从节能诊断谈改进设计_江亿_2006.ppt

从大型公共建筑节能诊断谈改进暖通空调系统设计 江亿 清华大学建筑节能研究中心 2006年六月二日 大型公共建筑 大型办公楼、宾馆、购物中心、交通枢纽、娱乐中心等 体量大，建筑面积超过2万m2 采用中央空调 建筑特点： 无外墙的内区比例大 内部发热量大 能耗特点： 采暖能耗低于一般建筑 耗电量远高于一般建筑 大型公共建筑能耗调查与诊断 1995年至今 每年暑假，教师、研究生、本科生 全国300多个大型公共建筑进行能耗调查 政府机构，商场，宾馆，写字楼，交通枢纽，体育场馆等 除采暖之外的用能、主要是用电状况 其中70多个楼的空调系统详细现场实测 通过横向对比，得到一些认识 类型、功能相似，能耗差别大 例：商场 能耗密度高于其他类型 类型、功能相似，能耗差别大 例：政府机构办公楼 率先垂范 空调系统能耗比例高，差别大 各种类型大型公共建筑有所不同 空调系统能耗比例高，差别大 政府机构办公楼电耗构成 A机构办公楼 空调70kWh/m2，是其他被测建筑的3～4倍 low-e镀膜双层窗，多种保温性能良好的围护结构部件 转轮热回收装置等高性能空调设备 先进自动控制系统 完全满足公共建筑节能设计标准 为什么？ 空调系统结构形式不合理，运行调节策略不当，导致冷机、水泵、风机等没有工作在最佳工况点 冷机、水泵、风机节能潜力大 政府机构办公楼 使用状况基本相同 冷机、水泵、风机节能潜力大 各种类型大型公共建筑有所不同 高能耗的主要原因 设计、施工、初调节、运行管理等 设计是重要环节！ 围护结构并非决定大型公共建筑能耗的最重要因素！ 《公共建筑节能设计标准》 没有充分重视设备系统对能耗的影响 “节能”围护结构的大型公共建筑很可能不节能！ 应对建筑、围护结构、空调系统设计，从节能角度进行全面的评估、审查和改进 节能诊断调查反映出的设计问题 典型问题 空调系统设备选型过大 调节困难、调节手段不正确 盲目提高设计标准 系统结构设计不合理 空调系统设备选型过大 原因：负荷估算导致“一大四大” 负荷“大”导致：冷机装机容量“大”、水泵配置“大”、末端设备“大”、冷却塔“大” 危害 冷机、水泵、风机只能长时间在低效率点运行 造成初投资和运行能耗浪费 带来冷机和冷却塔旁通、冷机待机电耗等运行管理上的问题，导致能耗浪费 冷机不合理旁通 多台冷机或冷却塔并联而单台运行时，一些应关闭的阀门处于开启状态，使不工作的冷机也有水旁通 通过工作冷机的流量只有额定流量的50%，冷机工作状况恶化，COP从5下降到3，使得冷机电耗的30%白白浪费 更有甚者，无法调节 只能旁通 某医院新建门诊大楼，夏季最热时只开4台冷机，但总共并联安装11台冷机 冷机出入口水管上没有阀门，不工作时也旁通水量，无法调节 10个月空调和供暖期中，不论天气冷暖，每天必须24小时开启两台冷冻循环泵才能正常运行 水泵电耗高达47.5万度，浪费巨大 设计时就考虑到这一点 冷机、水泵以及水冷机前后的阀门联动 水泵扬程和流量过大 普遍现象 水泵实际流量超过设计20～30%，实际扬程低于设计 原因 系统阻力计算偏于保守，水泵选择扬程过大 危害 造成水泵性能与管路实际阻力状况不匹配 导致水泵长期在低效率点工作，电流和能耗超标、甚至有烧毁电机的危险 水泵效率实测结果 实测六座政府机构公共建筑中央空调系统36台冷冻泵、冷却泵效率，最高效率为0.65，最低效率仅为0.36 取消多余的阀门，降低扬程 楼内和冷冻机房管路上多余的阀门，导致水泵必须提高扬程以克服系统阻力 取消多余阀门 设计蝶阀或限流器 初衷：保证冷冻水流量不超过冷机的上限 若设计时仔细进行管道水力计算、取消多余的管道阻力部件，将冷冻泵扬程降到30米水柱、冷却泵扬程降到25米水柱以下 六个试点单位水泵电耗可再降低18.3万度，相当于水泵进一步节电18％ 类似问题－奥运场馆空调系统评估 经校核计算，水泵扬程普遍偏高 如何提高水泵效率？ 变频、切削叶轮还是换泵？ 变频：不能改变效率 单台变频其他不变：性能曲线不同的泵不能并联 切削叶轮：流量下降，但效率下降得更厉害 换泵：根据实测结果选择水泵流量和扬程 冷却塔不合理旁通 多台冷却塔并联时，往往根据负荷变化情况调节风扇开启数量 只开启部分冷却塔的风扇时，没有相应调节冷却水的分配 大量未经风扇冷却的水与冷却过的混合后送回冷站，回水温度高 极大降低冷却塔的效率 冷却塔部分负荷时的调节 台数调节 冷却塔水管上的电磁阀多数失灵 冷却塔多安装在楼顶，手动调节太困难 多台塔之间没有连通管，“倒塔”时冷却塔溢水 消除旁通，风机变频调节 根据回水温度调节 节省冷却塔风扇电耗 通过降低冷却水温度，进一步提高冷机的COP 空调箱风机变频调节 商场、综合写字楼 空调箱风机的电耗约占空调总电耗的三分之二 室内空调负荷 随着客流情