中央空调系统能效案例解析及管理

中央空调系统能效案例解析及管理

发表时间：2017-09-08T14:51:08.583Z 来源：《基层建设》2017年第13期作者：祝国兴

[导读] 摘要：随着能源的紧缺及公用、商用建筑中央空调系统的发展，对中央空调的节能重视度越发显现，尤其是中央空调系统在长期不合理的工况下运行，对空调系统的整体能效会产生很大的影响，本文分别从空调主机现状分析，现场实际测验机组运行工况，冷冻水流量及水泵效率进行进行专项案例分析。

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摘要：随着能源的紧缺及公用、商用建筑中央空调系统的发展，对中央空调的节能重视度越发显现，尤其是中央空调系统在长期不合理的工况下运行，对空调系统的整体能效会产生很大的影响，本文分别从空调主机现状分析，现场实际测验机组运行工况，冷冻水流量及水泵效率进行进行专项案例分析。

关键词：空调主机；流量；冷凝器；能效

一、空调系统现状分析

1.1空调系统

空调水系统结构是由两台离心冷水机和一台螺杆冷水机并联连接，配备四台冷却水泵（三大一小）和四台冷冻水泵（三大一小）、两台大型冷却塔和一台小型冷却塔。空调系统原设计为两台离心机和一台螺杆机，在夏季高峰时两用一备。冷冻水泵和冷却水泵都设计为三台大泵两用一备，冷却塔的设计也是两用一备，但是现场空调系统的运行现状是：测试当天三台冷水主机、八台水泵还有三台冷却塔全开，冷量还是不足，冷冻水出水温度远高于设定温度。

1.2空调系统设备信息

现场空调系统的设备详细信息如下：

空调制冷主机：

1号离心机组额定制冷量1758KW；2号离心机组额定制冷量1758KW；3号机组额定制冷量580KW

冷却水泵：

1号冷却水泵：流量100m3/h 扬程：38m 15KW；2号冷却水泵：300m3/h 扬程：48.5m 功率55KW；3号冷却水泵：300m3/h 扬程：48.5m 功率55KW；4号冷却水泵：300m3/h 扬程：48.5m 功率55KW.

冷却冻泵：

1号冷冻水泵：流量150m3/h 扬程：35m 功率22KW；2号冷冻水泵：流量400m3/h 扬程：48m 功率75KW；3号冷冻水泵：流量400m3/h 扬程：48m 功率75KW；4号冷冻水泵：流量400m3/h 扬程：48m 功率75KW；

二、现场测试解析

2.1现场状态如下

为确保测试的准确性，三台主机的测试时间集中在中午11点到下午2点之间，工况基本一致。

冷却水进水温度高达34度。冷却塔平均换热逼近度6~7℃。冷却塔换热性能较差，设计逼近温度为湿球温度28℃时逼近度为4度。

系统分析：

由于整个空调系统已运行13年，所有设备的运行效率都在衰减。按照经验，机组运行十三年后，冷水主机的制冷量平均衰减幅度约25%~35%。冷机实测的冷量衰减达到40%~45%，略高于平均衰减幅度。

三台制冷主机的制冷量和制冷效率都有很大程度下降。三台机组制冷量均下降 40%~45%，制冷效率均下降 42%~50%，已经远低于设计值。

2.3冷冻水流量小：

三台机组的实测水流量和额定需求水流量如下表所示。

三台机组的冷冻水流量都偏小 25%。根据现场分析，现场增加了一定量的工厂冷负荷需求，由于冷负荷增加，冷冻水管延长，压损增加，导致多台水泵并联时总流量大幅下降，并且水泵的电机能效也不符合国家能效标准，需要更换更加高效的水泵电机。

冷冻水流量的下降，理论上会导致冷水主机的冷冻水进出水温差增加，但是实测结果只有 4 度温差（小于设计的 5 度温差）。因此，当三台冷机的制冷量已经远不能满足当前的冷负荷需求。

2.4冷凝器污垢严重

实测中，离心机的控制面板显示：离心机组的冷凝器换热温差远大于正常值（正常冷却水趋近温度<3度）。

分析说明：冷凝器换热温差远高于正常值，这些水垢会影响换热效果，导致机组的冷凝温度升高，进而导致制冷量降低、机组电耗增加。水冷冷凝器应该经常进行水垢清除，至少半年一次（具体可根据当地水质及结垢情况而定）。清除水垢的方法很多，我们针对水冷式压缩冷凝机组的冷凝器分两种的方法：化学清洗、物理清洗。

三、中央空调的日常运营管理

日常管理是中央空调节能是否实际有效的关键。一个设计再好的空调系统，如果管理不善，一样达不到合理能效的目的。就空调的能效管理来说，日常管理的措施包括：

（1）加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质。懂得根据室外参数的变化进行合理而有效的调节。

（2）加强日常和定期的对设备和系统地维护和清洗。例如空调构件等的维护，冷凝器等换热设备传热表面的定期除垢或除灰，过滤器、除污器等设备定期清洗。

（3）常检查自控设备和仪表，保证其正常工作。对系统的运行参数进行监测，从不正常的运行参数中发现系统的问题，进行合理的改造。经常出现的问题有设备选择过大，运行能耗高等。尽可能的缩短预冷的时间。

（4）当过渡季节中室内有冷负荷时，应尽量采用室外新风的自然冷却能力，节省人工冷源的冷量。

中央空调的能效管理涉及的范围非常广泛，从空调的设计、空调的安装以及运行管理等各方面都有值得改进的地方。无论如何提高节

能性，都应从提高能量利用效率来采取对策解决问题，这才是科学的空调能效管理。

结论

中央空调系统的能效管理对企业来说至关重要，中央空调系统为我们的生活和工作环境提供了很多的便利，但同时空调系统的能耗也是我们不容忽视的问题，能耗的逐年增高对机组的寿命也会带来十分不利的影响。中央空调机组的运行中随着运行时间的增加，机组效率会逐年降低，但是如果维护保养不当，会增加机组效率的衰减速度，中央空调的配套系统也要保持满足设计的要求，这样才能让机组保持较高的运转效率，其中机组的日常运维管理是至关重要的，设备故障及时发现处理的同时，定期的维护保养也会让机组保持良好的运行状态，这样在延长机组寿命的同时又可以节省能耗，从而实现中央空调运营的可持续发展。

参考文献：

[1]张恩祥；李春旺；陈淑琴；李念平；；办公建筑空调系统能耗评价及节能潜力分析[J]；节能技术；2008年04期

[2]伍小亭；高峰；乔锐；邓有智；；空调水系统节能研究[J]；建筑科学；2010年10期