中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況
1.大型公建的特點(diǎn)
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(diǎn)：內(nèi)部發(fā)熱量大；無外墻的內(nèi)區(qū)比例大；
能耗特點(diǎn)：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。
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,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。
北京、上海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%。
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(jí)寫字樓 | 酒店 | 商場 |
中央空調(diào) | 30 | 40 | 50 | 80 |
照明 | 15 | 30 | 20 | 65 |
辦公設(shè)備 | 20 | 20 | 5 | 10 |
電梯 | 5 | 5 | 10 | 15 |
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） | 75 | 95 | 95 | 160 |
空調(diào)系統(tǒng)能耗一般占建筑總能耗的40%~60%。
不同大型公建逐月平均單位面積電耗
3.大型公建的能耗高的主要原因
不合理的建筑設(shè)計(jì)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。暖通南社
中央空調(diào)系統(tǒng)不合理地設(shè)計(jì)與運(yùn)行產(chǎn)生的問題
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(jì)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(shí)間過長；
冷源配置不合理，導(dǎo)致相當(dāng)多的時(shí)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(shí)間過長。
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(jì)意圖未能得到落實(shí)；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)。
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(jì)；采用新的節(jié)能的機(jī)電系統(tǒng)。暖通南社
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。
中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題
中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
分區(qū)問題；冷熱源設(shè)計(jì)問題；水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題；風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題；氣流組織問題；
控制系統(tǒng)問題。
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(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)大小搭配，按過渡季節(jié)最小負(fù)荷選一臺(tái)小制冷機(jī)，這樣可以滿足小負(fù)荷時(shí)機(jī)組節(jié)能高效運(yùn)行。
不同房間的運(yùn)行時(shí)間和室內(nèi)熱擾差異較大時(shí)，需要分區(qū)考慮，否則會(huì)“眾口難調(diào)”。暖通南社
例如：電視臺(tái)，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。
冷熱源設(shè)計(jì)問題——選型過大
冷機(jī)選型偏大，長時(shí)間處于部分負(fù)荷工況運(yùn)行。
水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，效率普遍為30％～50％。
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。
風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題
變風(fēng)量風(fēng)道設(shè)計(jì)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(jì)要求。
原因：設(shè)計(jì)為變風(fēng)量系統(tǒng)，但主送風(fēng)道設(shè)計(jì)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(shí)，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。暖通南社
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。
風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)說明書上寫明過渡季和冬季過熱時(shí)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(jì)的，無法再增加新風(fēng)量。
室內(nèi)氣流組織問題
室內(nèi)空間較大，上送上回送風(fēng)時(shí)，冬季熱風(fēng)送不下來：
某銀行，冬季上下溫差達(dá)到16℃(13~29℃)。
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。
夏季造成頭部吹風(fēng)感：某開放式空間辦公樓；原設(shè)計(jì)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。暖通南社
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(jì)人員只注重單點(diǎn)設(shè)計(jì)：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)？
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(shí)間低效運(yùn)行；
大多數(shù)時(shí)間輸配系統(tǒng)實(shí)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)。
案例：首都大酒店運(yùn)行管理與節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)
2005年度建筑賓館客房、裙房和寫字樓耗電量統(tǒng)計(jì)
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 |
設(shè)備運(yùn)行情況：冷凍站運(yùn)行機(jī)組包括兩臺(tái)三菱直燃機(jī)和兩臺(tái)YORK離心機(jī)；
一臺(tái)直燃機(jī)制冷量為150冷噸，另一臺(tái)直燃機(jī)和兩臺(tái)離心機(jī)的制冷量都是250冷噸；每臺(tái)冷機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)冷凍泵和一臺(tái)冷卻泵。暖通南社
北京地區(qū)不同時(shí)段的電價(jià)政策
| 時(shí)間段 | 電價(jià) |
谷電時(shí)段 | 23:00－7:00 | 0.35元/度 |
平電時(shí)段 | 7:00－8:00 和11:00－18:00 | 0.71元/度 |
峰電時(shí)段 | 8:00－11:00和18:00－23:00 | 1.10元/度 |
在不同的電價(jià)時(shí)段，冷機(jī)采用不同的運(yùn)行策略將會(huì)產(chǎn)生不同的運(yùn)行費(fèi)用。
冷機(jī)采用不同運(yùn)行策略的運(yùn)行費(fèi)用比較
7月5日－7月6日一天冷凍站運(yùn)行費(fèi)用分析
方案1：優(yōu)先離心機(jī)
方案2：優(yōu)先直燃機(jī)
谷電時(shí)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(shí)要節(jié)省36％的費(fèi)用。
平電時(shí)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(shí)要節(jié)省16％的費(fèi)用。
峰電時(shí)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(shí)要節(jié)省7％的費(fèi)用。
改造方案：酒店冷機(jī)原來的運(yùn)行策略：在電價(jià)的峰平時(shí)段，優(yōu)先開啟直燃機(jī)，在谷電時(shí)段優(yōu)先開啟離心機(jī)。
改造運(yùn)行策略：無論何時(shí)都優(yōu)先采用優(yōu)先離心機(jī)方案，當(dāng)負(fù)荷大于兩臺(tái)離心機(jī)時(shí)，再開啟直燃機(jī)。
冷站部分全年運(yùn)行費(fèi)用
| 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% |
對(duì)無成本改造方案——應(yīng)當(dāng)落實(shí)
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(tái)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(shí)際是一機(jī)多臺(tái)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。
改造方案：嚴(yán)格采用一機(jī)對(duì)一泵的運(yùn)行方式，避免開一臺(tái)機(jī)組開多臺(tái)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(shí)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(shí)
冷卻水系統(tǒng)改造
現(xiàn)狀：冷卻水系統(tǒng)共采用了五臺(tái)冷卻塔，兩臺(tái)小的冷卻塔對(duì)應(yīng)兩臺(tái)離心機(jī)，三臺(tái)大的冷卻塔對(duì)應(yīng)三臺(tái)直燃機(jī)；
每臺(tái)冷卻塔配備一臺(tái)風(fēng)扇。三臺(tái)大的冷卻塔之間有旁通管連接，兩臺(tái)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。
宴會(huì)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(shí)空調(diào)箱的新風(fēng)閥可以開大，夏季和冬季時(shí)要減小新風(fēng)閥的開度，所送新風(fēng)量滿足宴會(huì)廳人員的需求即可。
節(jié)能效果：預(yù)計(jì)全年三臺(tái)空調(diào)箱將省下3~4萬元。
低成本改造——應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)
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(huì)廳空調(diào)箱改造 | 3-4 |
總計(jì) | 26.5~27.5 |
無成本或低成本改造方案
此為50000平方米酒店，對(duì)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(huì)更大。
中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能建議和措施
1、實(shí)行嚴(yán)格的新建公建建筑審批制度；
控制大型公共建筑建設(shè)項(xiàng)目；
控制既有公共建筑的大規(guī)模提高標(biāo)準(zhǔn)的改建項(xiàng)目；
控制超標(biāo)準(zhǔn)，豪華型住宅的建造。
2、對(duì)新建公建建筑實(shí)行嚴(yán)格的節(jié)能審查制度
包括對(duì)方案設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)的審查，對(duì)施工過程中的檢查，及竣工時(shí)的節(jié)能驗(yàn)收。
逐漸形成和發(fā)展出建筑全過程能耗與性能監(jiān)理咨詢這種新的方式和社會(huì)服務(wù)行業(yè)。
對(duì)既有公建建筑：
3、加強(qiáng)現(xiàn)有無成本或低成本節(jié)能經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和宣傳；加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行人員的節(jié)能培訓(xùn)；
4、落實(shí)和鼓勵(lì)無成本或低成本的節(jié)能技術(shù)改造或運(yùn)行方案調(diào)整。
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