重庆某酒店中央空调系统运行管理现状及能耗分析概要.doc

0引言随着社会经济的发展,人民生活水平也逐步提高。 20世纪 90年代以来, 中国建筑业始终保持高速 发展, 最近 5年建筑业总产值以年平均 11%的速度增 长, 城乡房屋建筑面积每年新增约 1619亿 m 21, 建 筑面积不断增加, 随之而来的能源供求矛盾也日益突 显。公共建筑耗能是社会总耗能的重要组成部分, 而 在公共建筑的全年耗能中, 暖通空调系统的总能耗约 占 50%60%。 所以, 采取正确的中央空调系统运行管 理手段, 采用有效的空调系统节能措施, 对降低空调 系统能耗是十分必要的。 作者通过对一酒店中央空调 系统运行管理及能耗数据调查分析, 在查阅大量同类专业文献的基础上 2345,理论联系实际, 通过本文旨 在探讨该酒店的能耗水平, 以及寻找加强中央空调系 统、 设备运行管理来实现节能降耗的技术路径。1酒店工程及空调系统概况1.1工程概况该酒店位于重庆市主城区,始建于 1993年, 于1998年正式投入使用。总建筑面积 37000m 2, 其中主 楼地上 32层, 高 126m , 建筑面积 25300m 2, 地下 2层, 建筑面积 6700m 2, 东配楼 5层, 层高 3.0m , 建筑 面积 4500m 2。 建筑结构为传统的砖混结构, 主楼南外 墙为双层玻璃幕墙, 面积为 5000m 2。 1.2空调冷热负荷情况 (见表 1表 1空调冷热负荷表序号 分类 功能 建筑面积 /m 2冷负荷 /kW 热负荷 /kW1地下 2层 设备房30003443712地下 1层 超市 30005376453主楼 1层 大堂 1000471706424层 餐厅 34501259165155层 办公室 100021526966层 桑拿 8001672087714层 客房 60009351000815层 设备房 80011712591632层 客房 120001985212710配 1、 2层 银行 15001985401135层娱乐2500351675收稿日期 :2006-11-25重庆某酒店中央空调系统 运行管理现状及能耗分析余晓平 ,黄大勇 ,陈三得 ,李焱(重庆科技学院, 重庆400042摘要 :通过对重庆某酒店中央空调系统最近几年能耗数据的调查和其运行管理现状分析, 采用单位建筑面积平均一次能耗量对其 进行能耗计算, 并与国内、 国外同类建筑的空调耗能水平进行比较, 获得该酒店的运行能耗水平。通过对该建筑的能耗水平 评价并分析其能耗特点, 指出了该酒店中央空调系统设计和运行管理的不合理因素, 提出了相应的节能降耗措施。关键词 :建筑节能; 中央空调系统; 能耗中图分类号 :TU831.3+1文献标志码 :B 文章编号 :1673-7237(200703-0038-04A Central Air-conditioning System Operation Managem ent Situation and the Analysis of Energy Consum ption in A Hotel in ChongqingYU Xiao-ping, HUANG Da-yong , CHEN San-de ,LI Yan(Chongqing University of Science and Technology , Chongqing 400042, ChinaAbstract:Through analysis on the data of energy consumption and present situation of operation management of Chongqing certain hotel central air-conditioning system in recent years, its energy consumption is calculated with average energy consumption of one time for unit building area. And through comparison with air-conditioning energy consumption levels of domestic and foreign similar buildings, the operation consumption level of this hotel is obtained. By evaluation of the energy consumption level of this building and analysis its charac-teristics, unreasonable factors of design and operation management for central air-conditioning of this hotel are pointed out, and correspond-ing measures of energy-saving and reducing consumption are put forward.Key w ords:building energy efficiency; central air-conditioning system; energy consumption 空 调 节 能AIR-CONDITIONING ENERGY-SAVING建 筑 节 能2007年第 3期 (总第 35卷 第 193期 No.3in 2007(Total No.193, Vol.35381.3室内及室外设计参数 (见表 2表 2酒店室内设计参数房间名称夏季 冬季温度 / 相对湿度 /%温度 / 相对湿度 /%最小新风量 /M 3/(h.p办公室 242650602123 304550会议室 2526 602122 403035客房 2426556518大堂 252755651820 303040舞厅、 酒吧 2324 602223 4030桑拿、 浴室 2526 702425 7030宴会厅 2425 652122 4030设备房、 仓库 58银行 242650602224 3050卫生间 30 301.4冷热源系统1.4.1冷源集中空调系统冷源采用 3台冷水机组,其中两台 为离心式冷水机组, 提供的冷冻水温度为 712, 制 冷量为 1231kW/台, 布置于地下 2层设备间。另一台 为 RC-130-10型模块机, 冷冻水温为 813, 制冷量 为 1161kW/台, 布置于 15层设备间。 1.4.2热源酒店冬季空调供热由设在 15层的锅炉房提供, 所 用锅炉为 2台燃气热水锅炉,热水温度为 6055, 供热能力为 1394kW 。 酒店热水供应等其余用热由另 一锅炉房的两台燃气蒸汽锅炉提供。1.4.3空调系统冷热源设备配置 (见表 3表 3冷热源设备配置表设备名称 台数 单位 主要参数 备注地下 2层 制冷机房 离心冷水机 2台 冷量 1231kW/台冷却水泵 2台 功率 30kW/台 备用一台 45kW 冷冻水泵 2台 功率 22kW/台 备用一台 45kW 冷却塔 2台 功率 13kW/台主楼 15层 模块机房 模块冷水机 1台 冷量 1161kW 冷却水泵 2台 功率 30kw/台, 37kW/台 冷冻水泵 2台 功率 22kw/台, 30kW/台 冷却塔 1台 功率 3kW锅炉房 燃气锅炉 2台 热量 1393.7kW1.5空调水系统空调水系统采用两管制,一次泵系统,分区供水 (15层以下为低区, 15层以上为高区 。夏季由冷水机 组提供冷冻水 (低区 712, 高区 813 ; 冬季由 锅炉房提供 6055的低温热水,季节转换采取在 分、 集水器上设手动阀。空调机组供回水管为异程式, 风机盘管水平干管为同程式。在东配楼楼顶设有膨胀 水箱, 其内有水位控制阀, 控制水系统的补水。1.6空气处理末端对于主楼, 每层设有专门的新风机房, 根据其功 能的不同确定设备台数,保证房间内新风量的供给。 地下 1层及地上 14层采用低速单风道全空气系 统; 其余楼层采用风机盘管加新风系统。配楼 1、 2层 内区为风机盘管加新风系统, 外区及其余楼层为低速 单风道全空气系统。 1.7通风及防排烟系统1.7.1通风地下室各设备房和其他辅助用房设有机械送排 风系统, 商场及公共卫生间亦采用机械排风系统。 1.7.2防排烟酒店设有专门的机械排烟系统,在 32层设 2台 各为 11kW 和 3kW 的排烟风机。2酒店中央空调系统运行管理现状2.1对中央空调系统及设备的日常运行管理热源部分, 酒店用的是 2台可分离机头的燃气热 水机组, 对机头的控制采用的是自动化控制模块。平 时工作人员对智能化模块设定参数。 参数的来源是对 楼层、 房间和几个重点用餐区及办公区域进行抽样测 温, 给出设定参数。酒店使用的冷源为 2台 1231kW 的离心机和 391161kW 的模块机。 由于现在的中央空调水冷机组上 的智能装置, 工作人员只需对主机的开关机、 运行时 间及运行参数进行记录, 以便于观察主机的性能。到 了转季的季节, 值班工程师根据反馈的数据通知开机 转季。该酒店的风机盘管为二排管无级变风量、 变水量 运行, 有高、 中、 低三档风速, 可设定温度, 这使空调房 间有更好地舒适性和节能性。 为了节约房间空调系统 的能耗, 在客人离开时, 房间的用电卡自动取下, 房间 空调就会在 30s 后转为低速。2.2冷热源及其他空调系统管路的日常维护中央空调系统主机、 空调末端内换热器盘管、 制 冷盘管、 气流控制装置、 过滤装置以及各系统管路及 附件运行一定时间后, 有限制、 堵塞、 污物沉积而严 重影响系统的性能或系统性能明显下降时,应进行 清洗 4。该酒店日常维护主要针对风机盘管、新风机组 等设备及其部件。 作为一家四星级酒店, 对室内空气 品质、 温度、 噪音等要求非常严格, 市防疫中心每年 都会对风机盘管的性能和维护情况进行检查,检测 是否达标。 所以, 日常维护的中心转移到风机盘管的 清洗。主要对机组表面、 凝结水盘、 风机以及盘管表 面翅和机组等所有污染物沉积的部件进行清洗, 对 电机更换轴承、 打油, 及时对回风口和出风口进行清 洗。 对酒店风机盘管的主要清洗方式:关闭电源打开 机管后, 拆下风盘、 电机。用酸性药水对翅片和盘管 进行浸泡, 510min 后,从盘管上的手动排气阀加 水对其进行冲洗。 拆下的电机, 检查无损坏后, 更换轴 承、 打油, 最后组装调试。集中空调系统的水质对系统设备的正常运行非 常重要。由于重庆自来水呈酸性, 水中含有氧及金属 活动顺序表中位于氢元素之前的金属铁,极易被氧 化。 不但造成空调设备腐蚀, 使用寿命缩短, 还将导致 封闭式循环冷水系统的风机盘管等设备的小管道随 时可能被管材的腐蚀产物 四氧化三铁、 氧化铁锈 渣等堵塞, 造成水流不畅。对于水冷却系统, 除此之 外, 还有大量灰尘、 空气悬浮物, 这也是中央空调系统 清洗时应特别注意的环节。2.3酒店空调系统运行管理的人员配置空调组共 10人, 其中维修工 6人, 运行工 4人, 大多属于普通工人,对制冷空调的相关知识知之甚 少, 缺少专业的技术人员。 人员整体素质偏低, 空调节 能意识淡薄。 维修工的主要责任是酒店里的中央空调 系统以及所有的制冷设备的维护检修,上班时间是 8:3017:30;运行工主要责任对设备参数的设定和 开关机以及运行参数的记录, 运行工人分三班, 时间 分别是 A 班 8:3017:30, B 班 12:3021:30, C 班 23:307:30。3酒店能耗分析在建筑节能评价时,一般采用单位面积平均一 次能耗量作为评价指标,对空调系统而言即将空调 系统每年制冷和供热所利用的能量转化为一次能 量, 再除以建筑面积。本文就是采用这一方法, 下面 是我们对该酒店 20022004年空调能耗的分析结 果 (见表 4 。表 4酒店能耗分析结果年份 200220032004三年平均植 空调年耗气 /km 3170170160166.7空调年耗电量 /MWh 4150362038303866.7空调系统每 m 2折合 /GJ/(m 2.a 1.421.241.311.32建筑总能耗 /MWh 9630908292959335.7折合每 m 2年一次能耗 /GJ/(m 2.a 3.162.983.053.06空调能耗百分比 /%4541.64343.2注:表中 1kWh 电量相应的一次能为 12.14MJ 。由资料分析,该酒店的平均空调面积装机冷量为 149.6W/m 2。 在上海 200幢大楼的统计中, 空调平均装 机冷量为 127W/m 2, 即该酒店的平均装机冷量比同一 气象地区的上海高 17.8%。日本东京为 112.8W/m 22, 比东京高 32.6%。由此看来, 在空调负荷计算这一环 节上, 该酒店的设计冷量明显偏大。这主要是由于酒 店为追求最大利益,将多种功能的设施集中在一起, 同时该酒店有多个业主,以至将空调系统管理分割 开, 造成能源使用上的不合理, 即使在最热的时候也 只使用一半左右的空调装机冷量。该酒店在 20022004三年平均单位面积一次能 耗量为 3.05GJ/(m 2.a , 与同一夏热冬冷地区的上海同 类建筑的平均耗能量 (2.698GJ/(m 2.a 相比, 超过了 13%; 而与天津 (2.86GJ/(m 2.a 相比, 超过了 6.6%。日 本的旅馆建筑节能标准是 (2.512GJ/(m 2.a ,多了 21.4%。 在空调系统的能耗占建筑耗能的百分比方面, 该酒店约为 43.2%。上海同类建筑为 35%,深圳为 30%。可见该酒店的空调系统能耗远远高于国内和国 外同类建筑。该酒店空调水系统也存在着许多问题, 如水力、 热40力失调现象严重; 大流量、 小温差现象普遍存在。设计 中供、 回水温差一般均取 5, 但经实测夏季冷冻水系 统供回水温差较好的为 4, 较差的只有 22.5, 造 成实际水流量比设计水量大 1.5倍以上, 使水系电耗 大大增加。 该酒店采用一次泵系统, 用于其系统大、 阻 力大且各环路负荷特性相差大的实际工程是不利的。 因为采用一次泵方式, 水泵流量和扬程要根据主机流 量和最不利环路的水阻力进行选择, 配置功率都比较 大; 部分负荷运行时, 无论流量和水阻力有多小, 水泵 (一台或多台 也要满负荷配合运行, 管路上多余流量 和压头只能采用旁通和加大阀门阻力予以消耗, 因 此, 输送能量的利用率较低, 能耗较高。风系统的能耗包括送风机和新风机的能耗, 一 般新风负荷在空调设计负荷中占有很大的比重, 占 到了空调系统总能耗的 30%甚至更高,消耗了大量 的能量。 调查发现, 该酒店的设备管理人员对制冷空 调知识不是很了解;不懂得根据室外参数的变化进 行调节; 节能意识相当淡薄, 有时为了不让客户投诉 而去满足个别客户不合理的冷暖要求,造成了能量 的浪费。4节能措施及建议4.1水系统的节能措施在该酒店空调水系统中, 我们建议采用变水量系 统。 同时, 一次泵系统可以改为二次泵系统, 因为二次 泵系统的流量与扬程可以根据不同负荷特性的环路 分别配置, 做到 “量体裁衣” , 极大地避免了无为的浪 费。而且二次泵的选取不影响制冷主机规定的要求, 可以方便地采取变流量控制和各环路的自由起停控 制, 负荷侧的流量调节范围也可以增大; 尤其当二次 泵采用变频控制时, 其节能效果更好。4.2风系统的节能措施对该酒店的全空气系统,建议采用变风量系统, 还可以利用热交换器回收排风中的能量, 减小新风负 荷。如果在系统中设置热交换器, 则最多可节约处理 新风耗能量的 70%80%。据日本空调学会提供的计 算资料表明, 以单风道定风量系统为基准, 加装全热 交换器以后, 夏季 8月份可节约冷量约 25%, 冬季 1月份可节约加热量约 50%。 从排风中直接回收能量的 装置有转轮式、 板翅式、 热管式和热回收回路式等。 4.3对各房间的温湿度控制温湿度取值的高低,不仅直接影响室内热环境的 质量, 而且与能耗的多少密切相关。在加热工况下, 室 内控制温度每降低 1, 能耗减少约 5%10%; 在冷却 工况下, 室内控制温度每提高 1, 能耗可减少约 8% 10%。为了节省能源, 在加热工况下取室内设计温度 的下限, 冷却工况下取上限。 4.4运行管理中的节能技术措施定期检查围护结构、 设备、 水和空气输送系统的 保温性能; 定期检查和维修水、 空气输送系统, 减少系 统的泄露; 定期维修、 校核自动控制装置及监测仪表; 加强空调水系统的水质管理; 建立运行管理、 维护、 检 修等规章制度;建立运行日志和设备的技术档案; 管 理和操作人员要经过培训,考核合格后才能上岗; 主 管部门定期派专人检查有关规章制度的执行情况。 5结束语调查分析表明, 要最大限度地降低暖通空调系统 的能耗, 首先应在满足使用要求的前提下设计最小的 采暖空调负荷, 确定合适的暖通空调规模; 同时应在 各个运行期投入使用的设备的能源利用率最高, 同时 应尽可能地回收系统低品位的能量; 同时还应该有合 理的空调系统日常运行管理制度。参考文献 :1薛志峰 , 江亿 . 商业建筑的空调系统能耗指标分析 J. 北京 :暖通空调 2005,35(1 :3741.(XUE Zhi-feng, JIANG Yi. Study on the Air-conditioning Energy Con-sumption Guideline in Commercial Buildings J. Beijing:Heating Venti-lating &Air Conditioning, 2005,35(1:3741.2龙惟定 , 胡欣 . 上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析 J. 北京 :暖通 空调 ,1998, 28(6 :1317.(LONG Wei-ding, HU Xin. Shanghai Public Building Energy Consump-tion and Analysis of Energy Saving Potentialiti