空调节能技术的几个问题

空调节能技术的几个问题集中式空调系统集中式空调系统节能技术应用节能技术应用中的几个问题中的几个问题同济大学同济大学 2008-12-10空调节能技术的几个问题20.前言前言v 0.1形势形势：形势大好，问题不少，前途光明，形势大好，问题不少，前途光明，“科学科学”引导。引导。v0.2 任务任务：科技工作者要做更踏实的工作，注意解决建筑科技工作者要做更踏实的工作，注意解决建筑节能中的实际问题。节能中的实际问题。关注节能效果，注意总结经验，随时改正错误。关注节能效果，注意总结经验，随时改正错误。切忌切忌“哗众取宠哗众取宠”，不要无意中帮外国人，不要无意中帮外国人“骗国骗国人的钱人的钱”。为政府建言，但不要做为政府建言，但不要做“技术官僚技术官僚”。2008-12-10空调节能技术的几个问题31.冰蓄冷空调应用中的问题冰蓄冷空调应用中的问题v1.1不能过高估计冰蓄冷空调对削峰添谷的作用。不能过高估计冰蓄冷空调对削峰添谷的作用。燃气轮机发电用于调峰，方便有效；燃气轮机发电用于调峰，方便有效；抽水蓄能电站，品质更好抽水蓄能电站，品质更好它具有发电、调峰、调频、调相、事故备用、黑启动等功能。它具有发电、调峰、调频、调相、事故备用、黑启动等功能。我国已建成大型蓄能电站装机我国已建成大型蓄能电站装机 12 200MW，占总装机的，占总装机的 2%，华东网为，华东网为5.1%。台湾。台湾14%。v1.2 设计蓄冰量不合理，设备回收期太长设计蓄冰量不合理，设备回收期太长。静态回收期：静态回收期：57年；年；动态回收期：动态回收期：1012年年2008-12-10空调节能技术的几个问题41.冰蓄冷空调应用中的问题冰蓄冷空调应用中的问题-2 2v1.3 由于由于“天有不测风云天有不测风云”，运行中实际蓄冰运行中实际蓄冰量总是小于设计值量总是小于设计值，实际经济性降低，设备，实际经济性降低，设备回收期延长回收期延长v1.4 峰谷电价差不够大，空调负荷分布与分时峰谷电价差不够大，空调负荷分布与分时电价差区段不匹配，电价差区段不匹配，不能得到期望的优惠不能得到期望的优惠.（见下页）（见下页）2008-12-10空调节能技术的几个问题5图图1.办公楼空调冷负荷分布办公楼空调冷负荷分布00.20.40.60.811.224681012141618202224时间(小时)相对冷负荷2008-12-10空调节能技术的几个问题6办办公公楼楼空空调调负负荷荷与与分分时时电电价价分分布布图图00.511.522.5123456789101112131415161718192021222324时间（小时）负负荷荷-电电价电价（元）空调负荷2008-12-10空调节能技术的几个问题72008-12-10空调节能技术的几个问题82008-12-10空调节能技术的几个问题9青岛分时电价00.511.522.51357911131517192123时间（小时）负荷-电价负荷-电价电价（元）电价（元）空调负荷空调负荷2008-12-10空调节能技术的几个问题10.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 -1 1v2.1 设计时，对管网阻力估计过大，运行能耗设计时，对管网阻力估计过大，运行能耗大，且易烧毁水泵电机；大，且易烧毁水泵电机；v2.2 冷冻站尽量靠近负荷中心，室外管网控制冷冻站尽量靠近负荷中心，室外管网控制在在 2000km 以内；以内；2008-12-10空调节能技术的几个问题11.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 -2-2v水管比摩阻的比较水管比摩阻的比较 管径管径,mm 流速流速,m/s Pa/mDN 50 1.0 490DN 1001.5 437DN 3002.0 197DN 5002.5 158DN 10003.0 94DN 10004.0 168例如：例如：高层建筑高层建筑-300m*400Pa/m*1.5=18 mH2O 区域供冷外网区域供冷外网-1500m*100Pa/m*1.2=18 mH2O2008-12-10空调节能技术的几个问题12.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 -3-3v2.3 缺乏有效的调节手段，缺乏有效的调节手段，如：平衡阀、流量计；调节阀如：平衡阀、流量计；调节阀的阀权度过小；的阀权度过小；v2.4 空调冷水系统的温度计、空调冷水系统的温度计、压力表量程选择不当，安装位压力表量程选择不当，安装位置不当。置不当。v2.5 管网较复杂管网较复杂,一定要做好阻一定要做好阻力平衡。否则，运行能耗大，力平衡。否则，运行能耗大，甚至不能正常运行。甚至不能正常运行。2008-12-10空调节能技术的几个问题13Img_1490.jpg2008-12-10空调节能技术的几个问题14.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题-水力平衡水力平衡v 大中型集中式空调工程的水管系统，生来就存在水大中型集中式空调工程的水管系统，生来就存在水力不平衡的问题。力不平衡的问题。v 工程施工结束后，一定要进行工程施工结束后，一定要进行“调试调试”，管网达到，管网达到平衡后，才可以正常投入使用。平衡后，才可以正常投入使用。v 当系统出现大流量小温差的情况时，先要检查系当系统出现大流量小温差的情况时，先要检查系统水力平衡。简单的给一个水力不平衡的系统实行统水力平衡。简单的给一个水力不平衡的系统实行“变频调速变频调速”，只会使水力不平衡更加严重，甚至，只会使水力不平衡更加严重，甚至不能满足用户最基本的室温要求。不能满足用户最基本的室温要求。2008-12-10空调节能技术的几个问题15.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 案例案例v.航站楼航站楼主楼和长廊一次水未按照设计比例进行分主楼和长廊一次水未按照设计比例进行分配，造成远端用户夏季过热，冷冻站的冷冻机却因配，造成远端用户夏季过热，冷冻站的冷冻机却因供回温差太小而不能全部投入运行。供回温差太小而不能全部投入运行。总干管总干管主楼干管主楼干管长廊干管长廊干管实测流（实测流（m3/h）625035332717设计流（设计流（m3/h）699831123886实测实测/设计设计0.891.140.702008-12-10空调节能技术的几个问题16.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 案例案例整改前后登机长廊冷水量的变化整改前后登机长廊冷水量的变化v设计值：设计值：主楼与长廊的水量之比为：主楼与长廊的水量之比为：44.544.5与与55.555.5；v整改前整改前：主楼与长廊的水量之比为：主楼与长廊的水量之比为：5656与与4444；v经过了多次小幅调整后经过了多次小幅调整后：主楼和长廊流量之比调整到了主楼和长廊流量之比调整到了4848与与5252，接近了设计比例值；接近了设计比例值；v长廊水量增加长廊水量增加1818，主楼水量减少约，主楼水量减少约1212。2008-12-10空调节能技术的几个问题17.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 案例案例v在航站楼在航站楼5 5个换热站之间存在一次冷水水力不平衡。个换热站之间存在一次冷水水力不平衡。设设计计流流量量 实实测测流流量量 实实测测值值/设设计计值值 1 796 346 0.43 2 560 3 1158 563 0.49 4 630 281 0.45 5 742 280 0.38 2008-12-10空调节能技术的几个问题18.区域供冷中的几个问题区域供冷中的几个问题 -4-4v板式换热器的二次侧水力不平衡，水温升不足。造板式换热器的二次侧水力不平衡，水温升不足。造成板式换热器的传热温差小，其能力不能充分发挥。成板式换热器的传热温差小，其能力不能充分发挥。v板式换热器二次侧供回水温差较小，也限制了能源板式换热器二次侧供回水温差较小，也限制了能源中心一次水冷量的释放。中心一次水冷量的释放。2008-12-10空调节能技术的几个问题193.地源热泵系统地源热泵系统v3.1 地源热泵系统中地源热泵系统中土壤土壤（包括地下水、非流动地（包括地下水、非流动地表水体）所起的作用本质上是表水体）所起的作用本质上是“蓄热体蓄热体”，认为，认为是是“以岩土体、地下水、地表水为低温以岩土体、地下水、地表水为低温热源热源”不妥。不妥。v夏季空调系统向土壤送入多少热量，冬天空调系统夏季空调系统向土壤送入多少热量，冬天空调系统就必须从土壤中取出多少热量。就必须从土壤中取出多少热量。2008-12-10空调节能技术的几个问题203.地源热泵系统地源热泵系统-2 2v计算周期内，地源热泵系统的总释热量宜与其总吸计算周期内，地源热泵系统的总释热量宜与其总吸热量相平衡。热量相平衡。v否则，土壤就会逐年被加热或逐年被冷却，随着土否则，土壤就会逐年被加热或逐年被冷却，随着土壤温度的升高或降低，少则十几年，多则二十几年，壤温度的升高或降低，少则十几年，多则二十几年，土壤就会失去作为地源热泵夏季冷源（或冬季热源）土壤就会失去作为地源热泵夏季冷源（或冬季热源）的作用。的作用。v上海地铁一号线区间隧道因周围土壤形成上海地铁一号线区间隧道因周围土壤形成“热套热套”而过热，可以作为一个旁证而过热，可以作为一个旁证。2008-12-10空调节能技术的几个问题213.地源热泵系统地源热泵系统-3 3v3.2 地埋管换热系统的设计、施工，以及完全回灌，地埋管换热系统的设计、施工，以及完全回灌，系统的水压试验等工作，其技术难度都很大，一定系统的水压试验等工作，其技术难度都很大，一定要由有资质、有经验的公司进行。要由有资质、有经验的公司进行。v精心设计，精心施工。不可采取精心设计，精心施工。不可采取“群众运动群众运动”的办的办法法“大干快上大干快上”，更不能采用行政命令的方式，限，更不能采用行政命令的方式，限时建成多少建筑面积的地源热泵空调系统，完成年时建成多少建筑面积的地源热泵空调系统，完成年度节能减排指标。度节能减排指标。2008-12-10空调节能技术的几个问题224.地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统v4.1 采用地表水地源热泵系统，事先要掌握建筑附采用地表水地源热泵系统，事先要掌握建筑附近的水体情况。如，水体的容量，水体的温度，水近的水体情况。如，水体的容量，水体的温度，水体的水质。体的水质。v设计前，应评估地表水地源热泵系统运行对水环境设计前，应评估地表水地源热泵系统运行对水环境的影响。的影响。v若水体的容量较小，则可能出现在取冷期或取热期若水体的容量较小，则可能出现在取冷期或取热期的水温变化太大，导致水体的温度过高或过低，水的水温变化太大，导致水体的温度过高或过低，水源热泵系统不能正常运行。源热泵系统不能正常运行。2008-12-10空调节能技术的几个问题234.地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统-2 2v例如，建筑面积为例如，建筑面积为10 000 m2的办公楼，采用的办公楼，采用（非流动）地表水源热泵系统，按美国（非流动）地表水源热泵系统，按美国地地源热泵工程技术指南源热泵工程技术指南中推荐的单位水面冷、中推荐的单位水面冷、热负荷率为热负荷率为12-13 W/m2，则需要一个水深，则需要一个水深36m，面积，面积10万万m2，容量为，容量为45万万m3的人工的人工湖作为冷热源。湖作为冷热源。2008-12-10空调节能技术的几个问题244.地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统-3 3v4.2 地表水的温度也是先决条件之一。地表水的温度也是先决条件之一。实测表明实测表明5，我国南方地区非流动水体，我国南方地区非流动水体水深不足水深不足3m时，水体温度和空气温度比时，水体温度和空气温度比较接近，取水水泵的能耗可能大于冷却塔较接近，取水水泵的能耗可能大于冷却塔系统的水泵能耗，采用地表水地源热泵系系统的水泵能耗，采用地表水地源热泵系统不一定节能。统不一定节能。2008-12-10空调节能技术的几个问题254.地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统-4 4v4.3 对于流动的水体，还要注意热泵系统排水对生对于流动的水体，还要注意热泵系统排水对生态的影响。态的影响。v由于热泵系统排水引起水体温度的变化，可能误导由于热泵系统排水引起水体温度的变化，可能误导水体中的鱼类提前或延迟排卵，导致过早或过晚出水体中的鱼类提前或延迟排卵，导致过早或过晚出生的鱼类无法获得食物而死亡。生的鱼类无法获得食物而死亡。v水体温度变化水体温度变化0.51.0，也可能造成水中微生物，也可能造成水中微生物的死亡，打破原有生物链状态，造成不良的生态影的死亡，打破原有生物链状态，造成不良的生态影响。响。2008-12-10空调节能技术的几个问题264.地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统-5 5v4.4 采用地表水地源热泵系统的建筑物，应尽量靠采用地表水地源热泵系统的建筑物，应尽量靠近地表水水体。近地表水水体。v地表水地源热泵机组与取水口的距离大于地表水地源热泵机组与取水口的距离大于600m 时，时，取水水泵的能耗可能大于冷却塔风机与冷却水泵的取水水泵的能耗可能大于冷却塔风机与冷却水泵的能耗之和，这时采用地表水地源热泵系统就失去了能耗之和，这时采用地表水地源热泵系统就失去了节能和经济的意义。节能和经济的意义。2008-12-10空调节能技术的几个问题275.空调排风热回收空调排风热回收v5.1 利用制冷机的冷凝热制备生活热水，在我国长江利用制冷机的冷凝热制备生活热水，在我国长江以南地区应用已取得较好的效果。以南地区应用已取得较好的效果。v5.2 回收空调排风中冷、热量的双盘管环路式热回收回收空调排风中冷、热量的双盘管环路式热回收技术以它的效率较高（不是最高，但长期使用效率技术以它的效率较高（不是最高，但长期使用效率衰减少）、运行及维护简便等优点，受到用户欢迎。衰减少）、运行及维护简便等优点，受到用户欢迎。v5.3 转轮式、静止板翅式空调排风热回收装置，因新转轮式、静止板翅式空调排风热回收装置，因新风中含尘浓度较高，空气通道易被尘埃堵塞，须频风中含尘浓度较高，空气通道易被尘埃堵塞，须频繁清灰等问题，使用的工程越来越少。繁清灰等问题，使用的工程越来越少。2008-12-10空调节能技术的几个问题286.空调运行管理节能空调运行管理节能v就我国建筑空调的现状来说，运行管理节能是投入就我国建筑空调的现状来说，运行管理节能是投入少、见效快、效益高的建筑节能措施之一。例如：少、见效快、效益高的建筑节能措施之一。例如：v启动冷热源设备对系统进行预热、预冷时，应关闭启动冷热源设备对系统进行预热、预冷时，应关闭新风系统。新风系统。v对人员密度较大且变化较大的场所，宜采用新风需对人员密度较大且变化较大的场所，宜采用新风需求控制，根据室内求控制，根据室内CO2浓度值控制新风量。浓度值控制新风量。v定期清洗空气过滤器，定期检查、维护空调通风系定期清洗空气过滤器，定期检查、维护空调通风系统中的热回收装置，减少风机运行能耗。统中的热回收装置，减少风机运行能耗。2008-12-10空调节能技术的几个问题296.空调运行管理节能空调运行管理节能-2 2v随着空调负荷的减少，调节空调系统的冷、热水流随着空调负荷的减少，调节空调系统的冷、热水流量，使其供回水温差接近设计值，减少由于小温差、量，使其供回水温差接近设计值，减少由于小温差、大流量造成的水泵能耗。大流量造成的水泵能耗。v多台并联运行的同类设备，应根据实际负荷情况，多台并联运行的同类设备，应根据实际负荷情况，调整运行台数。调整运行台数。v当空调、通风系统采用间歇方式运行时，应根据气当空调、通风系统采用间歇方式运行时，应根据气候、空调负荷、建筑热惰性等情况，合理确定开机、候、空调负荷、建筑热惰性等情况，合理确定开机、停机时间。停机时间。v空调房间的运行设定温度，在冬季不得高于设计值，空调房间的运行设定温度，在冬季不得高于设计值，夏季不得低于设计值。夏季不得低于设计值。2008-12-10空调节能技术的几个问题307.做好前期论证，后期总结工作做好前期论证，后期总结工作v7.1 当前，特别应注意做好立项前期的可行性论证当前，特别应注意做好立项前期的可行性论证和投入运行后节能效果的检测、评估、研究。和投入运行后节能效果的检测、评估、研究。前期的可行性研究结果是前期的可行性研究结果是“可行可行”或或“不可行不可行”均应该是可以接受的。不可能是所有的可行性研究均应该是可以接受的。不可能是所有的可行性研究的结论都是的结论都是“可行的可行的”。v7.2 投入运行后的节能效果检测，要加强分析研究，投入运行后的节能效果检测，要加强分析研究，以利于为同类型项目的设计，提供可靠的参考资料，以利于为同类型项目的设计，提供可靠的参考资料，使其成为一份可以共享的社会财富。使其成为一份可以共享的社会财富。2008-12-10空调节能技术的几个问题31谢谢 谢谢 ！