公共建筑空調系統(tǒng)運行能效及運行監(jiān)測參數(shù)初探(精)

1、公共建筑空調系統(tǒng)運行能效及運行監(jiān)測參數(shù)初探重慶大學 閔曉丹，付祥釗，肖益民 重慶市建筑技術發(fā)展中心 姜涵摘 要： 空調系統(tǒng)運行能效比對于判定空調系統(tǒng)是否節(jié)能運行十分重要。本文通過對5個工程運行管理和運行記錄的調查分析， 從計算空調系統(tǒng)運行能效比的角度出發(fā)，分別提出冷水機組燃氣鍋爐， 直燃機，水環(huán)熱泵三種空調系統(tǒng)重點用能設備必要運行監(jiān)測參數(shù)和記錄頻率，并將實際工程參數(shù)的記錄情況與之比較， 發(fā)現(xiàn)實際工程運行記錄和運行管理中存在的一些問題，提出一些意見和需要注意的問題， 為健全企業(yè)運行記錄管理提供參考。關鍵詞： 空調系統(tǒng)運行能效比 運行記錄 運行管理0 引言 空調系統(tǒng)能效比是判斷空調工程是否節(jié)能的重

2、要指標?？照{系統(tǒng)能效比包括設計能效比和運行能效 比。 其中設計能效比用于規(guī)范設計節(jié)能，是判斷設計階段空調系統(tǒng)是否節(jié)能的重要依據(jù)， 重慶市對其限值已有相關規(guī)定；運行能效比是指運行過程中空調系統(tǒng)實際供冷/熱量與空調設備實際耗電量的比值，對于判斷在實際運行過程中，空調系統(tǒng)是否節(jié)能具有十分重要的意義。在計算運行能效比時，空調系統(tǒng)的運行記錄是一個最基礎的資料，作者通過對 5 個空調工程運行管 理和運行記錄的調查分析， 從計算運行能效比的角度提出空調系統(tǒng)運行的必要監(jiān)測參數(shù)， 發(fā)現(xiàn)運行記錄 和管理中存在的一些問題，提出一些完備建議。1空調系統(tǒng)運行能效比SEER勺計算方法1.1 整個空調系統(tǒng)運行能效比 SEE

3、R空調系統(tǒng)運行能效比 SEER=單位時間內空調系統(tǒng)的實際供冷（熱）量 刀Q /此單位時間內，空調系統(tǒng) 所有設備的耗電量總和刀N 其中刀Q的計算方法：根據(jù)公式 Q=C X mxA t 式中： Cp 水的定壓比熱水的質量（=水的密度X流量X時間），kg t 冷凍水/熱水進出口溫差（=出口溫度-進口溫度），C 刀N包括用電設備的耗電量和非用電耗能設備所耗燃料的折算電量。注：1）2）1.2 子系統(tǒng)運行能效比 SEER i子系統(tǒng)運行能效比 SEERi=單位時間內空調系統(tǒng)的實際供冷（熱）量刀Q /此單位時間內，子系統(tǒng)i的耗電量總和 刀Ni （i=i , 2, 3）注： 1）子系統(tǒng)包括冷熱源系統(tǒng)（冷熱源主機

4、和冷卻水系統(tǒng)）、水系統(tǒng)、風系統(tǒng)2）刀Ni包括用電設備的耗電量和非用電耗能設備所耗燃料的折算電量。2 各類空調系統(tǒng)運行記錄調查分析 此次調查了 5個工程，系統(tǒng)形式有三類：冷水機組燃氣鍋爐，直燃機，水環(huán)熱泵。以下就根據(jù)系統(tǒng) 形式分別討論。2.1冷水機組+燃氣鍋爐1所示。2.1.1重點用能設備必要運行監(jiān)測內容注：該表格參數(shù)擬訂的前提是各個子系統(tǒng)沒有分項計量。 系統(tǒng)耗電量時，每隔12小時記錄一次電表讀數(shù)即可。 2.1.2實際工程空調運行記錄調查分析 2個工程的空調機組運行記錄表頭見表2,表3。表2: A酒店空調機組運行記錄表頭為了計算出空調系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)的運行能效比，重點用能設備必須的運行監(jiān)測內容如

5、表表1重點用能設備必要運行監(jiān)測內容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算實際供冷量刀Q冷凍水供水溫度12小時1次冷凍水回水溫度冷凍水流量計算實際供熱量 刀Q鍋爐供水溫度12小時1次鍋爐回水溫度熱水流量計算冷源子系統(tǒng)刀Ni冷水機組：電流表讀數(shù)或者電流百分 比12小時1次冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、 水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) （如果是多風機冷卻塔還需要記錄 風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需 要記錄風機運行檔數(shù)）計算熱源子系統(tǒng)刀N天然氣表讀數(shù)12小時1次計算水系統(tǒng)刀N2冷凍水泵/熱水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺

6、數(shù)、 水泵頻率12小時1次計算風系統(tǒng)刀N3空調箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù)12小時1次如果各個子系統(tǒng)有分項計量，那么計算各個子水冷空調機組運行巡查記錄表記錄 時間環(huán)境溫1*機組2 *機組冷凍水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)記錄人注：高低高低壓縮機蒸發(fā)器冷壓縮機冷凝器冷冷風每兩小時 記錄 一次MPaMPaMPa進水進 水出水出口凍水泵進水進 水出水出口卻水泵卻 塔 水機工作水壓水壓工水壓溫壓工位狀溫C力溫C力作溫C力度C力作態(tài)MPaMPa狀MPaMPa狀態(tài)態(tài)I=t貝壓MPa表3: B辦公大樓空調機組運行記錄表頭空調機組運行記錄記錄時間（每 小時 記錄 一次）冷熱冷熱冷卻冷卻水進水進水進水進蒸

7、發(fā)冷凝出口出口出口出口溫溫溫壓力溫壓力度C度C度CMPa度CMPa電流%冷熱水泵啟動臺數(shù)/機號冷卻水泵啟動臺數(shù)/機號冷卻塔啟動臺數(shù)/機號實際記錄的參數(shù)如下表所示 ,其中"為記錄了的參數(shù),X為未記錄的參數(shù)。 表4實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)A酒店B大樓冷凍水供水溫度VV冷凍水回水溫度VV冷凍水流量XX鍋爐供水溫度XX鍋爐回水溫度XX熱水流量XX冷水機組：電流表讀數(shù)或者電流百分比XV冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率VV冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機 冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)，如果風機是變檔 還需要記錄風機運行檔數(shù)）VV天然氣表

8、讀數(shù)XV冷凍水泵/熱水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率VV空調箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù)XX2.2直燃機2.2.1重點用能設備必要運行監(jiān)測內容直燃機的能耗包括用電和用氣兩個部分，需要監(jiān)測的內容和冷水機組+燃氣鍋爐形式基本一樣,是在冷熱源子系統(tǒng)刀 N1上稍有不同，如表 4所示。其余參數(shù)均與表1相同。表5冷熱源子系統(tǒng)刀N1必要監(jiān)測內容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算冷源子系統(tǒng)刀z直燃機：1)電流表讀數(shù)或者電流百分比2)燃氣耗氣量12小時1次冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻 率冷卻塔：電流

9、表讀數(shù)或者運行臺數(shù)(如果是 多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺數(shù)， 如 果風機是變檔還需要記錄風機運行檔數(shù))計算熱源子系統(tǒng)刀N直燃機：1)電流表讀數(shù)或者電流百分比2)燃氣耗氣量12小時1次2.2.3實際工程空調運行記錄調查分析2個工程的空調機組運行記錄表頭見表6,表7。表6: C大樓空調機組運行記錄表頭遠大直燃機運行記錄溫度C液位頻率Hz本班情況 記錄冷熱水 入口冷熱水 出口冷卻水 入口冷卻水出口高發(fā)排氣高發(fā)冷劑溶液 泵冷劑泵壓力MPa電流A能耗冷熱水 入口冷熱水 出口冷卻水 入口冷卻水 出口天然氣1號冷 溫水泵2號冷 溫水 泵1號冷 卻水 泵2號冷卻水泵天然氣(Nm3)電能(KWh)自來水(N

10、m3)表7: D大樓空調機組運行記錄表頭直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組運轉記錄表大氣蒸發(fā)器吸收器冷凝器壓力MPa溫度C冷水熱水冷劑水冷卻 水進 口溫 度C冷卻 水出 口溫 度C冷卻水 流量(m3/h)高發(fā) 溶液 溫 度C冷卻 水出 口溫 度C冷凝 溫 度C進口 溫 度C出口 溫 度C流量(m3/h)制冷量(kw)進口溫 度C出口 溫 度C流量(m3/h)采暖 量(kw)蒸發(fā)溫度冷劑水比重高壓發(fā)生器低壓發(fā)生器高溫熱交換器低溫熱交換器燃料 消耗 量（Nm）排煙 溫 度C高發(fā)壓力MPa冷劑 蒸汽 進口溫 度C冷劑水 出口溫 度C稀溶 液進 口溫 度C稀溶 液出 口溫 度C中間 溶液 進口溫 度C中間

11、溶液 出口溫 度C中間 溶液 濃度%稀溶 液進 口溫 度C稀溶 液出 口溫 度C稀溶 液濃 度濃溶液進口溫 度C濃溶液出口溫度C濃溶丿實際記錄的參數(shù)如下表所示 ,其中"為記錄了的參數(shù)，X為未記錄的參數(shù)。 表&實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)C大樓D大樓冷凍水供水溫度VV冷凍水回水溫度VV冷凍水流量XX熱水供水溫度VV熱水回水溫度VV熱水流量XX直燃機1）電流表讀數(shù)或者電流百分比-X2）燃氣耗氣量-X冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率-V冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果是多風機冷卻塔還需要記錄風機 運行臺數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機

12、運行檔數(shù)）-V冷凍水泵/熱水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率-V空調箱：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 風機盤管：電流表讀數(shù)-X注：C大樓各個子系統(tǒng)有分項記錄，子系統(tǒng)各個部分耗電量均有單獨電表記錄。2.3水環(huán)熱泵2.3.1重點用能設備必要運行監(jiān)測內容水環(huán)熱泵是一種比較特殊的系統(tǒng)，它只有冷熱源系統(tǒng)和風系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。水環(huán)熱泵的主機分散在各個空調房間的，沒有冷凍水系統(tǒng)，只有冷卻水系統(tǒng)，因此在計算實際供冷量刀Q時，采用冷卻水進出口溫差代替冷凍水進出口溫差.表9重點用能設備必要運行監(jiān)測內容數(shù)據(jù)用途需記錄的參數(shù)記錄頻率計算實際供冷量刀Q冷卻水供水溫度12小時1次冷卻水回

13、水溫度冷卻水流量計算實際供熱量刀Q熱水供水溫度12小時1次熱水回水溫度熱水流量計算冷源子系統(tǒng)刀N主機：末端壓縮機耗電量12小時1次冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運 行臺數(shù)變頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)、水泵頻率冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運 行臺數(shù)（如果是多風機冷卻 塔還需要記錄風機運行臺 數(shù)，如果風機是變檔還需要 記錄風機運行檔數(shù)）計算熱源子系統(tǒng)刀 N主機：末端壓縮機耗電量12小時1次鍋爐部分：天然氣表讀數(shù)計算風系統(tǒng)刀N2末端風機耗電量12小時1次2.3.3實際工程空調運行記錄調查分析此工程的空調機組運行記錄表頭見表10,表11。表10: F商鋪空調機組運行記錄表頭（夏季）空調制冷循環(huán)水系統(tǒng)運行

14、記錄環(huán)境溫度C電流(A)電流(A)LG號泵1A號泵2A號泵3A號泵頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz)冷卻水頻率(Hz)冷卻水出 溫C出 壓MPa出 溫C出 壓MPa出 溫C出壓MPa出 溫C出 壓MPa總 電 流（A）頻率(Hz)4A號泵冷卻水出壓MPa表11： F商鋪空調機組運行記錄表頭（冬季）實際記錄的參數(shù)如下表所示 ,其中"為記錄了的參數(shù),X為未記錄的參數(shù)。 表12:實際記錄參數(shù)需記錄的參數(shù)F大樓冷卻水供水溫度V冷卻水回水溫度X冷卻水流量X熱水供水溫度V熱水回水溫度V熱水流量X主機：末端壓縮機耗電量X冷卻水泵：定頻泵：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù) 變頻泵：電流表讀數(shù)或者

15、運行臺數(shù)、水泵 頻率V冷卻塔：電流表讀數(shù)或者運行臺數(shù)（如果 是多風機冷卻塔還需要記錄風機運行臺 數(shù)，如果風機是變檔還需要記錄風機運行 檔數(shù)）V鍋爐部分：天然氣表讀數(shù)V末端風機耗電量X3結論：3.1關于分項計量：（1） 從計算系統(tǒng)運行能效角度，分項計量是否有必要：從冷水機組+燃氣鍋爐，直燃機兩種系統(tǒng)形式來看，因為末端風系統(tǒng)比較分散，開停時間和狀態(tài)比較隨機，其分項計量是很有必要的，而其他兩個子系統(tǒng)只要做好相關的運行記錄，是可以比較精確的計算其能效情況的，分項計量是沒有必要的。水環(huán)熱泵系統(tǒng)形式比較特殊， 其關鍵性問題是末端主機分散，在一般情況下，末端主機壓縮機和風機的耗電量沒有單獨分開計量，因此分項

16、計量對于計算水環(huán)熱泵子系統(tǒng)能效比來說，是相當重要的。（2） 分項計量的電表安裝位置是否集中對于記錄工作的可行性和方便性是非常重要的。如C大樓中直燃機，冷卻水泵，冷卻塔，冷凍水泵，熱水泵電表，天然氣表的安裝位置集中，因此記錄頻率為一天一次，而末端電表分布在各樓層，因此記錄頻率為一個月一次。3.2關于記錄參數(shù)：（1）一般情況下，流量要通過特定的儀器進行測量，從機房現(xiàn)場無法直接讀出，因此運行記錄中一般不會有記錄，所以流量只有通過簡單的實際測量得出。因此冷凍水泵/熱水泵的逐時運行臺數(shù)記錄是必要的。如果是變頻泵還需要記錄逐時水泵頻率。（2）一般情況下，冷凍水/熱水進出口水溫均有記錄。需要注意的一點是，在

17、調查過程中，發(fā)現(xiàn)有大部分鍋爐都有電子表讀數(shù)， 有部分鍋爐的電子表讀數(shù)中用爐水溫度代替了出水溫度，但是如果爐水不直接參加供熱循環(huán)的情況下， 爐水溫度不是出水溫度， 二者的差別是相當大的， 因此在此種情況下， 記錄的 時候不能只是記錄鍋爐電子表上的進水溫度和爐水溫度，也應該記錄盤式溫度計上的鍋爐進出口水溫讀數(shù)。無法進行計量； 二是系統(tǒng)本身有 沒有對其進行計量或者記錄頻率比 健全運行記錄參數(shù)和管理制度對于診斷3.3 關于運行管理： 調查分析表明，在計算空調系統(tǒng)能效比的過程中，各類運行記錄當中存在各種各樣的問題，導致計 算存在困難，主要問題有兩個個方面：一是系統(tǒng)本身的計量條件有限， 計量條件， 但是管理工作