大型公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理

大型公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理XXX，博士，副教授清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心2009年7月一、節(jié)能運(yùn)行管理：用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)各類(lèi)公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值注1：以上單位面積能耗數(shù)值均為：建筑年總能耗耗/（建筑面積-車(chē)庫(kù)面積）注2：一般采用樣本的統(tǒng)計(jì)平均值+1倍方差作為標(biāo)準(zhǔn)值；部分標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算得到引自：北京市標(biāo)準(zhǔn)《DBJ/T11–6XX-2008公共建筑節(jié)能檢測(cè)評(píng)估》（送審稿）分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用原始能耗數(shù)據(jù)采集/遠(yuǎn)傳/存儲(chǔ)分項(xiàng)能耗拆分計(jì)算應(yīng)用案例：發(fā)現(xiàn)AHU的管理漏洞從6.12到9.30，節(jié)省了64,000kWh(24%)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率指標(biāo)體系全年累計(jì)工況WTFchw=30典型工況WTFchw=35全年累計(jì)工況WTFchw=25典型工況WTFchw=30引自：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GBT17981-2007空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》應(yīng)用案E：空調(diào)系統(tǒng)冷站節(jié)能診斷北京市6座大型公共建筑冷站年能耗指標(biāo)對(duì)比（單位：kWh/m2.a）ZLCFCYMYMZ22.310.57.211.69.7ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3COP值在不同時(shí)段的差異很大建筑CY的冷機(jī)COP偏低國(guó)標(biāo)限值三臺(tái)同型冷機(jī)，1號(hào)、2號(hào)出現(xiàn)異常，只有3號(hào)冷機(jī)正常運(yùn)行建筑MY的的冷機(jī)COP偏低8月份COP值明顯顯低于7月月份國(guó)標(biāo)限值建筑MY的的COP隨隨冷負(fù)荷而而下降MY冷機(jī)COP偏低低的原因：：負(fù)載率偏偏低8月負(fù)載率率明顯低于于7月，所所以效率較較低大冷機(jī)負(fù)載載率分布在在20%~80%的范范圍，平均均值偏低ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3建筑ZL的的WTFcw偏低深入節(jié)能診診斷表明，，原因是冷冷卻泵選型型偏大國(guó)標(biāo)限值ECplant(kWh/m2.a)EERplantCOPWTFcwWTFchwZL22.33.35.417.522.1CF10.53.65.334.722.0MY9.73.54.4N/AN/AMZ11.63.24.233.330.6CY7.23.34.237.124.3多個(gè)建筑的的WTFchw指標(biāo)偏低深入節(jié)能診診斷之后的的解釋?zhuān)篫L：一次次冷凍泵選選型偏大CF：二次次冷凍泵選選型偏大CY：不合合理旁通國(guó)標(biāo)限值小結(jié)分項(xiàng)能耗數(shù)數(shù)據(jù)在公共共建筑空調(diào)調(diào)系統(tǒng)節(jié)能能運(yùn)行管理理中有著重重要的意義義，目前亟亟須建立起起一個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)可靠、樣樣本數(shù)量較較多的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)在分分項(xiàng)項(xiàng)計(jì)計(jì)量量的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，以以能能耗耗指指標(biāo)標(biāo)為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的空空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)節(jié)能能診診斷斷方方法法將將大大大大提提高高節(jié)節(jié)能能診診斷斷的的效效率率，，降降低低““專(zhuān)專(zhuān)家家””門(mén)門(mén)檻檻節(jié)能能運(yùn)運(yùn)行行管管理理的的評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)：：用用數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)說(shuō)說(shuō)話(huà)話(huà)二、、中中央央空空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)節(jié)能能運(yùn)運(yùn)行行管管理理的的幾幾個(gè)個(gè)具具體體問(wèn)問(wèn)題題北京京大大型型公公共共建建筑筑能能耗耗比比例例商場(chǎng)場(chǎng)政府辦公樓空調(diào)系統(tǒng)26％照明27％電梯8％電腦29％開(kāi)水器10％賓館寫(xiě)字樓空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)能能耗耗分分析析————風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)與與水水泵泵商場(chǎng)酒店寫(xiě)字樓政府府辦辦公公樓樓冷凍冷卻泵11.1%冷凍冷卻采暖泵25.9%冷凍冷卻采暖泵23.4%一、、冷冷水水機(jī)機(jī)組組的的節(jié)節(jié)能能運(yùn)運(yùn)行行要注注意意冷冷機(jī)機(jī)臺(tái)臺(tái)數(shù)數(shù)控控制制的的優(yōu)優(yōu)化化組組合合裝機(jī)容容量：：大型型離心心式冷冷水機(jī)機(jī)組3×1758kW最大運(yùn)運(yùn)行臺(tái)臺(tái)數(shù)：：一臺(tái)臺(tái)負(fù)荷率率：一一臺(tái)，，90%時(shí)時(shí)間負(fù)負(fù)荷率率<70%【案例1】某39600m3政府辦辦公樓樓2005年年夏季季，冷冷水機(jī)機(jī)組運(yùn)運(yùn)行電電耗達(dá)達(dá)18.1萬(wàn)kWh若冷機(jī)機(jī)維持持COP＝＝5.5，，則可可節(jié)電電4.1萬(wàn)萬(wàn)kWh，，節(jié)能能率達(dá)達(dá)到22%離心式式冷凍凍機(jī)COP隨負(fù)負(fù)荷變變化規(guī)規(guī)律離心式式冷機(jī)機(jī)能效效比COP隨冷冷機(jī)負(fù)負(fù)荷的的減小小而迅迅速下下降，，導(dǎo)致致制冷冷效率率降低低合理的的冷機(jī)機(jī)、水水泵群群控策策略某28258平平米辦辦公樓樓，3臺(tái)500冷噸噸的離離心機(jī)機(jī)組和和1臺(tái)臺(tái)100冷冷噸的的螺桿桿機(jī)組組工作日日兩臺(tái)臺(tái)離心心式冷冷機(jī)同同時(shí)運(yùn)運(yùn)行，，單臺(tái)臺(tái)負(fù)載載率約約50％，，COP4.5單臺(tái)冷冷機(jī)運(yùn)運(yùn)行合理的的冷機(jī)機(jī)、水水泵開(kāi)開(kāi)啟臺(tái)臺(tái)數(shù)部分負(fù)負(fù)荷時(shí)時(shí)，2離離心機(jī)機(jī)1離離心機(jī)機(jī)可滿(mǎn)足足制冷冷量要要求COP由4.5提升升至5.5左右右，冷冷機(jī)功功率降降低70kW減少水水泵開(kāi)開(kāi)啟：：冷凍凍泵、、冷卻卻泵功功率減減少90kW尖峰負(fù)負(fù)荷時(shí)時(shí)，2離離心機(jī)機(jī)1離離心機(jī)機(jī)＋1螺桿機(jī)機(jī)可滿(mǎn)足足制冷冷量要要求COP由4.5提升升至5.5左右右，冷冷機(jī)功功率降降低70kW減少少水水泵泵開(kāi)開(kāi)啟啟：：冷冷凍凍泵泵、、冷冷卻卻泵泵供供冷冷減減少少70kW相同同型型號(hào)號(hào)的的冷冷機(jī)機(jī)性性能能也也不不盡盡相相同同，，需需要要選選擇擇性性能能更更好好的的冷冷機(jī)機(jī)優(yōu)優(yōu)化化運(yùn)運(yùn)行行TD3:冷冷凝凝器器傳傳熱熱TD2:冷冷卻卻水水流流量量/水水泵泵電電耗耗TD1:冷冷卻卻塔塔效效率率/風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)電電耗耗冷凝凝器器換換熱熱性性能能有有好好有有差差??！臺(tái)數(shù)數(shù)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)冷卻卻塔塔水水管管上上的的電電磁磁閥閥多多數(shù)數(shù)失失靈靈冷卻卻塔塔多多安安裝裝在在樓樓頂頂，，手手動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)太太困困難難多臺(tái)臺(tái)塔塔之之間間沒(méi)沒(méi)有有連連通通管管，，““倒倒塔塔””時(shí)時(shí)冷冷卻卻塔塔溢溢水水消除除旁旁通通，，調(diào)調(diào)勻勻水水量量，，風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)變變頻頻根據(jù)據(jù)回回水水溫溫度度調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)節(jié)省省冷冷卻卻塔塔風(fēng)風(fēng)扇扇電電耗耗通過(guò)降低冷卻卻水溫度，進(jìn)進(jìn)一步提高冷冷機(jī)的COP冷卻塔部分負(fù)負(fù)荷時(shí)的調(diào)節(jié)節(jié)冷卻塔不合理理旁通多臺(tái)冷卻塔并并聯(lián)時(shí)，往往往根據(jù)負(fù)荷變變化情況調(diào)節(jié)節(jié)風(fēng)扇開(kāi)啟數(shù)數(shù)量只開(kāi)啟部分冷冷卻塔的風(fēng)扇扇時(shí)，沒(méi)有相相應(yīng)調(diào)節(jié)冷卻卻水的分配大量未未經(jīng)風(fēng)風(fēng)扇冷冷卻的的水與與冷卻卻過(guò)的的混合合后送送回冷冷站，，回水水溫度度高極大降降低冷冷卻塔塔的效效率冷卻塔塔旁通通旁通通示意意圖冷卻塔塔布水水不均均勻某樓冷冷卻塔塔共3臺(tái)，，布水水不勻勻，效效率偏偏低調(diào)節(jié)后后，大大幅度度改善善34%46%20%36%30%34%測(cè)試方方法冷卻塔塔優(yōu)化化運(yùn)行行實(shí)際驗(yàn)驗(yàn)證冷冷卻塔塔最優(yōu)優(yōu)運(yùn)行行策略略：風(fēng)機(jī)全全部開(kāi)開(kāi)啟+同時(shí)時(shí)變頻頻，充充分利利用冷冷卻塔塔換熱熱面積積制冷季季冷機(jī)機(jī)省電電：20kW×10h/day×90day=18000度小結(jié)：：冷水水機(jī)組組的節(jié)節(jié)能運(yùn)運(yùn)行管管理提高冷冷機(jī)負(fù)負(fù)荷率率：高高負(fù)荷荷率，，高COP把冷卻卻側(cè)運(yùn)運(yùn)行優(yōu)優(yōu)化到到最佳佳狀態(tài)態(tài)，為為冷機(jī)機(jī)運(yùn)行行提供供最好好的外外部環(huán)環(huán)境二、冷冷凍水水系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)能能運(yùn)行行研究熱熱點(diǎn)問(wèn)問(wèn)題“大流流量、、小溫溫差””問(wèn)題題冷凍水水泵運(yùn)運(yùn)行研研究一次泵泵冷機(jī)機(jī)旁通通二次泵泵旁通通惡性性循環(huán)環(huán)實(shí)例來(lái)來(lái)源：：在京中中央國(guó)國(guó)家機(jī)機(jī)關(guān)辦辦公建建筑節(jié)節(jié)能改改造上海某某高層層建筑筑空調(diào)調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)測(cè)測(cè)香港某某商場(chǎng)場(chǎng)空調(diào)調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)測(cè)測(cè)杜絕冷冷機(jī)不不合理理旁通通多臺(tái)冷冷機(jī)并并聯(lián)而而單臺(tái)臺(tái)運(yùn)行行時(shí)，，一些些應(yīng)關(guān)關(guān)閉的的閥門(mén)門(mén)處于于開(kāi)啟啟狀態(tài)態(tài)，使使不工工作的的冷機(jī)機(jī)也有有水旁旁通通過(guò)過(guò)工工作作冷冷機(jī)機(jī)的的流流量量只只有有額額定定流流量量的的50%，，冷冷機(jī)機(jī)工工作作狀狀況況惡惡化化，，COP從從5下下降降到到3，，使使得得冷冷機(jī)機(jī)電電耗耗的的30%白白白白浪浪費(fèi)費(fèi)冷機(jī)機(jī)旁旁通通示示意意圖圖為保保證證工工作作冷冷機(jī)機(jī)的的流流量量不不至至于于太太低低，，開(kāi)開(kāi)啟啟不不該該開(kāi)開(kāi)的的冷冷凍凍水水泵和和冷冷卻卻水水泵泵，，使使得得水水泵泵電電耗耗增增加加一一倍倍更有有甚甚者者，，無(wú)無(wú)法法調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)只能能旁旁通通某醫(yī)醫(yī)院院新新建建門(mén)門(mén)診診大大樓樓，，夏夏季季最最熱熱時(shí)時(shí)只只開(kāi)開(kāi)4臺(tái)臺(tái)冷冷機(jī)機(jī)，，但但總總共共并并聯(lián)聯(lián)安安裝裝11臺(tái)臺(tái)冷冷機(jī)機(jī)冷機(jī)機(jī)出出入入口口水水管管上上沒(méi)沒(méi)有有閥閥門(mén)門(mén)，，不不工工作作時(shí)時(shí)也也旁旁通通水水量量，，無(wú)無(wú)法法調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)10個(gè)個(gè)月月空空調(diào)調(diào)和和供供暖暖期期中中，，不不論論天天氣氣冷冷暖暖，，每每天天必必須須24小小時(shí)時(shí)開(kāi)開(kāi)啟啟兩兩臺(tái)臺(tái)冷冷凍凍循循環(huán)環(huán)泵泵才才能能正正常常運(yùn)運(yùn)行行水泵泵電電耗耗高高達(dá)達(dá)47.5萬(wàn)萬(wàn)度度，浪浪費(fèi)費(fèi)巨巨大大2005年年夏夏季季測(cè)測(cè)試試中中，，中中央央國(guó)國(guó)家家機(jī)機(jī)關(guān)關(guān)六六座座大大樓樓中中五座座都有有冷冷機(jī)機(jī)旁旁通通、、多多開(kāi)開(kāi)水水泵泵的的現(xiàn)現(xiàn)象象北京京市市政政府府機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)辦辦公公樓樓中中也也存存在在類(lèi)類(lèi)似似現(xiàn)現(xiàn)象象通過(guò)過(guò)關(guān)關(guān)閉閉旁旁通通閥閥、、關(guān)關(guān)閉閉不不該該開(kāi)開(kāi)啟啟的的水水泵泵，，上上述述五五座座建建筑筑每每年年可可節(jié)節(jié)電電75.5萬(wàn)萬(wàn)度度單位ABCDEF冷機(jī)旁通是是是是否是多開(kāi)水泵功率(kW)冷凍泵4834.966.420.7-33冷卻泵5035.757.120.7--關(guān)閉旁通和多余水泵的節(jié)電量(萬(wàn)kWh)23.528.4714.84.97-23.76關(guān)旁通、、關(guān)水泵泵就節(jié)能能設(shè)計(jì)時(shí)就就考慮到到這一點(diǎn)點(diǎn)冷機(jī)、水水泵以及及水冷機(jī)機(jī)前后的的閥門(mén)聯(lián)聯(lián)動(dòng)平時(shí)常閉閉水泵揚(yáng)程程和流量量過(guò)大普遍現(xiàn)象象水泵實(shí)際際流量超超過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)20～～30%，實(shí)際際揚(yáng)程低低于設(shè)計(jì)計(jì)原因水泵設(shè)計(jì)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)應(yīng)相應(yīng)減減小但盲目增增加安全全余量導(dǎo)導(dǎo)致相反反方向危害造成水泵泵性能與與管路實(shí)實(shí)際阻力力狀況不不匹配導(dǎo)致水泵泵長(zhǎng)期在在低效率率點(diǎn)工作作，電流流和能耗耗超標(biāo)、、甚至有有燒毀電電機(jī)的危危險(xiǎn)水泵效率率實(shí)測(cè)結(jié)結(jié)果實(shí)測(cè)六座座政府機(jī)機(jī)構(gòu)公共共建筑中中央空調(diào)調(diào)系統(tǒng)36臺(tái)冷冷凍泵、、冷卻泵泵效率，，最高效效率為0.65，最低低效率僅僅為0.36六座政府府辦公樓樓空調(diào)系系統(tǒng)水泵泵現(xiàn)每年年夏天耗耗電139.7萬(wàn)度提高泵效效達(dá)到國(guó)國(guó)家建筑筑節(jié)能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定的能效效限值可節(jié)電39.4萬(wàn)度，節(jié)節(jié)能率達(dá)達(dá)到28%如何提高高水泵效效率？變頻、切切削葉輪輪還是換換泵？變頻：不不能改變變效率單臺(tái)變頻頻其他不不變：性性能曲線(xiàn)線(xiàn)不同的的泵不能能并聯(lián)切削葉輪輪：流量量下降，，但效率率下降得得更厲害害換泵：根根據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)結(jié)果選選擇水泵泵流量和和揚(yáng)程冷凍泵變變頻實(shí)測(cè)測(cè)某建筑冷冷凍水流流量偏大大加裝變頻頻器，手手動(dòng)控制制在40Hz冷凍泵變變頻節(jié)電電效果若進(jìn)一步步控制頻頻率為36Hz年節(jié)電1.2萬(wàn)萬(wàn)度換泵取消多余余的閥門(mén)門(mén)，降低低揚(yáng)程實(shí)測(cè)六座座政府機(jī)機(jī)構(gòu)公共共建筑空空調(diào)冷凍凍水系統(tǒng)統(tǒng)各部分分壓降樓內(nèi)和冷冷凍機(jī)房房管路上上多余的的閥門(mén)，，導(dǎo)致水水泵必須須提高揚(yáng)揚(yáng)程以克克服系統(tǒng)統(tǒng)阻力D:每每臺(tái)臺(tái)冷凍凍泵前前后管管路上上都有有四個(gè)個(gè)開(kāi)度度很小小的蝶蝶閥，，通過(guò)過(guò)增加加無(wú)謂謂的阻阻力來(lái)來(lái)控制制流量量A:冷冷凍凍機(jī)房房管路路上安安裝的的限流流器白白白損損失8～10米米的揚(yáng)揚(yáng)程設(shè)計(jì)蝶蝶閥或或限流流器初衷：：保證證冷凍凍水流流量不不超過(guò)過(guò)冷機(jī)機(jī)的上上限若設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)仔仔細(xì)進(jìn)進(jìn)行管管道水水力計(jì)計(jì)算、、取消消多余余的管管道阻阻力部部件，，將冷冷凍泵泵揚(yáng)程程降到到30米水水柱、、冷卻卻泵揚(yáng)揚(yáng)程降降到25米米水柱柱以下下六個(gè)試試點(diǎn)單單位水水泵電電耗可可再降降低18.3萬(wàn)萬(wàn)度，相當(dāng)當(dāng)于水水泵進(jìn)進(jìn)一步步節(jié)電18％％取消多多余閥閥門(mén)謝謝9、靜夜夜四無(wú)無(wú)鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨中黃葉葉樹(shù)，燈下下白頭人。。。10:08:1310:08:1310:0812/23/202210:08:13AM11、以以我我獨(dú)獨(dú)沈沈久久，，愧愧君君相相見(jiàn)見(jiàn)頻頻。。。。12月月-2210:08:1310:08Dec-2223-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。10:08:1310:08:1310:08Friday,December23,202213、乍見(jiàn)翻翻疑夢(mèng)，，相悲各各問(wèn)年。。。12月-2212月-2210:08:1310:08:13December23,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青青山。。23十二月月202210:08:13上午午10:08:1312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月2210:08上上午午12月月-2210:08December23,202216、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2022/12/2310:08:1310:08:1323December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線(xiàn)向前前。。10:08:13上上午10:08上午10:08:1312月-229、沒(méi)有失敗敗，只有暫暫時(shí)停止成成功！。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒(méi)有。。。10:08:1310:08:1310:0812/23/202210:08:13AM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。12月-2210:08:1310:08Dec-2223-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿(mǎn)滿(mǎn)，留一份份不足，可可得無(wú)限完完美。。10:08:1310:08:1310:08Friday,December23,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2210:08:1310:08:13December23,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。23十二月月202210:08:13上午午10:08:1312月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門(mén)門(mén)九派派通。。。。十二月月2210:08上上午12月月-2210:08December23,202216、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2310:08:1310:08