中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點與運(yùn)行管理1/sundae_meng目錄中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計問題中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能建議和措施21中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況1.1大型公建的特點大型公建：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：內(nèi)部發(fā)熱量大；無外墻的內(nèi)區(qū)比例大；能耗特點：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。31.2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、交通樞紐等到2004年全國總量僅為5億平米，全國此類建筑年耗電總量約為1000億度/年，占我國總發(fā)電量約5%；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。4北京市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%。5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)

30405080照明

15302065辦公設(shè)備

2020510電梯551015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）

759595160空調(diào)系統(tǒng)能耗一般占建筑總能耗的40%~60%。6不同大型公建逐月平均單位面積電耗（2004年結(jié)果）

夏季由于空調(diào)系統(tǒng)的使用，電耗顯著上升。71.3大型公建的能耗高的主要原因不合理的建筑設(shè)計產(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。中央空調(diào)系統(tǒng)不合理地設(shè)計與運(yùn)行產(chǎn)生的問題8中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與運(yùn)行管理問題不合理的空調(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。91.3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)計意圖未能得到落實設(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)101.4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)計采用新的節(jié)能的機(jī)電系統(tǒng)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112中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計問題2.1中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點分區(qū)問題冷熱源設(shè)計問題水系統(tǒng)設(shè)計問題風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計問題氣流組織問題控制系統(tǒng)問題122.1.1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。不同房間的運(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)”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。132.1.2冷熱源設(shè)計問題——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W/m2北京10個商場的冷熱源設(shè)計與運(yùn)行調(diào)查結(jié)果142.1.2冷熱源設(shè)計問題——選型過大北京某飯店冷熱源的設(shè)計與運(yùn)行情況152.1.2冷熱源設(shè)計問題——冷機(jī)的旁通13℃8℃13℃10.5℃不必要的冷凍水水泵的運(yùn)行導(dǎo)致水泵與冷機(jī)的電耗相同162.1.2冷熱源設(shè)計問題——冷卻塔旁通35℃28℃34℃34℃32℃172.1.3水系統(tǒng)設(shè)計問題—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；工況點嚴(yán)重偏離設(shè)計點，效率普遍為30％～50％；0.94MPa0.99MPa1.11MPa1.45MPa冷卻塔冷卻塔冷凍機(jī)310t/h-12m-34m+51m-5m只需17m的揚(yáng)程，卻選了51m揚(yáng)程的泵。182.1.3水系統(tǒng)設(shè)計問題—冷卻水泵選型過大需要揚(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的泵冷水機(jī)組標(biāo)高28米標(biāo)高0米標(biāo)高-10米冷卻水泵電耗增大1倍左右192.1.3水系統(tǒng)設(shè)計問題—冷凍水泵揚(yáng)程過大冷水機(jī)組冷卻泵冷凍水二次泵冷凍水一次泵用戶0.2MPa0.65MPa0.23MPa0.32MPa0.26MPa冷卻塔0.18MPa0.22MPa0.23MPa0.13MPa0.34MPa一般樓內(nèi)用戶側(cè)阻力為5～20米左右；消除二次泵過大的揚(yáng)程，降低二次泵出口閥門開度，僅為10％左右；二次泵的電耗大量浪費(fèi)在閥門，作了無用功。202.1.4風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計問題變風(fēng)量風(fēng)道設(shè)計采用了定風(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)計要求。原因：設(shè)計為變風(fēng)量系統(tǒng)，但主送風(fēng)道設(shè)計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。

21風(fēng)壓圖P}靜壓全壓動壓P＝022采用環(huán)形風(fēng)道，使風(fēng)道接近于靜壓箱的效果環(huán)形風(fēng)道送風(fēng)機(jī)回風(fēng)機(jī)送風(fēng)管回風(fēng)管232.1.4風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計問題—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)計的，無法再增加新風(fēng)量。242.1.5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16C(13~29C)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。252.1.5室內(nèi)氣流組織問題夏季造成頭部吹風(fēng)感某開放式空間辦公樓；原設(shè)計采用條縫風(fēng)口形成窗側(cè)空氣幕；結(jié)果造成窗前人員的吹風(fēng)感262.1.6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)計人員只注重單點設(shè)計沒有提出詳細(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)？273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)。28案例：首都大酒店運(yùn)行管理與節(jié)能改造經(jīng)驗總面積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

2005年度建筑賓館客房、裙房和寫字樓耗電量統(tǒng)計29建筑全年分項耗電量統(tǒng)計

空調(diào)系統(tǒng)分項用電量分配各分項耗電量統(tǒng)計注：冷機(jī)消耗天然氣量已按照等效電折算到總電量中

冷站占大部分冷熱源和水泵占大部分30冷源改造設(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。

時間段電價谷電時段23:00－7:000.35元/度平電時段7:00－8:00和11:00－18:000.71元/度峰電時段8:00－11:00和18:00－23:001.10元/度北京地區(qū)不同時段的電價政策在不同的電價時段，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。31冷機(jī)采用不同運(yùn)行策略的運(yùn)行費(fèi)用比較方案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。7月5日－7月6日一天冷凍站運(yùn)行費(fèi)用分析32冷機(jī)采用不同運(yùn)行策略的運(yùn)行費(fèi)用比較峰電時段：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。該案例中，應(yīng)該優(yōu)先開啟離心機(jī)的運(yùn)行方案

33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)。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%冷站部分全年運(yùn)行費(fèi)用

對無成本改造方案——應(yīng)當(dāng)落實

34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；

35一機(jī)對多泵的現(xiàn)象造成旁通水量

冷機(jī)：3＃、5＃開1＃、2＃關(guān)水泵：5＃、3＃、1＃開2＃關(guān)結(jié)果：造成從2＃冷機(jī)旁通的水流量比3＃冷機(jī)的水流量還大。5＃1＃2＃3＃回水36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37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。38改造方案與節(jié)能潛力重新布置冷卻塔填料，使布水均勻；更換冷卻塔破損的擋板，減少漂水損失。更換冷卻塔擋板后，每天可減少飄水量40t/臺，預(yù)計全年由于減少飄水而節(jié)約2.5萬元。低成本改造——應(yīng)當(dāng)鼓勵39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40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。