1、2008-12-10.1集中式空調系統集中式空調系統節能技術應用節能技術應用中的幾個問題中的幾個問題同濟大學同濟大學 2008-12-10.20. 前言前言v 0.1形勢：形勢： 形勢大好，問題不少，前途光明，形勢大好，問題不少，前途光明，“科學科學”引導。引導。v0.2 任務：任務： 科技工作者要做更踏實的工作，注意解決建筑科技工作者要做更踏實的工作，注意解決建筑節能中的實際問題。節能中的實際問題。 關注節能效果，注意總結經驗，隨時改正錯誤。關注節能效果，注意總結經驗，隨時改正錯誤。 切忌切忌“嘩眾取寵嘩眾取寵”，不要無意中幫外國人，不要無意中幫外國人“騙國騙國人的錢人的錢”。 為政府建言，

2、但不要做為政府建言，但不要做“技術官僚技術官僚”。2008-12-10.31. 冰蓄冷空調應用中的問題冰蓄冷空調應用中的問題v1.1不能過高估計冰蓄冷空調對削峰添谷的作用。不能過高估計冰蓄冷空調對削峰添谷的作用。燃氣輪機發電用于調峰，方便有效；燃氣輪機發電用于調峰，方便有效；抽水蓄能電站，品質更好抽水蓄能電站，品質更好它具有發電、調峰、調頻、調相、事故備用、黑啟動等功能。它具有發電、調峰、調頻、調相、事故備用、黑啟動等功能。我國已建成大型蓄能電站裝機我國已建成大型蓄能電站裝機 12 200MW，占總裝機的，占總裝機的 2%，華東網為，華東網為5.1%。臺灣。臺灣14%。v1.2 設計蓄冰量不合

3、理，設備回收期太長設計蓄冰量不合理，設備回收期太長。靜態回收期：靜態回收期：57年；年；動態回收期：動態回收期：1012年年2008-12-10.41. 冰蓄冷空調應用中的問題冰蓄冷空調應用中的問題-2v1.3 由于由于“天有不測風云天有不測風云”，運行中實際蓄冰，運行中實際蓄冰量總是小于設計值，實際經濟性降低，設備量總是小于設計值，實際經濟性降低，設備回收期延長回收期延長v1.4 峰谷電價差不夠大，空調負荷分布與分時峰谷電價差不夠大，空調負荷分布與分時電價差區段不匹配，不能得到期望的優惠電價差區段不匹配，不能得到期望的優惠.（見下頁）（見下頁）2008-12-10.5圖圖1. 辦公樓空調冷負

4、荷分布辦公樓空調冷負荷分布00.20.40.60.811.224681012141618202224時間(小時)相對冷負荷2008-12-10.6辦辦公公樓樓空空調調負負荷荷與與分分時時電電價價分分布布圖圖00.511.522.5123456789101112131415161718192021222324時間（小時）負負荷荷- -電電價電價（元）空調負荷2008-12-10.72008-12-10.82008-12-10.9青島分時電價00.511.522.51357911131517192123時間（小時）負荷-電價負荷-電價電價（元）電價（元）空調負荷空調負荷2008-12-10.10.

5、區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 -1v2.1 設計時，對管網阻力估計過大，運行能耗設計時，對管網阻力估計過大，運行能耗大，且易燒毀水泵電機；大，且易燒毀水泵電機；v2.2 冷凍站盡量靠近負荷中心，室外管網控制冷凍站盡量靠近負荷中心，室外管網控制在在 2000km 以內；以內；2008-12-10.11.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 -2v水管比摩阻的比較水管比摩阻的比較 管徑管徑, 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

6、例如：例如：高層建筑高層建筑- - 300m*400Pa/m*1.5=18 mH2O 區域供冷外網區域供冷外網- -1500m*100Pa/m*1.2=18 mH2O2008-12-10.12.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 -3v2.3 缺乏有效的調節手段，缺乏有效的調節手段，如：平衡閥、流量計；調節閥如：平衡閥、流量計；調節閥的閥權度過小；的閥權度過小；v2.4 空調冷水系統的溫度計、空調冷水系統的溫度計、壓力表量程選擇不當，安裝位壓力表量程選擇不當，安裝位置不當。置不當。v2.5 管網較復雜管網較復雜,一定要做好阻一定要做好阻力平衡。否則，運行能耗大，力平衡。否則，運行能耗大，

7、甚至不能正常運行。甚至不能正常運行。2008-12-10.13Img_1490.jpg2008-12-10.14.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題-水力平衡水力平衡v 大中型集中式空調工程的水管系統，生來就存在水大中型集中式空調工程的水管系統，生來就存在水力不平衡的問題。力不平衡的問題。v 工程施工結束后，一定要進行工程施工結束后，一定要進行“調試調試”，管網達到，管網達到平衡后，才可以正常投入使用。平衡后，才可以正常投入使用。v 當系統出現大流量小溫差的情況時，先要檢查系統當系統出現大流量小溫差的情況時，先要檢查系統水力平衡。簡單的給一個水力不平衡的系統實行水力平衡。簡單的給一個水力

8、不平衡的系統實行“變頻調速變頻調速”，只會使水力不平衡更加嚴重，甚至，只會使水力不平衡更加嚴重，甚至不能滿足用戶最基本的室溫要求。不能滿足用戶最基本的室溫要求。2008-12-10.15.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 案例案例v. .航站樓航站樓主樓和長廊一次水未按照設計比例進行分主樓和長廊一次水未按照設計比例進行分配，造成遠端用戶夏季過熱，冷凍站的冷凍機卻因配，造成遠端用戶夏季過熱，冷凍站的冷凍機卻因供回溫差太小而不能全部投入運行。供回溫差太小而不能全部投入運行。總干管總干管主樓干管主樓干管長廊干管長廊干管實測流（實測流（m3/h）625035332717設計流（設計流（m3/h

9、）699831123886實測實測/設計設計0.891.140.702008-12-10.16.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 案例案例整改前后登機長廊冷水量的變化整改前后登機長廊冷水量的變化v設計值：設計值：主樓與長廊的水量之比為：主樓與長廊的水量之比為：44.5與與55.5；v整改前：整改前：主樓與長廊的水量之比為：主樓與長廊的水量之比為：56與與44；v經過了多次小幅調整后：經過了多次小幅調整后：主樓和長廊流量之比調整到了主樓和長廊流量之比調整到了48與與52，接近了設計比例值接近了設計比例值；v長廊水量增加長廊水量增加1818，主樓水量減少約，主樓水量減少約1212。2008

10、-12-10.17.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 案例案例v在航站樓在航站樓5 5個換熱站之間存在一次冷水水力不平衡。個換熱站之間存在一次冷水水力不平衡。 設設計計流流量量 實實測測流流量量 實實測測值值/ /設設計計值值 1 796 346 0.43 2 560 3 1158 563 0.49 4 630 281 0.45 5 742 280 0.38 2008-12-10.18.區域供冷中的幾個問題區域供冷中的幾個問題 -4v板式換熱器的二次側水力不平衡，水溫升不足。造板式換熱器的二次側水力不平衡，水溫升不足。造成板式換熱器的傳熱溫差小，其能力不能充分發揮。成板式換熱器的傳熱溫

11、差小，其能力不能充分發揮。v板式換熱器二次側供回水溫差較小，也限制了能源板式換熱器二次側供回水溫差較小，也限制了能源中心一次水冷量的釋放。中心一次水冷量的釋放。2008-12-10.193.地源熱泵系統地源熱泵系統v3.1 地源熱泵系統中地源熱泵系統中土壤土壤（包括地下水、非流動地（包括地下水、非流動地表水體）所起的作用本質上是表水體）所起的作用本質上是“蓄熱體蓄熱體”，認為是，認為是“以巖土體、地下水、地表水為低溫以巖土體、地下水、地表水為低溫熱源熱源”不妥。不妥。v夏季空調系統向土壤送入多少熱量，冬天空調系統夏季空調系統向土壤送入多少熱量，冬天空調系統就必須從土壤中取出多少熱量。就必須從土

12、壤中取出多少熱量。2008-12-10.203.地源熱泵系統地源熱泵系統- 2v計算周期內，地源熱泵系統的總釋熱量宜與其總吸計算周期內，地源熱泵系統的總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。熱量相平衡。v否則，土壤就會逐年被加熱或逐年被冷卻，隨著土否則，土壤就會逐年被加熱或逐年被冷卻，隨著土壤溫度的升高或降低，少則十幾年，多則二十幾年，壤溫度的升高或降低，少則十幾年，多則二十幾年，土壤就會失去作為地源熱泵夏季冷源（或冬季熱源）土壤就會失去作為地源熱泵夏季冷源（或冬季熱源）的作用。的作用。v上海地鐵一號線區間隧道因周圍土壤形成上海地鐵一號線區間隧道因周圍土壤形成“熱套熱套”而過熱，可以作為一個旁證而過熱，

13、可以作為一個旁證。2008-12-10.213.地源熱泵系統地源熱泵系統- 3v3.2 地埋管換熱系統的設計、施工，以及完全回灌，地埋管換熱系統的設計、施工，以及完全回灌，系統的水壓試驗等工作，其技術難度都很大，一定系統的水壓試驗等工作，其技術難度都很大，一定要由有資質、有經驗的公司進行。要由有資質、有經驗的公司進行。v精心設計，精心施工。不可采取精心設計，精心施工。不可采取“群眾運動群眾運動”的辦的辦法法“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，限時建成多少建筑面積的地源熱泵空調系統，完成年時建成多少建筑面積的地源熱泵空調系統，完成年度節能減排指標。度節能

14、減排指標。2008-12-10.224.地表水地源熱泵系統地表水地源熱泵系統v4.1 采用地表水地源熱泵系統，事先要掌握建筑附采用地表水地源熱泵系統，事先要掌握建筑附近的水體情況。如，水體的容量，水體的溫度，水近的水體情況。如，水體的容量，水體的溫度，水體的水質。體的水質。v設計前，應評估地表水地源熱泵系統運行對水環境設計前，應評估地表水地源熱泵系統運行對水環境的影響。的影響。 v若水體的容量較小，則可能出現在取冷期或取熱期若水體的容量較小，則可能出現在取冷期或取熱期的水溫變化太大，導致水體的溫度過高或過低，水的水溫變化太大，導致水體的溫度過高或過低，水源熱泵系統不能正常運行。源熱泵系統不能正

15、常運行。2008-12-10.234.地表水地源熱泵系統地表水地源熱泵系統- 2v例如，建筑面積為例如，建筑面積為10 000 m2的辦公樓，采用的辦公樓，采用（非流動）地表水源熱泵系統，按美國（非流動）地表水源熱泵系統，按美國地地源熱泵工程技術指南源熱泵工程技術指南中推薦的單位水面冷、中推薦的單位水面冷、熱負荷率為熱負荷率為12-13 W/m2，則需要一個水深，則需要一個水深36m，面積，面積10萬萬m2，容量為，容量為45萬萬m3的人工湖的人工湖作為冷熱源。作為冷熱源。2008-12-10.244.地表水地源熱泵系統地表水地源熱泵系統- 3v4.2 地表水的溫度也是先決條件之一。地表水的溫

16、度也是先決條件之一。實測表明實測表明5，我國南方地區非流動水體，我國南方地區非流動水體水深不足水深不足3m時，水體溫度和空氣溫度比較時，水體溫度和空氣溫度比較接近，取水水泵的能耗可能大于冷卻塔系接近，取水水泵的能耗可能大于冷卻塔系統的水泵能耗，采用地表水地源熱泵系統統的水泵能耗，采用地表水地源熱泵系統不一定節能。不一定節能。2008-12-10.254.地表水地源熱泵系統地表水地源熱泵系統- 4v4.3 對于流動的水體，還要注意熱泵系統排水對生對于流動的水體，還要注意熱泵系統排水對生態的影響。態的影響。v由于熱泵系統排水引起水體溫度的變化，可能誤導由于熱泵系統排水引起水體溫度的變化，可能誤導水

17、體中的魚類提前或延遲排卵，導致過早或過晚出水體中的魚類提前或延遲排卵，導致過早或過晚出生的魚類無法獲得食物而死亡。生的魚類無法獲得食物而死亡。v水體溫度變化水體溫度變化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，打破原有生物鏈狀態，造成不良的生態影的死亡，打破原有生物鏈狀態，造成不良的生態影響。響。2008-12-10.264.地表水地源熱泵系統地表水地源熱泵系統- 5v4.4 采用地表水地源熱泵系統的建筑物，應盡量靠采用地表水地源熱泵系統的建筑物，應盡量靠近地表水水體。近地表水水體。v地表水地源熱泵機組與取水口的距離大于地表水地源熱泵機組與取水口的距離大于600m 時，時

18、，取水水泵的能耗可能大于冷卻塔風機與冷卻水泵的取水水泵的能耗可能大于冷卻塔風機與冷卻水泵的能耗之和，這時采用地表水地源熱泵系統就失去了能耗之和，這時采用地表水地源熱泵系統就失去了節能和經濟的意義。節能和經濟的意義。2008-12-10.275. 空調排風熱回收空調排風熱回收v5.1 利用制冷機的冷凝熱制備生活熱水，在我國長江利用制冷機的冷凝熱制備生活熱水，在我國長江以南地區應用已取得較好的效果。以南地區應用已取得較好的效果。v5.2 回收空調排風中冷、熱量的雙盤管環路式熱回收回收空調排風中冷、熱量的雙盤管環路式熱回收技術以它的效率較高（不是最高，但長期使用效率技術以它的效率較高（不是最高，但長

19、期使用效率衰減少）、運行及維護簡便等優點，受到用戶歡迎。衰減少）、運行及維護簡便等優點，受到用戶歡迎。v5.3 轉輪式、靜止板翅式空調排風熱回收裝置，因新轉輪式、靜止板翅式空調排風熱回收裝置，因新風中含塵濃度較高，空氣通道易被塵埃堵塞，須頻風中含塵濃度較高，空氣通道易被塵埃堵塞，須頻繁清灰等問題，使用的工程越來越少。繁清灰等問題，使用的工程越來越少。2008-12-10.286.空調運行管理節能空調運行管理節能v就我國建筑空調的現狀來說，運行管理節能是投入就我國建筑空調的現狀來說，運行管理節能是投入少、見效快、效益高的建筑節能措施之一。例如：少、見效快、效益高的建筑節能措施之一。例如：v啟動冷熱源設備對系統進行預熱、預冷時，應關閉啟動冷熱源設備對系統進行預熱、預冷時，應關閉新風系統。新風系統。v對人員密度較大且變化較大的場所，宜采用新風需對人員密度較大且變化較大的場所，宜采用新風需求控制，根據室內求控制，根據室內CO2濃度值控制新風量。濃度值控制新風量。v定期清洗空氣過濾器，定期檢查、維護空調通風系定期清洗空氣過濾器，定期檢查、維護空調通風系統中的熱回收裝置，減少風機運行能耗。統中的熱回收裝置，減少風機運行能耗。2008-12-10.296.空調運行管理節能空調運行管理節能-2v隨著空調負荷的減少，調節空調系統的冷、熱水流隨著空調負荷的減少，調節空調系統的冷、熱水流量，