空调系统节能诊断.doc

第1章 概述1.1 建筑基本信息该商场总建筑面积4.55万m2，B1为7500 m2，地上约3.8万 m2，商场营业时间：夏8:30-晚9：00，冬8：30-晚8：30，工作人员500600人，商场客流量约6000人/日左右。其标准层建筑平面图见图1.2图1.2标准层建筑平面图1.2 空调系统概况本商场冬、夏季均采用同一套空调系统，其空调系统冷热源及辅助设备为3台燃气型吸收式冷温水机（烟台荏原）、4台冷温水循环泵（定频，由于该商场冬夏季均采用同一套室内侧循环泵，故称为冷温水循环泵）、4台冷却水泵（定频）和3台冷却塔。F1-F5商场大空间采用新风加一次回风全空气空调系统；F6-F17的酒店客房区原设计采用风机盘管加新风系统，目前仅F6-F7启用，且为分散空调。故空调冷热站仅供商场使用。业主根据天气情况于5月下旬到10月上旬，11月中旬到来年3月底启停空调系统。现场调研结果详见表1.1。表1.1 空调设备详情表名称型号台数参数燃气型吸收式冷温水机RCDG070(烟台荏原空调设备有限公司)2制冷量2465kW，燃料消耗量176Nm3/h（天然气）；供热量2176kW，燃料消耗量176.5Nm3/h（天然气）；用电功率14.65kW燃气型吸收式冷温水机RCDG028(烟台荏原空调设备有限公司)1制冷量985kW， 供热量863kW，制冷时燃料消耗量70.56Nm3/h（天然气）；用电功率7.75kW 冷却泵Y280S-43功率75kW，流量662m3/h，扬程28m。冷却泵Y225S-41功率37kW，流量220 m3/h，扬程18 m。冷温水循环泵Y280S-43功率75kW，流量476m3/h，扬程37.5m。冷温水循环泵Y200L-41功率30kW，流量190m3/h，扬程35m。补水泵2功率7.5kW，流量18m3/h，扬程为90m。冷却塔23台风机，10kW3台，流量为720m3/h。冷却塔11台风机，15kW，流量为276m3/h。排风机DTFXF-A10功率4kW，风量2万m3/h，全压450pa，转速960转/min新风机DTP-1（格瑞得）10功率7.5kW，风量2万m3/h，风压450pa空调风箱（卧式吊顶式空调）75每台空调箱有2台风机，风量：10000 m3/h功率：1.1kW*2*75台下面为空调系统主机及辅助设备现场照片图1.3 主机图1.4 循环泵图1.5 冷却泵图1.6 冷却塔图1.7 分、集水器13第3章 空调系统节能分析诊断及改造建议通过前一章对该建筑空调系统的详细分析，发现空调系统运行效率不高，存在较大的节能潜力，下面针对该建筑空调系统的用能情况进行节能分析诊断，提出相应的节能改造建议及进行相关节能效益分析。3.1 空调系统节能分析诊断（1）主机负载率较低通过对6月份测试数据的处理分析，发现制冷机组大多数时间是在较小的负载率下运行，分析周机组的负载率最高为47%，平均仅为32%。通过对冬季1月份一周数据的分析发现，最高制热量为1797kW，最低为204kW，平均为1250kW。主机的制热量多处在13001500kW，负载率多处在60%70%。可见，对于目前使用的机组而言其负载率较低。（2）主机旁通主机存在旁通现象。目前运行的是1#主机，而2、3#主机不运行时其进出口阀门也完全打开，使得部分循环水没有经过主机进行处理而再次进入系统进行循环（3）冷温水泵流量过大由采集的数据可以计算出夏季冷冻水流量最大为666 m3/h，最低为600 m3/h，平均为635 m3/h；冬季热水流量最大为694 m3/h，最低为402 m3/h，平均为635.4 m3/h，而目前使用的循环泵的额定流量为476 m3/h。可见不管是冬季还是夏季空调系统实际流量远大于泵的额定流量。（4）冬夏季循环水泵合用，使得冬季水泵选型偏大一般空调系统夏季采用5的供回水温差，冬季采用10的供回水温差，冬夏季室内侧循环水泵宜分别设置。该空调系统冬、夏季均采用5的供回水温差，夏季的冷冻水循环泵与冬季的热水循环泵使用同一台，统称为冷温水泵。这对于冬季来说，同样的供热效果，无疑其输送能耗是偏大的。（5）夏季冷却泵选型过大由于没有监测冷却水系统的流量与温差，因此本文对冷却泵的改造可按照一般工程设计原则进行估算，经计算冷却水泵扬程可为19.5mH2O，流量为260 m3/h。而冷却泵目前的额定流量与扬程分别为662m3/h，28mH2O，均远大于目前冷却泵实际需要的流量和扬程。冷却泵选型过大，使得其运行的功率也较大，费用较高。（6）冷却塔选型过大原冷却塔流量为720 m3/h，不仅大于冷却系统实际需要的冷却水流量，而且也大于目前运行的冷却水泵的额定流量。且冷却塔布水管的阀门为手动调节，因冷却塔布置在五楼楼顶，工作人员一般不对阀门进行操作。一般只运行一台冷却塔，而另一台冷却塔长期闲置。（7）室内侧水输配管路系统阀门设置不合理通过对图纸研读，发现该建筑室内侧每层的总供水管均安装动态平衡阀，各分支供、回水管也均有蝶阀可进行水力平衡调节。见图3.1图3.1 水输配管路系统阀门设置对于动态平衡态，通过改变平衡阀的阀芯的过流面积来适应阀门前后的变化，从而达到控制流量的目的。其压力损失较大，一般为23 mH2O。本系统水力平衡已可通过各支路的蝶阀进行调节，不必再通过动态平衡阀进行调节。3.2 空调系统节能改造方案及节能效益分析3.2.1主机节能改造方案3.2.1.1杜绝主机旁通由上文中的分析可知，主机存在严重的旁通现象。主机的旁通使得夏季冷冻水供水温度较高，冬季的热水供水温度降低，从而影响室内的制冷供热效果，且使得水系统大流量小温差运行，泵耗较高。本建筑中空调系统主机前后均有手动调节阀，但是工作人员一般不进行调节，造成了主机的旁通。因此可以考虑将主机进口处加装电动碟阀与冷热水泵进行联动，从而将不运行的主机进行关闭杜绝旁通。见最后附图3.2.2更换夏季冷冻泵节能改造方案该系统水泵定速运行，且设计时水流量按最大负荷和5的供回水温差确定，但在全年运行时最大负荷出现的时间很少，这导致低负荷下水系统大流量小温差下运行，浪费了水泵的输送动力，针对这些问题，对水泵提出更换现有的水泵，以满足部分负荷运行的改造方案。见最后附图3.2.3加装冬季热水泵节能改造方案通知机组厂家客服，使热水的供回、水温差调整为10，然后根据实际的供热量计算热水流量和水泵扬程，重新选择一台热水泵供冬天使用。见最后附图3.2.4更换冷却泵+冷却塔风机联合变频节能改造由分析可知冷却水泵与冷却塔选型均过大。根据实际需要的冷却水流量和扬程，采取更换冷却泵+冷却塔风机联合变频的改造方案。另外，根据现场可知冷却塔供水管的布置，由一根供水管分别引出几根支管，分别给3台冷却塔布水，虽然每根支管均有调节阀，但为手动调节阀，实际运行过程中工作人员是不会调节各阀门的，因此也会造成冷却塔旁通现象，为杜绝这种现象，需加装电动碟阀使得冷却塔与冷却泵联动，当冷却泵运行时，与之对应的冷却塔即运行，而其他的冷却塔则关闭杜绝冷却塔旁通，以防回水温度过高，不满足机组运行需要。因此，需要从主管处另外引支管给冷却塔布水。见图图3.3 原设计冷却塔布水管布置情况图3.4 改造后冷却塔布水管布置情况通过上图可以看出，改造后每台冷却塔都可以通过电动阀进行单独控制，这样就可以杜绝冷却塔之间的旁通现象。而且冷却塔的开启可以实现自动控制，工作人员不必再到屋顶进行手动操作，节省了人力也避免了人为的误操作因素，可使得冷却侧高效运行。3.2.5空调水输配管路系统节能途径对于动态平衡阀由于其压力损失较大，一般为23 mH2O。本系统水力平衡已可通过各支路的蝶阀进行调节，不必再通过动态平衡阀进行调节。为了减少管路的压力损失，从而降低水泵的扬程可将每层的动态平衡阀进行拆除。同时为了检修方便可替代为蝶阀。而蝶阀的压力损失仅为0.5 mH2O左右，这样可以节约水泵的部分扬程，相应的可选择较小的水泵，从而节省水泵功耗，见图3.5。图3.5 水输配管路系统改造方案3.3 建筑节能潜力汇总3.3.1节能改造和优化运行的主要措施该建筑空调系统主机采用的是燃气型溴化锂吸收式冷温水机，主要能耗为燃气，因此空调系统的节能量将主要体现在燃气和电能方面。下表是该空调系统节能改造和优化运行方面的措施汇总。表3.7 空调系统节能改造及优化运行措施汇总项目存在问题改造措施主机旁通负载率较低将每台主机冷温水入口或出口侧加装电动阀冷温水泵冷温水系统大流量小温差运行，水泵选型过大；水泵本身效率较低冷温水泵冬夏季合用根据系统实际需要更换水泵冬夏季循环泵分别设置，冬季热水泵供回水温差调为10冷却泵+冷却塔冷却水系统大流量小温差运行，水泵选型过大；水泵本