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某档案馆空调系统测试与能耗分析

由测试及调查数据看出,档案馆2007年全年 平均能耗为:照明及其他用电能耗为18.8W/m2, 空调机组能耗为21。6W/m2,制冷机房能耗为 14.8、Ⅳ/m2。所以档案馆能耗约为55.2W/m2。每 月照明用电量基本不随时间变化,而空调用电量则 随着季节、月份的不同变化较大。
图l给出了档案馆各项能耗构成所占比例。 其中空调系统约占66%,这与一般公共建筑的测 试数据基本吻合。
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计算,则空调系统总的性能系数约为4左右。这说 明目前空调系统耗电量偏大,效率偏低。 3.2照明能耗分析
从调查的数据看出:照明用电与季节、年份关 系不是很大。由2007年1月至2008年6月月平 均用电量在19w/m2左右。该照明功率密度值与 《建筑照明设计标准》(GB 50034—2004)中规定的 高档办公室18W/m2的照明功率密度指标相比偏 高。 3.3各项能耗比较
内空气温度、送风速度等。同时对档案馆空调系统 法,对获得的近万个数据进行了计算整理。
运行过程中积累的运行数据进行了分析研究。采
档案馆主要测试参数如表2所示。
表2测试参数平均值汇总
2.1冷热源与机房 制冷机制冷能力衰减较严重,冷冻水品质下
降,冷冻水进出口水温升高。 水冷全封闭螺杆1。冷水机组供回水温度分别
2空调系统测试结果分析
利用超声波流量计、热球风速仪、钳形功率表、 温度测试记录盒等仪器对档案馆冷热源、空调末端 进行测试。测试了制冷机组运行期间的制冷量,水
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2010年第1期 (总第330期)
系统的流量与温度,空气处理机组的主要性能,室
取短期现场测试与长期运行管理参数相结合的方
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节ห้องสมุดไป่ตู้

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某档案馆空调系统测试与能耗分析
刘志铮‘,冯国会1。王丽2
(1.沈阳建筑大学,辽宁沈阳110168;2.辽宁建筑职业技术学院,辽宁辽阳111000)
摘要:为了掌握档案馆空调系统的实际运行与能耗状况,对其空调系统进行了夏季能耗测试。根据实 测结果,分析了空调系统主要组成部分的电耗、冷水机组和空调水系统的能效、室内热环境状况。研 究表明,该档案馆空调系统存在设计选型偏大、设备运行效率低、系统结构不合理、运行管理不规范等 诸多问题,在分析测试与调研结果的基础上,针对其空调系统设计及运行中存在的问题,提出了空调 系统节能运行管理的若干建议,阐明了节能技术在公共建筑空调系统中的节能潜力是十分巨大的。 关键词:档案馆;中央空调系统;能耗;节能;运行管理 中图分类号:TU831.3文献标识码:B文章编号:1004—7948(2010)Ol一0023—04
冷冻水管道系统的冷损失大,流经空气处理机 组的冷冻水流量少。
制冷机组的冷冻水出口水温为8.8't2左右,而 空气处理机组冷冻水的进口温度约为lO.1℃,这 表明冷冻水管道的温升约为1.3。c;测得的部分空 气处理机组的冷冻水流量为额定流量的36%~ 90%。
主要原因为:管道、蒸发器及表冷器等堵塞,冷 冻水系统阻力增大,水泵的扬程不足,造成冷冻水 循环流量减少。循环冷冻水量不足,一方面将进一
设备选型偏大是高能耗的主要原因,这是因为 设计冷负荷偏大或设备选型时重复乘以安全系数, 或者根据以往经验未经仔细计算就选定负荷面积
指标。此外,与设备选型以单点设计为主、缺乏全 工况设计等因素也有密切关系。从测试分析结果 发现,档案馆建筑中冷机、水泵选型偏大,长期在低 效率工况点运行,造成初投资和运行能耗浪费。
集中空调系统采用2台冷水机组,提供的冷冻 水温度为7℃/12℃,制冷量为l 132kW/台,布置于
1层设备间内。空调设施基础资料如表l所示。 表l 某档案馆空调设施基础资料
名称
型号 数量/台
技术数据
备注
空调设计负荷: 夏季空调冷负荷QL=4520kW;冬季空调热负 荷QR=4754kW。 空调系统设计: 该建筑物全楼冬夏采用空调系统。其系统形 式为在主要的阅览厅、陈列厅、休息厅、大堂、库房、 监控中心等部位采用低速单风道全空气空调系统; 其余如办公室、餐厅、浴室等部位采用风机盘管加 新风系统。该空调系统在工作时间全部开启运行, 在非工作时间为了保证一些珍贵档案的保存要求, 开启l台冷水机组部分运行。 空调水系统为水平同程式,一次泵系统,夏季 由冷水机组提供7℃/12℃冷冻水。
为8.4。c和12.7℃,实际的平均供回水温差4.3。C; 水冷全封闭螺杆24冷水机组供回水温度分别为 9.3℃和13.2。C,供回水温差为3.9。C。
主要原因为:2台制冷机组的制冷量均有所衰 减,尤其是水冷全封闭螺杆2。冷水机组测试工况 下的制冷量仅为额定工况的60%。造成这一现象 的主要原因:一是机组设备选型偏大,造成机组长 期在低效率工况下运行;二是制冷机组冷冻水的供 回水平均温度提高了,供回水温差减小了,与额定 值相差偏大。冷机的COP值是随冷机负荷的减小 而迅速下降的。制冷机组冷冻水进出口水温有所 升高,供回水温差减小,导致制冷量偏小,冷媒水品 质下降。这一方面将造成空调机组的供冷能力不 足,另一方面,将降低空气处理机组的处理能力,使 实际送风状态的焓值远大于设计送风状态的焓值, 最终导致室内空气参数达不到设计要求。 2.2冷热水管道系统
主要原因为:一是空气处理机组保温不好,空 气输送过程中冷量损失较大,送风温度偏高,送风 参数偏离设计要求。二是空气处理机组送风量衰 减较严重,送、回风量明显不足。三是新风比大,增 加了表冷器的负荷,导致空气处理终状态的温、湿 度较高。
3能耗分析
3.1空调系统能耗分析 由2007年1月一2008年6月档案馆空调系统
电2.2万kWh。若所有泵设计选型合理,其效率
可达到国家建筑节能标准规定的能效限值,即可节
电约0.45万kWh,节能潜力近2l%。
4.1.2系统结构 系统结构不合理也是导致能耗偏高的重要原
因。 (1)冷机与泵的连接方式。 测试中发现,2台冷机并联而部分运行时,一
些应关闭的阀门常处于开启状态,使不工作的冷机 也有水旁通。在这种情况下,通过工作冷机的流量 只有额定流量的50%左右,冷机工作状况恶化,效 率下降。为保证工作冷机的流量不至于太低,开启 不该开的冷冻水泵和冷却水泵,虽能保证冷机正常 工作,却又使得水泵电耗增加一倍。如果在设计中 采用新的方式连接,则既能实现泵的互为备用,又 能从源头上避免冷机旁通的问题。
本文通过对沈阳地区某档案馆中央空调系统 运行状况进行测试,分析空调系统的运行效率、能 耗状况,为节能运行管理提供基础数据。
1档案馆工程及空调系统概况
该档案馆位于沈阳市主城区,属一级建筑,等 级为甲级。主要包括档案阅览厅、档案陈列厅、档 案库房、报告厅、会议室、办公室、休息厅、浴室等内 容。总建筑面积21799m2,地上8层,局部加机房 层,总高度36.0m。该工程结构形式为钢筋混凝土 现浇框架结构,竖向功能分区为:地上1层为设备 层,2—3层为公共活动层,5—6层为库房及会议 室,4、7、8层为办公层。档案阅览厅、陈列厅、休息 厅等区域每周一至周五8:30~17:30对外开放。
用电情况统计表得出:空调季节建筑面积的空调用 电量为32.OW/m2,其中还不包括制冷机房制冷主 机、冷冻水泵和冷却水泵的功耗。如果将这一部分 能耗包括在内,则空调季节建筑面积的空调用电量 约为53W/m2。如果空调面积冷指标按210W/m2
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步导致空气处理机组表冷器处理能力的降低,另一 方面也加剧了冷冻水在输送过程中的温升。冷冻 水管道保温隔热性能下降导致管道冷损失增大,造 成冷冻水供水温度过高。其中制冷机房供给的冷 冻水质量(供水温度)下降是重要原因。 2.3空气处理机组与送、回风系统
空气处理机组的送风量不足,表冷器的处理能 力降低,送风参数达不到设计要求。
测试数据表明,送风温度偏高。楼层平均最低 的送风温度为20.3。C,最高的送风温度为21.8。C, 平均2l℃。暖通空调设计规范规定:送风温差宜 为6—100C。当空调设计温度为26℃时,送风温度 应在18℃左右。空气处理机组的实测风量为额定 风量的54.3%一80.7%,空气处理机组的处理能 力(供冷量)仅为额定处理能力(供冷量)的 32.4%一77.3%。
该档案馆工程设计安装了2台制冷照均为 1132kW的水冷全封闭螺杆冷水机组。测试中发 现,每台冷机运行时多数时间只能在冷机额定负荷 的70%以下运行,且有时仅需开启l台冷机即可 满足需要。冷机的COP随冷机负荷的减小而迅速 下降。
以2007年夏季为例,该档案馆冷机运行电耗 达14.5万kWh,平均COP在4.0左右。若冷机能 在大多数情况下保持COP=5运行,则可节电2.6
图1档案馆能耗及构成比例
4节能建议
根据对档案馆的测试与数据分析,总结归纳出 该档案馆在建筑节能中存在的一些问题,包括设 计、运行调节、管理及个别高能耗的不合理环节等。
从分析结果看,档案馆建筑能耗主要是冷水机 组、空调机组、照明及其他等三个方面的耗电,这三 个方面都存在着较大的节能潜力。结合空调系统 综合节能运行模式及节能管理对策的研究,对该档 案馆的节能措施提出如下建议。 4.1设计中的节能 4.1.1设备选型
引言
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均ll%的速 度增长,城乡房屋建筑面积每年新增约16~19亿 m2,建筑面积不断上升,随之而来的能源供求矛盾 也日益突显。公共建筑能耗是社会总能耗的重要 组成部分,而在公共建筑的全年能耗中,暖通空调 系统的总能耗约占50%一60%。所以,采用有效 的空调系统节能措施,采取正确的中央空调系统运 行管理手段,对降低空调系统能耗是十分必要的。
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