深圳市某办公楼空调系统节能潜力分析.doc

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1、深圳市某办公楼空调系统节能潜力分析提要：通过对深圳市某办公楼的空调系统运行状况的调查测试及模拟，对该工程节能改造及运行方法进行了分析。总结了整个办公楼空调系统节能改造方案及经济性，为今后工程改造提供了依据。关键词：办公楼，空调系统，空调负荷，节能一、引言　　在能源总消耗中，建筑能耗占有着很大比例，其中照明和空调，特别是空调，占据了建筑能耗的绝大部分，所以，进行空调节能潜力的分析具有非常重要的意义。我们可以根据分析结果，通过对空调系统设计或对已有的空调系统进行改造，达到降低能耗的目的。对于供冷期较长的地区，空调能

2、耗高，因此节能工作尤为重要，并具有代表意义。本文以深圳市某办公楼为对象进行研究和讨论，该办公楼由地下两层及地上二十层组成，总建筑面积39200平方米，空调面积30000平方米。空调用制冷系统选用3台制冷量为1336KW的离心式冷水机组，但实际只运行2台即可满足要求。冷冻水与冷却水系统均为定流量运行。该办公楼的室内设计参数是：干球温度为24℃-26℃，相对湿度为50%-60%。通过实测调查得知，该办公楼空调系统全年供冷，运行时数为2530小时，当冬季室外空气温度降低而不需供冷时，停开冷水机组。二、空调负荷　　对建

3、筑物进行能耗分析和运行模拟，都要以空调负荷计算为基础。空调系统的设计与运行能耗都与空调动态负荷有关，本文使用美国能源部大型能耗分析软件DOE-2对该办公楼的空调动态负荷进行模拟，结果见图1。模拟得到的逐时峰值负荷为2415KW，图中所示为月平均负荷，其峰值为1600KW。由计算结果可知，该办公楼全年均需要供冷。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1办公楼动态负荷　　获得空调动态负荷后，为使用负荷频率法对冷水机组的能耗进行分析，现按文献[1]提出的一种用于制冷设备运行分析及容量选择的全年空调负荷统计

4、方法，将空调动态负荷转换成负荷率与时间频数之间的关系，该办公楼空调系统全年运行时数平均为2530小时，平均的空调冷负荷时间频数如表1所示。21空调冷负荷时间频数表1负荷率（%）102030405060708090100时间频数（%）27.98.78.211.69.910.211.66.44.21.3三、冷水机组的节能分析　　在一年之中，由于空调系统在部分负荷下运行的时间较多，因此，全年耗能量与制冷机部分负荷下的工作特性有关。离心式冷水机组部分负荷性能见表2[2]。由2可以看出，与负荷率为100%的情况相比，部分

5、负荷下的运行效率有增有减。21离心式冷水机组部分负荷性能参数表2机组负荷率（%）100908070605040302010机组功率百分数（%）10087.076.065.056.02148.040.033.025.021.0　　根据表2，采用线性回归的方法得出典型的离心式冷水机特性曲线方程，从而采用负荷频率法计算出不同制冷量时，输出功率的变化。　　该制冷系统的实际运行方案是：先开启一台冷水机组，使其冷量由小至大调节满足实际负荷变化，直至出力不够时，再开启另一台。并且第一台冷水机组始终保持满负荷，而第二台随负荷变

6、化进行调节。本文又根据模拟优化计算得到了冷水机组的最优运行方案（即全年机组运行的平均输出功率最小）。由于离心式制冷机在设计负荷的10～15%以下时出现喘振，本文模拟冷水机组实际运行时，让冷机最低调节范围不得低于15%，否则停机。两种运行方案的计算结果见表3。冷水机组运行耗功率表3负荷率（％）10203040506070218090100年平均值时间频数（％）27.98.78.211.69.910.211.66.44.21.3实际运行方案运行台数121111122222-制冷量（％）１台18.136.254.27

7、2.390.493.410010010021100２台0000015.026.544.662.780.8平均功率（kW）19.248.8411.5221.6423.7732.0041.142125.0217.976.29207.43最优运行方案运行台数1111122222-制冷量（％）21１台18.136.254.272.390.454.263.372.381.390.4２台0000054.263.372.381.390.421平均功率（kW）19.248.8411.5221.6423.7728.6637.75

8、23.8717.826.24199.37　　由表3中结果可知，最优运行方案是：先开启一台冷水机组，使其冷量由小至大调节满足实际负荷变化，直至出力不够时，再开启一台。当开启两台制冷机时，平均分配负荷，每台冷水机组的制冷量按上表由小至大满足负荷变化的要求。此时，总运行能耗为最小。四、水系统的节能分析　　一些调查表明，空调水系统的工作普遍存在着大流量小温差的问题。夏季供冷水系统的供回水温差：