大型公共建筑中央空调系统节能运行管理20170106

COP
5.4 5.3 4.4 4.2
WTFcw
17.5 34.7 N/A 33.3
WTFchw
22.1 22.0 N/A 30.6
CY
7.2
3.3
4.2
37.1
24.3
建筑ZL的 WTFcw 偏低
WTFc(Condensate Water Transfer coefficient) of different buildings
5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000
Daily EC of CY's chillers Chiller 1# 0.16 0.14
EC（kWh/m2.day）
Chiller 2#
Chiller 3#
三台同型冷机， 1号、2号出现异 常，只有3号冷 机正常运行
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00
ECplant(kWh/m2.a)
ZL CF MY MZ CY 22.3 10.5 9.7 11.6 7.2
EERplant
3.3 3.6 3.5 3.2 3.3
COP
5.4 5.3 4.4 4.2 4.2
WTFcw
17.5 34.7 N/A 33.3 37.1
WTFchw
22.1 22.0 N/A 30.6 24.3
建筑CY的冷机COP偏低
8 7
COP of chillers in different buildings
ZL ave5.4 CF ave5.3 MY ave4.4 MZ ave4.2 CY ave4.2
COP
国标限值
6 5 4 3 2 6-27 7-17 8-6 8-26 9-15 10-5 10-25
MY冷机COP偏低的原因：负载率偏 低
7月COP 8月COP 7 6 5
冷机COP
8月负载率明显低于7 月，所以效率较低
4 3 2 1 0 0 500 1000 1500 供冷量/kW
大冷机COP 7 6
20005 2500
小冷机COP
小冷机 额定冷量 924kW 3000
冷机COP
4 3 2 1 0 0 500 1000 1500 供冷量/kW 2000 2500 3000 大冷机 额定冷量 2813kW
引自：国家标准《GBT179812007空气调节系统经济运行》
528 CL 1163 CL 1163
1.0
1.1
应用案E：空调系统冷站节能诊断
• 北京市6座大型公共建筑冷站年能耗指标对比（单 位：kWh/m2.a）
22.3 ZL CF 10.5 CY 7.2
MY
9.7
MZ
11.6
Energy Efficiency Ratio of AC System (EERs)
COP
6 5 4 3 2 6-27 7-17 8-6 8-26 9-15 10-5 10-25
• 8月份COP值明显低于7月份
建筑MY的COP随冷负荷而下降
日总冷量 0.9 0.8 0.7
能耗（W/m2）
冷机电耗
日均COP 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 10-5
COP
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 6-7 6-27 7-17 8-6 8-26 9-15
单位面积耗冷量 （CCA）
空调系统能效比 （EERs）
新风＋风机盘管系统 风机盘管系统
制冷系统能效比 （EERr）
冷冻水输送系数 （WTFchw）
空调末端能效比 （EERt）
冷水机组运行效率 （COP）
冷却水输送系数 （WTFcw）
• 全年累计工况 WTFchw=25 • 典型工况 WTFchw=30
60 50 ZL ave17.5 CF ave34.7 MZ ave33.3 CY ave37.1 6-27 7-17 8-6 8-26 9-15 10-5 10-25
国标限值
40 30 20 10 0
• 深入节能诊断表明，原因是冷却泵选型偏大
Energy Efficiency Ratio of AC System (EERs)
8-2 8-9 7-26 8-16 8-23 8-30 9-6 9-13 9-20 9-27
建筑MY的冷机COP偏低
8 7
COP of chillers in different buildings
ZL ave5.4 CF ave5.3 MY ave4.4 MZ ave4.2 CY ave4.2
国标限值
ECplant(kWh/m2.a)
ZL CF MY MZ CY 22.3 10.5 9.7 11.6 7.2
EERplant
3.3 3.6 3.5 3.2 3.3
COP
5.4 5.3 4.4 4.2 4.2
WTFcw
17.5 34.7 N/A 33.3 37.1
WTFchw
22.1 22.0 N/A 30.6 24.3
5
Power density （W/m2）
4 3 2 1 0 3-9 4-28 6-17 8-6 9-25 11-14
从6.12到9.30，节省了 64,000kWh(24%)
空调系统运行效率指标体系
单位面积空调能耗 （ECA）
空调末端类型 全空气系统 空调末端能效比限值 EERtLV 全年累计工况 6 9 24 典型工况 8 12 32
多个建筑的 WTFchw 指标偏低 WTFch(chilled Water Transfer coefficient)
of different buildings
60 50 ZL ave21.1 CF ave22.0 MZ ave30.6 CY ave24.3 7-5 7-25 8-14 9-3 9-23 10-13
大冷机负载率分布在20%~ 80%的范围，平均值偏低
Energy Efficiency Ratio of AC System (EERs)
Energy Efficiency Ratio of Chilled Water Plant (EERplant)
Cold EC ( plant )
Energy Efficiency Ratio of HVAC Terminals (EERt)
注1：以上单位面积能耗数值均为：建筑年总能耗耗/（建筑面积-车库面积） 注2：一般采用样本的统计平均值+1倍方差作为标准值；部分标准值计算得到 引自：北京市标准《 DBJ/T11 – 6XX-2008公共建筑节能检测评估》（送审稿）
Biblioteka Baidu
分项计量系统简介
原始能耗数据 采集/远传/存储 分项能耗 拆分计算 分项能耗 数据应用
• 节能运行管理的评价：用数据说话
二、中央空调系统节能运行管 理的几个具体问题
北京大型公共建筑能耗比例
写字楼 写字楼
电梯 3% 办公设备 22% 其他 10%
其 他 10%
商场 商 场
空调 37%
照 明 40% 空 调 50%
照明 28%
宾馆 宾馆
其他 18% 空调 44%
空调系统 空调系统 26%％ 26
Water Transfer Factor of Chilled Water System (WTFchw) Exhausted Heat EC (chilled water pumps)
ECplant(kWh/m2.a)
ZL CF MY MZ 22.3 10.5 9.7 11.6
EERplant
3.3 3.6 3.5 3.2
应用案例：发现AHU的管理漏洞
某办公楼空调风机逐时电功率密度（改造前）
5
功率密度（W/m2） 功率密度（W/m2）
某办公楼空调风机逐时电功率密度（改造后）
5 4 3 2 1 0 6-11
4 3 2 1 0 6-1 6-3 6-5 6-7 6-9 6-11
6-13
6-15
6-17
6-19
6-21
Power density of AHUs in an office building
Energy Efficiency Ratio of Chilled Water Plant (EERplant)
Cold EC ( plant )
Energy Efficiency Ratio of HVAC Terminals (EERt)
Coefficient of Performance of chillers (COP) Cold EC (chillers)
Coefficient of Performance of chillers (COP) Cold EC (chillers)
Water Transfer Factor of Cooling Water System (WTFcw) Exhausted Heat EC (cooling water pumps)
• COP值在不同时段的差异很大
Cold 0.600
Cold&EC（kWh/m2.day）
EC of chillers
COP 7.000 6.000
Chiller's COP
0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000
7-26 8-2 8-9 8-16 8-23 8-30 9-6 9-13 9-20 9-27
Water Transfer Factor of Cooling Water System (WTFcw) Exhausted Heat EC (cooling water pumps)
Water Transfer Factor of Chilled Water System (WTFchw) Exhausted Heat EC (chilled water pumps)
吸收式冷水机组 运行效率限值 全年累计 工况 典型工况
电制冷冷水机组 设计冷负荷 CL （kW） 运行效率限值 全年累计 工况
CL 200
200 CL 528
• 全年累计工况 WTFchw=30 • 典型工况 WTFchw=35
典型工况 3.0 4.4 4.7 5.1
2.8 4.2 4.5 4.8
国标限值
40 30 20 10 0
• 深入节能诊断之后的解释：
– ZL：一次冷冻泵选型偏大 – CF：二次冷冻泵选型偏大 – CY：不合理旁通
小结
• 分项能耗数据在公共建筑空调系统节能运 行管理中有着重要的意义，目前亟须建立 起一个数据可靠、样本数量较多的数据库
• 在分项计量的基础上，以能耗指标为基础 的空调系统节能诊断方法将大大提高节能 诊断的效率，降低“专家”门槛
大型公共建筑中央空调 系统节能运行管理
XXX，博士，副教授 清华大学建筑节能研究中心 2009年7月
一、节能运行管理：用数据说 话
各类公共建筑分项能耗数据标准 值
建 筑 类 型 名称及单位指标 单位面积总电耗 空调系统电耗 单位面积照明系统电耗 单位面积室内电器电耗 单位面积电梯电耗 单位面积给排水提升电 耗 单位面积采暖耗热量 人均生活热水耗热量 kWh/㎡·a kWh/㎡·a kWh/㎡·a kWh/㎡·a kWh/㎡·a kWh/㎡·a GJ/㎡·a GJ/P·a 政府办公楼 78 26 15 22 3.0 1.0 0.25 0.77 商业写字楼 124 41 24 35 3.0 1.0 0.25 0.77 酒店 134 59 18 15 3.0 3.0 0.40 12.3 商场 240 120 70 10 15 0.17 0.20 /
Energy Efficiency Ratio of Chilled Water Plant (EERplant)
Cold EC ( plant )
Energy Efficiency Ratio of HVAC Terminals (EERt)
Coefficient of Performance of chillers (COP) Cold EC (chillers)
政府办公楼
照明 照明 27% 27 ％
电梯 9% 办公设备 4%
电梯 电梯 8％ 8%
开水器 开水器 10% 10 ％ 电脑 电脑 29% 29 ％
照明 25%
空调系统能耗分析——风机与水泵
冷冻冷却泵 11.1%
冷却水泵, 5.6%
商场
冷却塔, 1.5% 冷机, 23.0%
Water Transfer Factor of Cooling Water System (WTFcw) Exhausted Heat EC (cooling water pumps)
Water Transfer Factor of Chilled Water System (WTFchw) Exhausted Heat EC (chilled water pumps)