統(tǒng)的輸送介質為制冷劑，是由一臺室外機通過制冷劑管路向若干個室內機輸送制冷劑。這類系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運轉平穩(wěn)等諸多優(yōu)點，而且各房間可獨立調節(jié)，能夠滿足不同房間不同負荷的需求。部分辦公類建筑使用這種多聯(lián)機空調系統(tǒng)或安裝分戶式空調器。10.2節(jié)能技術產品10.2.1冷熱源大型公共建筑的采暖、生活熱水多采用市政熱網(wǎng)，部分采用自備鍋爐。其冷源形式以電力直接驅動的冷水機組為主，也有一部分選擇漠化鋰吸收式、直燃式等。電制冷機組按其壓縮機形式主要分為離心式、螺桿式和活塞式等。目前制冷設備的制造技術已經趨于成熟，很難找到更好的替代品。隨著熱泵技術的不斷發(fā)展，供暖技術在悄悄發(fā)生著變革。一些熱泵產品甚至可以運行在兩種工況下，兼有制熱和制冷的功能。按照環(huán)境介質不同的種類劃分，熱泵可以分為空源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵等?？諝庠礋岜猛ǔＰ什⒉桓撸哂信渲渺`活等優(yōu)點，這里不做詳細介紹。水源熱泵和土壤源熱泵比較類似，其基本原理見圖10-5。比較典型的有以下幾類。地下水水源熱泵，即從地下抽水經過熱泵提取器熱量后再把水回灌到地下。這種方式用于建筑供熱，其電熱轉換率可達到3?4。這種技術在國內外都已廣泛推廣，但取水和回灌都受到地下水文地質條件限制，并非普遍適用。研究更有效的取水和回灌方式，可能會使此技術的可應用范圍進一步擴大。污水水源熱泵，直接從城市污水中提取熱量，是污水綜合利用的組成部分。據(jù)測算城市污水充當熱源可解決城市20%建筑的采暖。目前的方式是從處理后的中水中提取熱量，這限制了其應用范圍，并且不能充分利用污水中的熱能。污水換熱器近年來研制成功，可直接大規(guī)模從污水中提取熱量，并在哈爾濱實現(xiàn)了高效的污水熱泵供熱，處于世界領先水平。如果進一步完善和大規(guī)模推廣，應能成為我國北方大型城市建筑采暖的主要構成方式之一。地埋管式土壤源熱泵見圖10-6，通過在地下垂直或水平埋入塑料管，通過循環(huán)工質，成為循環(huán)工質與土壤間的換熱器。在冬季通過這一換熱器從地下取熱，成為熱泵的熱源；在夏季從地下取冷，使其成為熱泵的冷源。這就實現(xiàn)了冬存夏用，或夏存冬用。目前這種方式的問題是初投資較高，并且由于需要大量從地下取熱、儲熱，僅適宜低密度建筑。與建筑基礎有機結合，從而進一步降低初投資，提高傳熱管與土壤間的傳熱能力，將是今后低密度建筑采用熱泵解決采暖空調冷熱源的一種有效方式。熱泵技術的核心思想是通過逆卡諾循環(huán)提升能源品味，以較少的能源（通常為電能）消耗獲得較多的冷熱量。應用熱泵技術的前提有兩個：有足夠可用、易得的低品位熱能（通常從水體、土壤、空氣中獲得）；整個系統(tǒng)的綜合效率超過采用傳統(tǒng)冷熱源技術的系統(tǒng)。只有這兩個條件同時具備，熱泵技術才能應用于大型公共建筑。10.2.2輸配系統(tǒng)在大型公共建筑采暖空調能耗中，60%?70%的能耗被輸送和分配冷量、熱量的風機水泵所消耗。這是導致此類建筑能源消耗過高的主要原因之一。其環(huán)節(jié)見圖10-7.對大規(guī)模集中供熱系統(tǒng)，負責輸配熱量的各級水泵的能源消耗也在供熱系統(tǒng)運行成本中占很大比例。分析表明這部分能量消耗可以降低50%?70%，因此，降低輸配系統(tǒng)能源消耗應是建筑節(jié)能中尤其是大型公共建筑節(jié)能中潛力最大的部分。如何通過調節(jié)改變風機水泵工作狀況，使其與已有管網(wǎng)相匹配，從而在高效工作點工作，是對風機水泵和管網(wǎng)技術的挑戰(zhàn)。僅這一技術的突破，就可使輸配系統(tǒng)能耗降低一半，因此是具有巨大節(jié)能效益的挑戰(zhàn)。目前國內外都有在此方面努力，但尚無創(chuàng)新性突破。目前變頻器的質量已很可靠，且成本足夠低。采用變頻風機、變頻水泵對流量進行調節(jié)已很普及，與各種調節(jié)方式的比較見圖10-8.但大多數(shù)采暖空調的輸配系統(tǒng)的結構設計還是基本上沿用傳統(tǒng)的基于閥門調節(jié)的輸配系統(tǒng)，沒能真正發(fā)揮變頻調速的作用。水泵的能耗一半和風機的能耗25%?40%都能消耗在各種閥門上。徹底改變輸配系統(tǒng)結構，去掉調節(jié)閥，用分布的風機水泵當調節(jié)裝置，即不是用閥門消耗多余能量，而是用風機水泵補充不足能量，這可以使輸配系統(tǒng)能耗比目前降低50%?70%（還不包括提高風機水泵效率）。目前國內外都在此方面進行嘗試，并有一些成功的工程實例。但需要大量的研究與推廣工作。包括滿足這種調節(jié)性能的恒流量特性的風機水泵的研究，新的輸配系統(tǒng)結構與設計方法，新的調節(jié)理論與方法等?？赡芨匾倪€有改變工程技術人員的傳統(tǒng)觀點和設計運行方法，才能使這一方式最終能廣泛應用。為降低輸配系統(tǒng)能耗，目前已認識到應盡可能用水代替空氣作為傳輸媒介，從而可以較小的能耗為代價輸送更多的熱量、冷量。而通過管道輸送水所需要的能耗還可進一步通過在水中添加減阻劑來降低。國內外的研究都表明采用某些減阻劑可是管道阻力降低到20%，這將極大地降低輸配系統(tǒng)能耗。但需進一步研究如何提高這種方式的穩(wěn)定性，消除其對傳熱過程的不利影響，并降低其造價，避免減阻劑本身可能造成的環(huán)境污染等技術問題。與減阻劑方法向對應的是采用功能熱流體方法。將相變溫度在系統(tǒng)工作范圍內的相變材料微粒摻混于水中，制成“功能性熱流體”，可以通過相變吸收和釋放熱量，從而可在小溫差下輸送大量熱量。這就可以大大減少循環(huán)水量，從而使輸送能耗降低到原來的15%?30%。目前這一方向的研究中，已研制成這種流體，大量的傳熱和阻力特性試驗表明其具有良好的動力特性和傳熱特性。但最終在工程中全面推廣還要解決穩(wěn)定性、成本問題等諸多難點。此方向的工作主要針對降低大型公共建筑能耗。有效的技術突破可使大型公共建筑采暖空調能耗降低40%，這相當于這類建筑的總能耗降低20%。10.2.3末端設備常規(guī)的末端設備有風機盤管、空調箱等，與空調相對應的末端裝置有各種散流器、風口等。隨著人們對室內環(huán)境更高的要求和節(jié)能的需要，一些新的末端設備和末端裝置逐漸開始在大型公共建筑中得到應用。這些設備和裝置體現(xiàn)著新的空氣調節(jié)理念，是這些理念的實現(xiàn)手段。這些理念包括：（1）置換通風置換通風的工作原理是以極低的送風速度（0.25m/s一下）將新鮮的冷空氣由房間底部送入室內，由于送入的空氣密度大而沉積在房間底部，形成一個空氣湖。當遇到人員、設備等熱源時，新鮮空氣被加熱上升，形成熱羽流作為室內空氣流動的主導氣流，從而將熱量和污染物等帶至房間上部，脫離人的停留區(qū)。回（排）風口設置在房間頂部，熱的、污濁的空氣就從頂部排出。于是置換通風就在室內形成了低速、溫度和污染物濃度分層分布的流暢。（2）熱濕獨立控制溫度和濕度調節(jié)是空調系統(tǒng)的兩大功能，夏季空調的作用是對空氣進行降溫和除濕處理。由于除濕的需要，目前空調都使用5?7°C冷水或更低的低溫水作為冷媒，對空氣進行處理。而如果僅為了降溫，采用18?20C的冷源都可滿足要求。盡管一般除濕負荷僅占空調負荷的30%?50%,但是目前大量的顯熱負荷也用這樣的低溫冷媒處理，就導致冷源效率低下。近年來此領域的一個重要方向就是采用溫度、適度獨立控制的空調方式，見圖10-9.將室外新風除濕后送入室內，可用于消除室內產濕，并滿足新鮮空氣要求；而用獨立的水系統(tǒng)使18?20C溫度的冷水循環(huán)，通過輻射或對流型末端來消除室內顯熱。這一方面可避免采用冷凝式除濕時為了調節(jié)相對濕度進行再熱而導致的冷熱抵消，還可用高溫冷源吸收顯熱使冷源效率大幅度提高。同時這種方式還可有效改善室內空氣質量，因此，被普遍認為是未來的主流空調方式。與變風量系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)實現(xiàn)了室內溫度和濕度的分別控制、冬夏末端裝置的共用，尤其實現(xiàn)了新風量隨人員數(shù)量同步增減。從而避免了變風量系統(tǒng)冬季人員增加，熱負荷降低，由于送風量減少新風量也隨之降低的問題。與目前的風機盤管加新風方式比較，免去了凝水盤和凝結水排出系統(tǒng)，徹底消除了實際工程中經常出現(xiàn)這一問題的隱患。由于室內相對濕度可一直維持在60%以下，較高的室溫（26C）就可以達到熱舒適要求。這就避免了由于相對濕度太高，只得把室溫降低（甚至到20C），以維持舒適要求的問題。及降低了運行能耗，還減少了由于室內外溫差過大造成的熱沖擊對人體健康的危害。與置換通風對應的末端是地板下送風口；與輻射采暖/供冷對應的末端是輻射吊頂或地板；與溫度、濕度獨立控制對應的末端設備是溶液除濕機組合和顯熱末端等。置換通風末端。置換通風初始于北歐，是一種新型的通風形式。它可使人停留區(qū)具有較高的空氣品質、熱舒適性和通風效率，同時也可以節(jié)約建筑能耗。圖10-10給出了置換通風的原理示意圖。由于置換通風借助室內熱源的熱羽流由下至上的活塞流型，因此室內空氣形成明顯分層，工作區(qū)能獲得足夠新鮮的送風空氣，室內空氣品質較高。輻射式空調末端，見圖10-11.輻射板一般以水作為冷媒傳遞能量，其密度大、占空間小、效率高；冷媒通過特殊結構的系統(tǒng)末端設備——輻射板，將能量傳遞到其表面，并通過對流和輻射的方式直接與室內環(huán)境進行換熱，極大地簡化了能量從冷源到終端用戶的傳遞過程，減少不可逆損失，提高低品質自然冷源的可利用性。一般地，輻射冷卻系統(tǒng)工作在“干工況”及表面溫度控制在室內露點溫度以上；這樣，室內的熱環(huán)境控制和濕、空氣品質的控制被分開，輻射冷卻系統(tǒng)負責除去室內顯熱負荷、承擔將室內溫度維持在舒適范圍內的任務，通風系統(tǒng)則負責人員所需新鮮空氣的輸送、室內濕環(huán)境調節(jié)、污染物的稀釋和排放等任務。這一獨立控制策略，使得空調系統(tǒng)對熱、濕、新風的處理過程有可能分別實現(xiàn)最優(yōu)，對建筑物室內環(huán)境控制的節(jié)能具有重要意義。此外，輻射冷卻系統(tǒng)還具有避免吹風感、提高舒適性、將采暖和空調的末端設備統(tǒng)一等特點，具有非常廣闊的應用前景。干式風機盤管除輻射式空調末端外，在歐洲還相繼出現(xiàn)了可實現(xiàn)溫度獨立控制、表面無冷凝水的對流干式風機盤管。常規(guī)空調系統(tǒng)中，由于采用冷凝除濕方式，風機盤管還帶有凝水盤及冷凝水管路，不僅使得設備復雜，而且凝水盤也很有可能成為微生物滋生的溫床。在溫、濕度獨立控制系統(tǒng)中，風機盤管運行在干工況情況，不再有冷凝水產生，從而使得風機盤管的結構更加的簡單和緊湊。10.3節(jié)能診斷中常見問題和案例分析由于設備系統(tǒng)形式、運行時間長短和經營狀況的不同，同類大型公共建筑之間的能耗會有所差異，但更主要的原因則是由于設計方案、工程實施和運行維護階段中的失誤乃至錯誤造成的各類技術問題，從而導致包括圍護結構、空調系統(tǒng)、照明和用電設備存在巨大的能源浪費。10.3.1新風的問題由于新風處理需要較大的冷量和熱量，運行維護人員通常不會主動增加新風，有些大樓為了節(jié)能甚至將新風關死，因此對大型公共建筑，目前主要的問題是一些難以被發(fā)現(xiàn)的無組織新風和不合理的新風使用導致的能耗增加。相反，有一些大樓通過春秋季引入新風實現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。實例1煙囪效應導致某寫字樓大堂冬季偏冷某寫字樓大堂冬季溫度偏低，一般為10°C左右，無法達到設計要求。此外，在首層電梯廳，有風速過大的現(xiàn)象，電梯經常發(fā)出嘯叫，電梯門關不上，需要保潔員在電梯外閉合才能正常運行。針對上述問題，首先在樓道內放煙霧，檢查漏風，發(fā)現(xiàn)電梯井和消防逃生用樓梯井等處跑煙嚴重，初步確定為問題所在，之后詳細測試了大樓的風平衡。從圖10-13的測試結果可看出，寫字樓一層大廳有22932m3/h的冷空氣滲入，大廳的新風量增大，新風負荷遠大于設計值。導致新風量偏大的原因是電梯井的煙囪效應。辦公樓的樓頂?shù)碾娞輽C房與電梯井相通，電梯機房的屋頂又開了兩個大洞，這樣恰好形成了熱氣流沿電梯井上升的通路，而大廳的外門則是室內補風的通暢入口。這樣，電梯井就像大廈的一個敞口的排風道，將大廈內熱空氣抽到室外。此外，大廳裝修時，吊頂和室外部分施工孔洞沒有完全封堵，也加重了室外冷風滲入的影響。通過將電梯機房上方的洞口用活動蓋板堵住，加強電梯機房門窗的密閉性，使熱空氣不能從此處流向室外，消除了煙囪效應，從而減少大廳的新風進風量，使一層大廳變暖并解決電梯嘯叫問題。實例2地下機房不應采用全新風負擔某飯店工程部為提高后勤人員工作條件，安裝一臺新風機組為地下冷凍機房供冷，測試中發(fā)現(xiàn)機房夏季溫度很低，一般在21?22C。利用冷機測試數(shù)據(jù)，通過能量平衡計算出地下機房設備全年發(fā)熱量為400GJ，由此通過室內外溫、濕度參數(shù)和新風量計算得出地下機房全年的供冷量，將其折合成電費后高達4萬多元，造成了沒有必要的浪費。實際上，地下機房平時無人，工作人員僅在抄寫運行記錄是進入，完全沒有必要對大空間整個提供新風。后經改造，在人員工作間內安裝分體空調，新風機組只供新風而不進行降溫處理。實例3利用已有豎井增大新風量實現(xiàn)節(jié)能某大廈由于各樓層之間新風分配不均勻，部分樓層的客戶反映新風量不夠、空氣品質差。為解決此問題，大廈利用原有豎井，在二層機房內增設兩臺新風機組，加上原來放置在屋頂機房內的兩臺機組，新風量在原有基礎上增大一倍。改造后徹底解決了客戶投訴新風量不夠的問題，同時發(fā)現(xiàn)通過過渡季利用新風還能夠節(jié)約部分冷凍機的電耗。由圖10-14可以看出：2001年3月、4月冷凍機的開啟時間比2000年同期明顯縮短，達到很好的節(jié)能效果。5月冷凍機的運行時間增多，是由于室外的平均氣溫明顯高于2000年同期，所需的冷負荷增大所致。10.3.2冷熱源的問題大型公共建筑冷熱源的主要問題有系統(tǒng)方式不合理、冷凍機選型偏大、運行維護不當三個問題，具體如下。實例4采用風冷熱泵供熱導致電耗偏高某政府辦公建筑采用風機盤管加新風的空調方式，冷熱源為風冷熱泵機組。冬季由于供水溫度在實際運行當中達不到使用要求，又增設了一組100kW的電加熱器。結果發(fā)現(xiàn)冬季總電耗急劇升高。以2004年為例，4月與1月的總電耗相差11萬kW?h。即使不考慮結霜等因素的影響，按照風冷熱泵樣本中不同溫度下的制熱量，機組在環(huán)境溫度為-11°C時的制熱量為400kW，輸入功率為180kW，再計入電加熱的100kW及水泵的15kW，系統(tǒng)最大負荷下的綜合COP(性能系數(shù))值僅為1.69，效率偏低。因此對于該辦公樓來講，采用風冷熱泵和輔助電加熱的供熱方式不合理。由于電耗偏高，該政府機關已考慮采用市政熱網(wǎng)供熱，為減少改造工程量，室內仍然使用原有的風機盤管。實例5冷凍機選型普遍偏大導致運行調節(jié)困難圖10-16是北京十家商場平均單位空調面積的冷機裝機容量和實際峰值冷量的數(shù)值，由于考慮各種各樣的安全系數(shù)，使商場平均單位空調面積的冷機裝機容量遠大于實際運行中的單位空調面積峰值冷量。大量的調查和測試表明，冷凍機選型偏大不僅是商場而且也是大型公共建筑中普遍存在的問題，很多大樓的冷凍機甚至一用兩備。冷機選型偏大不僅造成空調系統(tǒng)初投資的大量增加，而且在運行管理中帶來一系列問題。以某飯店為例，設有兩臺離心壓縮機制冷，每臺制冷量450冷噸(1575kW)。根據(jù)飯店冷機運行記錄繪制冷機制冷量曲線，如圖10-17(1)所示，建筑的實際負荷處于峰值負荷的時間很短，冷機大多數(shù)時間在比較小的負荷率下運行，在過渡季5月份及9月份期間，冷機的制冷量大約是750kW，是現(xiàn)有冷機額定制冷量的50%。低負荷率導致COP(性能系數(shù))很低，如圖10-17(2)所示，過渡季冷機的能效比為2.5左右，僅是額定值的50%。同時這段時間和周末需要加班空調時，還容易發(fā)生喘振。實例6不開的冷機蒸發(fā)器和冷凝器的水閥應關死圖10-18為某飯店冷凍水系統(tǒng)示意圖，2臺冷機對2臺水泵。而當只有1#冷機和與其對應的1臺水泵運行時，運行管理人員為了操作的方便，通常不關閉2#冷機的冷凍水閥。由于不運行的2#冷機旁通冷凍水，導致1#冷機的冷凍水量只有額定水量的近50%，COP很低，對冷機的高效運行不利。此外，由于冷凍水旁通導致混水，實際送入末端的冷水溫度達到10C，導致末端換熱效果不佳。同樣，冷凍機冷卻水通過不運行冷機旁通，也會使運行的冷凍機冷卻水量減少，影響冷機效率，并且，還導致進入冷卻塔的水溫降低，從而降低了冷卻塔的冷卻效果。以上只是兩臺冷機一臺運行、一臺旁通(即冷凍水近似減為額定水量的50%)的情況，如果旁通的冷機數(shù)目增加，對運行冷機的影響將更大。因此在低負荷時暫停運行的冷凍機蒸發(fā)器和冷凝器側的水閥應關死，否則冷凍水和冷卻水會從未關閉的通路分流，大大影響制冷效果。10.3.3輸配系統(tǒng)問題由水泵和空調箱風機組成的輸配系統(tǒng)，盡管裝機功率比冷凍機低，但由于運行時間長、控制調節(jié)效果差，電耗往往比冷機還高，是測試過程中發(fā)現(xiàn)問題最多的環(huán)節(jié)。概括來講，主要有選型偏大導致偏離高效工況點、管路設計和閥門設置不當、控制調節(jié)效果差三類問題。實例7泵選型普遍偏大、效率低下圖10-19(1)是對全國各地63家直燃機用戶單位空調面積水泵(包括冷凍冷卻泵)電耗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，圖10-19(2)是北京市部分星級賓館的冷凍泵電耗占冷機電耗的百分比。可見水泵電耗在空調電耗中占很大比重，此外不同建筑物的水泵電耗差異較大。導致上述問題的原因有地域不同、空調系統(tǒng)運行時間不同、水系統(tǒng)形式不同、建筑類型不同的因素，但仔細分析能耗高的幾個建筑，都存在圖10-19(3)所示水泵工作揚程小于銘牌值、工作流量大于銘牌值、工作點嚴重偏移的共同現(xiàn)象。水泵選型偏大會導致電流超標，為避免電機燒毀，一些大樓的運行工人只能多開水泵，從而降低單臺水泵的電流。另外一些大樓則只能關小閥門，見圖10-19(3)，這種工況下泵的效率多在40%?50%徘徊，最低的甚至在20%以下。實例8水系統(tǒng)不合理的閥門設置導致水泵電耗增加某賓館兩臺冷凍機，原設計為確保兩臺冷機流量分配均勻，在冷凍泵出口均安裝了平衡閥。如圖10-20所示。實測結果表明水泵揚程為40m，但平衡閥壓降達12mm。統(tǒng)計賓館全年泵耗，僅水泵出口處的平衡閥造成其前其后的壓力損失，一年的電耗約15萬kW?h。除平衡法的問題外，還有一些工程實施中的問題，諸如閘板閥閥板掉落、電動閥閥位顯示開啟實際上機械部分工作不正常、工程安裝完成后一些諸如手套等雜物未取出等也是導致空調水系統(tǒng)工作異常的原因。如不加詳細診斷，運行人員通常會認為是水泵偏小，于是更換大號水泵，結果導致水泵電耗增加。實例9二次泵系統(tǒng)的控制調節(jié)問題通常的觀念認為：如圖10-21所示的二次泵系統(tǒng)相比一次泵系統(tǒng)要節(jié)能。但是對北京市部分建筑的冷凍泵電耗進行統(tǒng)計，如表10-1所示，目前大多數(shù)一次泵系統(tǒng)水泵全年電耗達到冷機全年電耗的20%?35%，但是二次級泵系統(tǒng)的冷凍泵全年電耗一般達到冷機全年電耗的30%?50%。也就是說二次泵系統(tǒng)在實際運行過程中反而更費能，與理論上二次泵系統(tǒng)更節(jié)能的提法不一致，而且是一個非常嚴重的普遍性現(xiàn)象。經過測試和分析可以得到在同樣的冷量下，當采用不同種類的空調末端時，用戶側水系統(tǒng)和冷機流量的關系是不同的。當水系統(tǒng)末端是水閥自控的空調機組時，部分負荷下，用戶側需要的流量通常比冷機需要的流量小，當采用臺數(shù)調節(jié)的二次泵系統(tǒng)時，可以減少次級泵的運行臺數(shù)，達到節(jié)能的目的。但是當末端存在大量水側不控的空調末端并且采用臺數(shù)調節(jié)的二級泵系統(tǒng)時，用戶側運行在大流量和小溫差的工況下，二次泵電耗會偏高。因此合理的水系統(tǒng)形式和控制調節(jié)方式對能耗有很大影響。實例10風機啟?？刂撇缓侠韺е履芎脑黾颖本┦心炒髲B，總建筑面積近26萬m2,空調機組近200臺，散布在裙房、地下室和四個塔樓等多個空調機房。大廈為降低經營成本，采取減員增效的舉措，空調值班人員僅4人，根據(jù)值班人員反映，由于大廈自控系統(tǒng)安裝時間較早，建成后一直未正常使用，處于癱瘓狀態(tài)，空調箱全部手動控制，200臺空調箱的風機啟停一次需要2個小時。為不影響大廈經營，空調箱風機基本處于常年連續(xù)運行的狀態(tài)。實際上對該大樓只要實現(xiàn)最簡單的空調箱風機遠程啟?？刂?，每年僅風機電耗既可節(jié)省130萬kW?h，節(jié)約運行費78萬元。實例11某商場送回風機不匹配，冬季各層溫度分布差異極大某商場一至四層冷熱不均，突出表現(xiàn)為冬季四層偏熱、一層偏冷，出現(xiàn)一層售貨員穿羽絨服、四層售貨員穿短袖襯衫的有趣現(xiàn)象。圖10-22(1)是1998年11月9日各層的溫度實測值?？梢钥闯觯虉鲆粚拥目諝鉁囟容^低只有13?15°C，但是四層溫度高達24?26°C，冷熱不均導致商場的舒適性下降。商場出現(xiàn)上述問題的根本原因是雙風機系統(tǒng)的送風機和回風機不匹配，新風無法進入空調箱。圖10-22(2)是一臺較典型空調機組的回風、排風、新風和送風道的實際測量值。可以看出，其新風管實際成了排風管，室內負壓比較大，商場大門處有大量新風涌入，使新風負荷加大。圖10-22(3)和10-22(4)分別是正常的風管風壓和回風機揚程偏大時的風管風壓的示意，從圖中可以看出，回風機需要的揚程和送風機需要的揚程是不一樣的，當回風機揚程偏大時，混風閥后將是正壓，新風無法進入空調機組，同時房間將出現(xiàn)負壓，漏風量增加。商場設計的最小新風比為12%，可是由于送回風機不匹配，造成整個商場實際的新風比常年在30%左右，能耗增加。針對此問題，通過改變各臺空調機組送、回風機電機的皮帶輪，適當提高送風機轉速和降低回風機轉速來進行改造，取得了良好的效果，不僅由于一層新風漏風量大量減少，使得室內的舒適性有較大提高，一層冬季偏冷和夏季偏熱現(xiàn)象好轉，而且使空調系統(tǒng)由于新風負荷減少每年節(jié)省15萬元的電耗。10.3.4空調末端的問題實例12末端軟管風道變形導致空調送風溫度過低某寫字樓采用變風量空調系統(tǒng)，實際運行過程中，某些房間的客戶投訴夏季偏熱，為滿足這些房間的溫度要求，不得不降低送風溫度，最低時候設定為14°C。偏熱投訴減少了，但是相鄰房間的其他客戶反映過冷，而且房間有噪聲。觀察中控室的監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)投訴偏熱的房間的變風量箱的開度已達到最大值，而其他房間的變風量箱的開度普遍為最低限。檢查投訴偏熱房間的變風量箱，發(fā)現(xiàn)連接變風量箱出口和末端封口之間的軟管風道在寫字樓的客戶對房間進行二次裝修時遭到破壞，具體講有10-23所示的三種情況：軟管風道末端變形，風道出口面積大大減小。軟管風道中部有扭曲或大角度拐彎，風道截面積變小。軟管風道沒有和送風口直接連接，送風只到吊頂，而未進入房間。和出現(xiàn)上述三種情況的軟管風道相連接的VAV-BOX，運行時會出現(xiàn)風閥開到很大（80%?100%）以后送風量還遠遠達不到要求的問題。軟管風道被破壞后，與之相連的房間的送風量很小，以夏天為例，送入房間的冷空氣量很少、冷量很小，客戶感到悶熱后，將房間溫度的設定值大幅度降低（18C），即使如此，房間內仍然會很熱，于是客戶向運行管理人員投訴。對于這種投訴的處理，大廈運行管理人員采用的方法是盡可能地降低送風溫度，甚至到一個不合理的值（14C），這種方法雖然可以使得投訴客戶所在的房間溫度有所降低，但是并不能根本解決房間過熱的現(xiàn)象，而且會影響整個系統(tǒng)的運行。此外送風溫度越低，要求的冷凍水溫度越低。冷凍水溫度降低以后（該大廈現(xiàn)有的冷凍水出水溫度有時低至5C或6C），會導致冷凍機的效率降低，產生同樣的制冷量需要的電耗增加。由上述分析可知，二次裝修對軟管風道的破壞，并不僅僅影響一兩個房間，它會對整個空調系統(tǒng)產生很大影響，從相鄰房間的VAV-BOX到所在系統(tǒng)的空調機組到整個大廈的冷凍機，最終不僅使得房間內的舒適性差，而且會浪費很大一部分電能，使得整個空調系統(tǒng)的運行費用增加。實例13清洗風機盤管確保換熱效果某賓館采用新風+風機盤管系統(tǒng)，部分客房的用戶投訴空調效果差，對這部分房間進行測試，風機盤管送風量僅為額定值的30%?40%。對其中一個房間的風機盤管進行清洗，從圖10-24中可以看出，沖洗后風量明顯增加。因此目前客房空調換熱效果差