重庆是夏热冬冷热工分区中的典型城市,建筑气候条件恶劣,年平均气温为17.7℃。1月份气温最低,月平均气温为7.2℃,最低极限气温为零下1.8℃;7月至8月份气温最高,多在27~38℃,最高极端最高气温可达40.2℃。夏季高温高湿,公共建筑空调系统装机容量平均值为129 W/m2,高于上海和武汉的装机容量(分别为127 W/m2和115.6 W/m2),说明重庆市空调负荷普遍偏高,空调系统在绝大多数情况下是在部分负荷下工作,空调系统的优化运行调节是节能的关键点。
1)冷负荷
空调系统冷负荷的影响因素,一般很容易想到气候、室内发热量密度、围护结构保温性能、遮阳等。但实际调查测试和模拟分析发现,影响冷负荷的重要因素是:能否充分自然通风以尽量晚开早关空调,降低空调开机负荷;能否在建筑物部分使用(如夜间、周末加班、人流量少)情况下空调系统实现部分时间、部分空间调节。
2)冷机电耗
冷机的效率COP主要与冷机负荷率(即冷机实际供冷量与额定供冷量之比)有关,大型离心式冷机的负荷率越高,性能也越好;并且随着负荷率的降低,COP迅速降低。建筑物中由于冷机设计选型过大,常常导致冷机低负荷率运行,效率也低。根据某建筑十多年运行的实际经验,长期高负荷率下冷机仍能保持高效稳定。可见,通过合理的冷机设计选型与搭配、合理的冷机台数调节策略以及精心的运行维护,是提高冷机实际全年运行效率、降低冷机电耗的可行途径。
另外,还有些老旧设备效率低下,不符合现行的节能标准,需要更换。
3)冷冻水循环泵电耗
冷冻水循环泵的任务是将冷机制备的冷量以水为媒介,输配到各个空调箱、新风机组、风机盘管等末端用户的换热设备(通常是风水换热的表冷器)。
冷冻水循环泵电耗与供冷时间长短密切相关,与水系统的形式、水泵运行策略、水泵效率、空调末端水阀控制方式等有一定的关系。
据调查,大多数建筑空调水系统都存在旁通现象,不开的冷机旁通冷冻水或者末端不用的表冷器旁通冷冻水。因此,必须及时关闭水系统中不工作的冷机和末端阀门,避免不应有的旁通,这是最简单也是最有效的水系统节能措施。
另外,就是在非峰值负荷工况下的水泵调节。全年绝大部分时间空调系统运行在部分负荷工况下,应实施台数控制和变频控制,降低部分负荷情况下的水泵能耗,则可取得很好的节能效果。
4)空调风机电耗(www.xing528.com)
定风量全空气空调机组的风机风量和冷却加热盘管容量是按照最大负荷选配的,供冷期空调系统大部分时间是运行在部分负荷情况下。因此,部分负荷时应减少送风量或改变送风温度,一方面,节省能耗;另一方面,提高室内舒适度,避免过冷或过热。
对于风机盘管加新风系统,必须杜绝下班或无人时空调风机照常开的现象。风机盘管风机需配置三速调节器,房间也需设置二氧化碳浓度传感器,根据室内二氧化碳浓度调节新风量的大小,避免仅有部分人员时新风量过大。风机盘管的水阀与风机联锁关闭,避免无人使用时的冷水旁通。
5)冷却水循环泵电耗
冷却泵电耗一方面与供冷时间长短密切相关,另一方面与所需排热量有关,还与水泵效率、冷凝器阻力、冷却水管道阻力有关。但冷却泵电耗并非一味地降低就好,因为此举可能导致冷却水流量不足、温差加大,从而使得制冷机冷凝温度升高、冷机效率下降。因此,冷却泵的运行调节与冷机的调节、冷却塔的调节以及负荷状况、天气情况等都有关系,需要综合考虑。
6)冷却塔风机电耗
冷却塔风机电耗本身较小,一般仅占空调系统电耗的1%~3%。但冷却塔风机的功能非常重要,它以大气环境作为冷源,驱动空气流过冷却塔内的换热填料表面,与冷却水进行热质交换,从而将冷冻机冷凝器排出的热量全部带走,维持冷凝温度在合理水平上。冷却塔散热效果直接影响冷凝温度,而冷凝温度升高则导致冷机COP下降、冷机电耗增加。可见,冷却塔对于空调系统能耗的影响不在于其自身风机电耗,而在于对冷机效率的影响。因此,冷却塔对空调系统节能的贡献,在于充分利用冷却塔换热面积,根据室外气象条件和所需排走的热量,通过调节冷却塔风机转速而维持离开冷却塔、进入电制冷机的冷却水温度尽量低(只要高于电制冷机允许的冷却水温度即可,但对吸收式制冷机则不能太低),从而使得冷机可以工作在相对较低的冷凝温度下,达到提高冷机COP、降低冷机电耗的目的。
7)房间空调器
这些年,随着房间空调器技术的高速发展,其用能效率平均5年提高20%以上。《房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB 12021.3中已对房间空调器的能效限值及节能评价值作出了规定,空调器的节能评价值为表6.1中能效等级的2级。根据现行重庆市《公共建筑节能(绿色建筑)设计标准》DBJ 50—052第5.7.2条的规定,采用的房间空调器能效比不得低于能效等级1级。
表6.1 房间空调器能效比表
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