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改變設計思路 實現空調系統節能
時間:2013-08-23 09:36:23 作者:綠建之窗 來源:綠建之窗 閱讀:933內容摘要:對于商業建筑而言,中央空調系統能耗約占建筑總能耗一半。實現中央空調的節能對于實現節能降耗的目標具有非常現實的意義。中小型商業建筑的空調系統主要包括風冷熱泵主機、水泵、室內風盤及新風機等幾大類型設備。對于常規中央空調系統來說,這些設備采用獨立控制的方法,由機提供固定出水溫度的供水...對于商業建筑而言,中央空調系統能耗約占建筑總能耗一半。實現中央空調的節能對于實現節能降耗的目標具有非常現實的意義。
中小型商業建筑的空調系統主要包括風冷熱泵主機、水泵、室內風盤及新風機等幾大類型設備。對于常規中央空調系統來說,這些設備采用獨立控制的方法,由主機提供固定出水溫度的供水(一般夏季為7℃,冬季為45℃),然后由水泵采用定速輸送。一旦供水量超過需求,壓差式旁通閥會逐步開啟降低室內供水量。風盤通過溫控器調節室內溫度,以滿足室內控溫的要求。方法雖簡單卻不節能,每個設備的運行工況變化都直接影響其他設備的能耗變化,三者相互關聯。因此,將整個空調系統集中管控,方能實現系統節能和室內舒適性控制的需求。
空調系統一般按照滿負荷工況設計,但其長年工作于部分負荷狀態,僅有少部分時間達到滿負荷,在評價系統能耗時必須充分考慮系統部分負荷運行的能耗狀況。因此,提高系統部分負荷的能效指標對于整個空調系統的節能更具現實意義。室內空調系統負荷主要由兩方面構成:室內基本負荷和新風負荷。基本上,新風負荷占到整個空調負荷三成左右。空調系統的能耗主要由三部分構成,包括空調主機能耗、水泵能耗和風盤(新風機)能耗。
目前,評價空調系統的運行效率通常采用某段時間內提供總冷量除以系統總耗能的計算方法。
筆者以不久前接觸到的上海某辦公樓項目為例。根據空調系統的歷史運行數據觀測與分析,筆者發現該系統存在以下問題:系統缺乏統一管理,主機和水泵無法根據風盤的需求響應,運行效率低下;室外主機并聯運行,存在混水問題,主機相互競爭無法運行;水泵始終運行于工頻,部分負荷時水泵效率低下;主機提供固定溫度供水,過渡季節造成道浠蜆熱,既浪費能源又影響舒適性;采用定風量新風,經常提供超量新風,系統排風冷量無法回收,造成較大的浪費;分散的管理造成浪費;主機綜合能效較低。
為配合節能改造,項目對空調低持匭輪貧了改造計劃,改造后的系統包括5臺熱泵主機、1臺變流量水力模塊、36臺風盤和2臺新風機。所有的控制通過通訊線連接與系統控制器構成整體系統。
在系統節能控制方面,改造方案通過系統控制器統計室內風盤群的需求,使主機和水泵準確響應室內負荷需求。在過渡季,系統采用兩種方法調整負載:一是通過調整水溫設定達到室外主機變出水溫度的目標;二是根據室內負荷需求百分比,采用變流量技術,改變進入室內風盤水量,進而改變風盤的供冷量以適應變動負荷ㄇ蟆
在水系統改造方面,系統采用變頻水泵配合變壓差控制的旁通閥,每臺主機并聯水路加裝開關型的電磁閥。當該支路主機停機時,系統關閉該支路以減少系統流量,解決混水問題。
在新風系統改造方面,改造方案更換成帶熱回收型的新風機,還可監控室內二氧化碳濃度以及室內風盤的開停率,控制新風機的換氣量。
在系統運營管理方面,改造方案通過集中管理,可通過單一界面對整個系統進行管控,設定全系統運行日程表,達到減少浪費的目的。
通過基于系統方案的綜合節能改4,系統運行得到了極大的優化。其節能主要體現在三方面:一是系統管控節能。系統化的控制手段通過系統控制器集中管理,減少了系統能量的浪費,降低建筑的能量消耗。二是系統協調配合節能。通過系統控制器統一協調各個子系統的運行以適應變負荷工況,系統通過變流量、變水溫等4段來提高部分負荷時能源的使用效率,進而達到節能目的。三是新技術節能,通過引入高效機組和熱回收等技術得以實現。
系統控制器通過主動修改主機出水溫度,在滿足各工況室內環境舒適度4前提下,實現大幅節能。當前,國標在考核主機效率時通常采用定出水溫度的方式,并不適合系統控制的變流量冷熱水系統。因此針對該類型系統,筆者建議重新探討新的標準。
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