作者：侯志堅
連之偉 蔡志軍 姚曄 柯丕乾
摘要：對某大型空調(diào)系統(tǒng)能耗進行了測試與分析，指出了該系統(tǒng)冷量供需比低的主要原因，給出了該系統(tǒng)節(jié)能改造的重點。結(jié)果可為大型空調(diào)系統(tǒng)的運行人員、設(shè)計人員提供參考。
0 前言
在能源消耗中，建筑業(yè)是耗能大戶。據(jù)有關(guān)資料顯示，歐美一些發(fā)達國家，建筑物能耗大約占全國能耗的30%左右[2]。我國目前建筑能耗所占的比例遠遠低于發(fā)達國家，為12 ～20%，但隨著建筑業(yè)的發(fā)展，該比例必將逐年增加。二氧化碳排放問題是最重要的環(huán)境問題，在將來，二氧化碳所帶來的環(huán)境處理代價將包括在能源價格中，這樣建筑能耗效率將變得非常重要[1]。調(diào)查表明，上海的建筑發(fā)展仍是傳統(tǒng)高消耗型發(fā)展模式，許多大樓中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)改造可以節(jié)約能耗20％甚至更多。從建筑用能設(shè)備，特別是建筑用制冷空調(diào)設(shè)備進行節(jié)能挖潛，大有潛力。
1 空調(diào)系統(tǒng)概況
某外資印制線路板制造廠，處于上海莘莊工業(yè)區(qū)內(nèi)，主要生產(chǎn)用于通訊領(lǐng)域的印刷線路板。該工廠的建筑面積為30000m2，空調(diào)面積為25000m2。由于本廠的建筑面積大，而且在生產(chǎn)過程中對溫、濕度等環(huán)境條件的要求十分嚴格；另外，還有一些工藝流程是在高級別的潔凈室中進行，不僅要對溫、濕度進行精密控制，對風(fēng)速和潔凈室風(fēng)壓也要進行必要的控制，因此各個區(qū)域的熱負荷相差極其懸殊，所以空調(diào)系統(tǒng)相對來說比較復(fù)雜。該空調(diào)系統(tǒng)有6臺離心式冷水機組，其中5臺額定功率359kW，一臺額定功率159kW。冷凍水系統(tǒng)由6臺一次冷凍水泵和6臺二次冷凍水泵組成變流量二級泵系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)則由多臺冷卻塔和冷卻水泵組成。一次泵側(cè)采用多臺冷凍機、多臺冷凍水泵并聯(lián)、“一機一泵”的方式，一次泵和相應(yīng)的冷機采用臺數(shù)控制法進行調(diào)節(jié)。二次泵則采用變頻和臺數(shù)控制相結(jié)合的方法進行控制。
2 能耗測試分析
2.1 系統(tǒng)能耗分析
限于時間和條件的限制，僅選取氣溫差異比較大的5個連續(xù)的工作日進行分析，每半小時記錄一次。圖1為各測試日各設(shè)備能耗占總能耗比例曲線，圖2為各實際工況下的COP與額定工況下的COP比較曲線。
圖1 4月20日-26日能耗比隨時間變化曲線
圖2 實際工況下的COP與額定工況下的COP比較曲線
從圖1~圖2可以知道：
1）冷卻塔、泵與風(fēng)機的能耗變化不大，冷卻塔和泵的能耗在總能耗中占的比例較小，僅占不到1%，而風(fēng)機的能耗占總能耗的比例較大，在30-50%之間，在4月23日室外溫度較低時，甚至成為總能耗中所占比例最大的一項。因此對風(fēng)機系統(tǒng)的改造要遠比對冷卻塔和泵系統(tǒng)的改造來的有效益，如何優(yōu)化水泵、風(fēng)機、冷機的運行能耗，使系統(tǒng)能耗最少成為節(jié)能改造重點。
2）實際工況下的COP基本上都低于額定工況下的COP值，大多在5-5.6之間。經(jīng)分析，幾個功率較大的冷機的負荷率基本都在80%以下，甚至有時候只有50%左右，因此效率較低，使得整體的COP未能達到額定COP。另外還可以觀察到有三個點明顯不同于平常運行時的狀況，分別是：點1，4月21日8:00，COP1=3.391；點2，4月21日16:00，COP2=6.488；點3，4月23日14:30，COP3=3.346。經(jīng)查詢測試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)這三個點的冷凍水供回水溫差與平時有較大不同：Δt1=2.1℃,Δt2=5.2℃，Δt3=3.2℃。而平時冷水機組的供回水溫差都在3.5-4.5之間，因此可以看出供回水溫差對機組的COP的影響也是比較大的，因此對該空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造，如何調(diào)節(jié)冷機在高負荷率下運行，以及冷凍水供回水溫差的優(yōu)化是該系統(tǒng)節(jié)能改造的重要一步。
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