中央空调系统的设计要点与运行.ppt
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1、中央空调系统的设计要点与运中央空调系统的设计要点与运行管理行管理张群力北京建筑工程学院2010 10 21目目 录录1.中央空调系统的能耗情况中央空调系统的能耗情况2.中央空调系统的设计问题中央空调系统的设计问题3.中央空调系统的运行管理中央空调系统的运行管理4.中央空调系统的节能建议和措施中央空调系统的节能建议和措施1 中央空调系统的能耗情况中央空调系统的能耗情况1.1 大型公建的特点大型公建的特点大型公建:大型公建:l体量大,单体建筑面积体量大,单体建筑面积 2万万m2,多采用中央空调;,多采用中央空调;l大型办公楼、宾馆、购物中心、机场、车站、娱乐中心大型办公楼、宾馆、购物中心、机场、车
2、站、娱乐中心等;等;建筑特点:建筑特点:l内部发热量大;内部发热量大;l无外墙的内区比例大;无外墙的内区比例大;能耗特点:能耗特点:l采暖能耗低于一般建筑;采暖能耗低于一般建筑;l耗电量远高于一般建筑;耗电量远高于一般建筑;l空调能耗占较大部分。空调能耗占较大部分。1.2 大型公建的能耗情况大型公建的能耗情况高档办公楼、宾馆、大型购物中心、综合商厦、交高档办公楼、宾馆、大型购物中心、综合商厦、交通枢纽等通枢纽等l到到2004年全国总量仅为年全国总量仅为5亿平米亿平米,全国此类建筑年耗电,全国此类建筑年耗电总量约为总量约为1000亿度亿度/年年,占我国总发电量约,占我国总发电量约5%;l此类建筑
3、在新建建筑中比例呈此类建筑在新建建筑中比例呈增加增加趋势,导致近几年我趋势,导致近几年我国大部分城镇夏季用电量急剧上升的主要原因之一;国大部分城镇夏季用电量急剧上升的主要原因之一;l与发达国家能耗水平比较,与美国基本在同一水平,比与发达国家能耗水平比较,与美国基本在同一水平,比日本城市高,节能水平远远差于西欧、北欧水平。日本城市高,节能水平远远差于西欧、北欧水平。北京市大型公建的耗电量调查结果北京市大型公建的耗电量调查结果建筑类型建筑类型耗电指标耗电指标住宅住宅北京北京1015度度/平米平米/年年上海上海1020度度/平米平米/年年一般办公建筑一般办公建筑2050度度/平米平米/年年大型办公楼
4、大型办公楼100 度度/平米平米/年年五星酒店五星酒店100200 度度/平米平米/年年购物中心购物中心200300度度/平米平米/年年大型公共建筑耗电量是住宅的大型公共建筑耗电量是住宅的10倍以上;倍以上;尽管面积总量不大,但其电耗占建筑总电耗的尽管面积总量不大,但其电耗占建筑总电耗的2025%。北京市大型公共建筑的参考用电指标北京市大型公共建筑的参考用电指标(单位:(单位:kWh/(m2.年年)政府办公政府办公楼楼 甲级写字甲级写字楼楼 酒店酒店 商场商场 中央空调中央空调 30 40 50 80 照明照明 15 30 20 65 办公设备办公设备 20 20 5 10 电梯电梯5 5 1
5、0 15 饮水机及电开水器饮水机及电开水器 5 生活热水循环泵生活热水循环泵 10 全年总用电量(不包括特殊全年总用电量(不包括特殊功能性房间的用电)功能性房间的用电)75 95 95 160 空调系统能耗一般占建筑总能耗的空调系统能耗一般占建筑总能耗的40%60%。不同大型公建逐月平均单位面积电耗(不同大型公建逐月平均单位面积电耗(2004年结果)年结果)夏季由于空调系统的使用,电耗显著上升。夏季由于空调系统的使用,电耗显著上升。1.3 大型公建的能耗高的主要原因大型公建的能耗高的主要原因不合理的建筑设计产生的问题不合理的建筑设计产生的问题l大面积的玻璃幕墙,带来大量的太阳得热量,也导致大面
6、积的玻璃幕墙,带来大量的太阳得热量,也导致冷负荷过高冷负荷过高 l不能开窗,不能自然通风,不良的室内空气质量,完不能开窗,不能自然通风,不良的室内空气质量,完全依赖空调,导致空调冷量过高;全依赖空调,导致空调冷量过高;l大量的无外窗空间或不与室外连接的内区,照明,通大量的无外窗空间或不与室外连接的内区,照明,通风高能耗。风高能耗。中央空调系统不合理地设计与运行产生的问题中央空调系统不合理地设计与运行产生的问题中央空调系统设计与运行管理问题中央空调系统设计与运行管理问题不合理的空调系统结构不合理的空调系统结构l水泵不合理的空调系统结构、风机用电量过大水泵不合理的空调系统结构、风机用电量过大l各空
7、间风量平衡设计不当,导致局部新风量过大各空间风量平衡设计不当,导致局部新风量过大l不能充分利用室外低温冷却,冷机运行时间过长不能充分利用室外低温冷却,冷机运行时间过长l冷源配置不合理,导致相当多的时间低效运行冷源配置不合理,导致相当多的时间低效运行中央空调系统运行管理问题:中央空调系统运行管理问题:l不合理的运行制度或运行方式导致空调系统运行时间不合理的运行制度或运行方式导致空调系统运行时间过长。过长。1.3 大型公建的能耗高的主要原因大型公建的能耗高的主要原因技术方案本身有问题技术方案本身有问题设计意图未能得到落实设计意图未能得到落实设备安装及系统调试不合格设备安装及系统调试不合格运行管理方
8、法不科学运行管理方法不科学1.4 大型公建的节能潜力大型公建的节能潜力降低降低大型公共建筑大型公共建筑能耗能耗l新建新建大型公共建筑能耗为大型公共建筑能耗为目前的目前的40%改善新建建筑的建筑设计改善新建建筑的建筑设计采用新的节能的机电系统采用新的节能的机电系统改善管理;改善管理;l既有既有的大型公共建筑能耗的大型公共建筑能耗降低降低30%改进机电系统改进机电系统改善管理改善管理2 中央空调系统的设计问题中央空调系统的设计问题2.1 中央空调系统的设计要点中央空调系统的设计要点分区问题分区问题冷热源设计问题冷热源设计问题水系统设计问题水系统设计问题风系统设计问题风系统设计问题气流组织问题气流组
9、织问题控制系统问题控制系统问题2.1.1 分区问题分区问题负荷特性差异较大的房间应该分别设置空调系统负荷特性差异较大的房间应该分别设置空调系统l例如:大中型建筑物选制冷机的容量与台数时,应大小例如:大中型建筑物选制冷机的容量与台数时,应大小搭配,按过渡季节最小负荷选一台小制冷机,这样可以搭配,按过渡季节最小负荷选一台小制冷机,这样可以满足小负荷时机组节能高效运行。满足小负荷时机组节能高效运行。不同房间的运行时间和室内热扰差异较大时,需要不同房间的运行时间和室内热扰差异较大时,需要分区考虑,否则会分区考虑,否则会 “众口难调众口难调”l例如:电视台,如演播室、中心设备机房、片库资料室例如:电视台
10、,如演播室、中心设备机房、片库资料室的室内热扰不同,不分区容易出现一边冷、一边热的局的室内热扰不同,不分区容易出现一边冷、一边热的局面。面。2.1.2 冷热源设计问题冷热源设计问题选型过大选型过大冷机选型偏大,长时间处于部分负荷工况运行冷机选型偏大,长时间处于部分负荷工况运行W/m2北京北京北京北京1010个商场的冷热源设计与运行调查结果个商场的冷热源设计与运行调查结果个商场的冷热源设计与运行调查结果个商场的冷热源设计与运行调查结果2.1.2 冷热源设计问题冷热源设计问题选型过大选型过大北京某饭店冷热源的设计与运行情况北京某饭店冷热源的设计与运行情况北京某饭店冷热源的设计与运行情况北京某饭店冷
11、热源的设计与运行情况2.1.2 冷热源设计问题冷热源设计问题冷机的旁通冷机的旁通13 813 10.5 不必要的冷冻水水泵的运行导致水泵与冷机的电耗相同不必要的冷冻水水泵的运行导致水泵与冷机的电耗相同2.1.2 冷热源设计问题冷热源设计问题冷却塔旁通冷却塔旁通35 28 34 34 32 2.1.3 水系统设计问题水系统设计问题冷却水泵选型过大冷却水泵选型过大冷却水泵选型偏大,为防止电机烧毁,只能关小阀门;冷却水泵选型偏大,为防止电机烧毁,只能关小阀门;工况点严重偏离设计点,效率普遍为工况点严重偏离设计点,效率普遍为3050;0.94MPa0.99MPa1.11MPa1.45MPa冷却塔冷却塔
12、冷却塔冷却塔冷冻机冷冻机310 t/h-12m-34m+51m-5m只需只需只需只需17m17m的扬程,却选了的扬程,却选了的扬程,却选了的扬程,却选了51m51m扬程的泵。扬程的泵。扬程的泵。扬程的泵。2.1.3 水系统设计问题水系统设计问题冷却水泵选型过大冷却水泵选型过大需要扬程需要扬程43m,选了,选了70m的泵的泵改成闭式系统后,需要扬程改成闭式系统后,需要扬程23m,仍然选了,仍然选了40m的泵的泵冷水机组标高28米标高0米标高-10米冷却水泵电耗增大冷却水泵电耗增大冷却水泵电耗增大冷却水泵电耗增大1 1倍左右倍左右倍左右倍左右2.1.3 水系统设计问题水系统设计问题冷冻水泵扬程过大
13、冷冻水泵扬程过大冷水机组冷却泵冷冻水二次泵冷冻水一次泵用户0.2MPa0.65MPa0.23MPa0.32MPa0.26MPa冷却塔0.18MPa0.22MPa0.23MPa0.13MPa0.34MPa 一一一一般般般般楼楼楼楼内内内内用用用用户户户户侧侧侧侧阻阻阻阻力力力力为为为为5 52020米米米米左左左左右右右右;消消消消除除除除二二二二次次次次泵泵泵泵过过过过大大大大的的的的扬扬扬扬程,降低二次泵出口阀门开度,仅为程,降低二次泵出口阀门开度,仅为程,降低二次泵出口阀门开度,仅为程,降低二次泵出口阀门开度,仅为1010左右;左右;左右;左右;二次泵的电耗大量浪费在阀门,作了无用功。二次
14、泵的电耗大量浪费在阀门,作了无用功。二次泵的电耗大量浪费在阀门,作了无用功。二次泵的电耗大量浪费在阀门,作了无用功。2.1.4 风系统设计问题风系统设计问题变风量风道设计采用了定风量方式变风量风道设计采用了定风量方式症状:症状:l近端房间风量过大,而远端房间风量不足,达不到设近端房间风量过大,而远端房间风量不足,达不到设计要求。计要求。原因:原因:l设计为变风量系统,但主送风道设计成长距离枝状渐设计为变风量系统,但主送风道设计成长距离枝状渐缩风道,导致远近静压差太大。特别是近端需求风量缩风道,导致远近静压差太大。特别是近端需求风量小,远端需求风量多时,空气流速越到末端越高,静小,远端需求风量多
15、时,空气流速越到末端越高,静压更小。而近端压更小。而近端VAV末端关到下限风量都偏大。末端关到下限风量都偏大。建议:建议:l采用环形风道或者不变径风道,利用复得的静压减少采用环形风道或者不变径风道,利用复得的静压减少远近压差。远近压差。风压图风压图P静压静压全压全压全压全压动压动压动压动压P0采用环形风道,使风道接近于静压箱的效果采用环形风道,使风道接近于静压箱的效果环形风道环形风道送风机送风机送风机送风机回风机回风机回风机回风机送风管送风管送风管送风管回风管回风管回风管回风管2.1.4 风系统设计问题风系统设计问题新风不足问题新风不足问题现象:现象:北京某商场,有中央空调和采暖系统,冬季采暖
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