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上海一五星级宾馆空调体系运转调适筑立节能打
时间:2019-12-31 07:03  来源:yzc88亚洲城,yzc88亚洲城官方网  点击:

  上海市公共建筑类型多、面积大,截至2016年底,全市公共建筑总面积达30879万m2。根据国家节能减排工作要求,上海市大力推进既有公共建筑综合节能改造,通过更换高效的空调、照明、供热等设备,降低建筑能耗,十二五期间,上海市既有公建节能改造工作开展顺利,完成了400万平米公共建筑节能20%以上的目标。

  公共建筑用能设备复杂、运行工况多变,由于实际运行工况与设计条件存在偏差、施工质量不到位、运行管理水平低等诸多因素,导致投入使用年数不长甚至是新投入使用的用能系统存在明显的运行问题,严重制约了用能系统的性能,导致好系统、好设备没能发挥出好性能。由于节能改造主要更换重要设备,业主尽管存在节能需求,但又无法接受节能改造模式,导致部分项目节能工作陷入僵局,阻碍了既有公共建筑节能工作的深化拓展。

  与节能改造恰为互补,既有公共建筑用能系统调适技术正适用于上述情况的建筑,对于建筑投入使用年数较短、设备性能较好的既有公共建筑,调适技术的核心在于,在不改动或者少量改动原有系统的基础上,调节、优化设备运行状态,让设备运行在最优的状态点,充分发挥设备本身应有的性能,从而解决建筑用能系统的运行问题,降低建筑能耗,提高末端舒适度。本文将通过对某宾馆空调系统的运行调适,介绍调适项目的工作内容和产生的节能、舒适效果。

  上海某五星级宾馆建成于2000年,客房共190间,面积约2.7万m2,地上为16层,地下3层,其中第6至16层为客房,1至5层主要为酒店大堂、餐饮、会议、健身房等,地下层为车库、物业办公、设备机房等。

  宾馆原空调系统使用3台大容量螺杆式冷水机组,2017年初经节能改造,使用3台小容量磁悬浮变频冷机替代1台螺杆机,提高了冷机能效。磁悬浮机组装机容量基本可满足夏季大部分时间和过渡季建筑空调冷负荷需求,螺杆机仅在高温天气辅助使用。空调冷冻水系统为二次泵系统,一次泵定频运行,二次泵可根据建筑负荷变化变频运行;冷却水泵和冷却塔风机均定频运行。宾馆客房采用风机盘管+新风空调系统,公共区域采用定风量全空气空调系统。该空调系统还供应8号宴会楼(面积约500m2)空调冷水,空调冷冻水系统图如下:

  本建筑空调系统原设计选型偏大,尽管宾馆实施了设备改造,更换了小容量的磁悬浮机组,降低了冷机能耗,但空调冷站整体运行效率仍偏低,十几年的运行使用使其它空调设备性能衰减;水泵大马拉小车、能耗浪费;部分管路阀门损坏、无法起到调节功能,空调二次水系统失调,加上风系统问题导致大堂和宴会厅等重点区域的空调舒适性差。

  这些运行问题不仅导致空调能耗上升,而且影响了住客的使用,仅凭传统的节能改造是不能解决的,需要进行细致的系统运行调适,挖掘设备潜力、提升运行性能,改善空调系统运行状态。借助宾馆近两年进行设备节能改造和室内重装修的时机,项目组向宾馆提出用能系统调适的建议,分析实际运行情况和使用需求,优化用能系统的设计,解决设备和控制系统的运行故障,提高系统能效。

  为了解空调制冷系统的实际运行性能,项目组在调适前对冷站夏季典型工况运行状态进行了检测,测试当天室外温度33.6℃,相对湿度61.3%RH,测试数据如下表。经检测,制冷系统调适前实际运行能效为2.9,运行效率低于行业标准,运行能效有待提升,具备较大调适空间。

  针对冷站综合运行能效低的问题,项目组对制冷系统进行了深入的检测、分析,诊断冷站运行问题,确定的原因主要有:

  主机性能是影响制冷系统综合能效的重要因素,检测主机的运行工况,由于使用板式换热器制取冷水,磁悬浮机组蒸发器阻力大于常规机组,调适前实测单台机组的冷冻水流量仅有63m3/h,小于额定流量90 m3/h,而此流量下蒸发器阻力却已达到11m。

  磁悬浮主机冷冻水流量偏小,一是会导致蒸发器换热管冷水侧换热效率降低,引起机组COP降低;二是在高温季二次水供回水温度有控制要求的情况下,一次水流量偏小,会导致主机供回水温差变大,回水温度有要求时,需要降低一次水供水温度,高温天气磁悬浮冷冻出水温度降低至6℃,降低了主机COP;三是易致磁悬浮主机无法正常稳定运行,高温天气磁悬浮冷机出水温度设定低,冷机启动后转速迅速提升,由于冷冻水流量小,出水温度易迅速降低,冷机低温保护、停机,故部分高温天气需要开启螺杆机保障空调需求。

  目前夏季主要运行3台磁悬浮机组,部分高温时刻增开3#螺杆机,但3#螺杆机不开启时冷却水管路阀门却未关闭,大量冷却水旁通,未引起运维人员的重视。经测试,螺杆机冷却水旁通时,制冷系统一半的冷却水从螺杆机旁通,磁悬浮机组的冷却水流量偏低,平均流量为89m3/h,低于额定流量107m3/h。冷却水系统一半的流量从螺杆机管路旁通,一是导致磁悬浮机组冷凝器的冷却效率降低,主机COP损失;二是冷却泵流量大,功耗浪费。

  为掌握二次水系统运行状况,对二次水系统总流量和供回水温度进行长期监测。夏季二次冷冻泵运行2台,高频运行,最大流量达到462 m3/h,平均流量约为420m3/h;供回水温差在1.3~3℃之间,平均温度约为1.7℃,远低于冷冻水系统设计温差5℃。二次水系统运行状态属于典型的大流量小温差,水泵能耗浪费。

  为更深入查找二次水系统大流量小温差的原因,对各支路运行状况进行长期监测,掌握了各楼层冷冻水流量和供、回水温度,发现目前空调二次水系统水力严重失调,一层空调需求大,冷冻水温差为3.4~5.1℃,而高区客房层的冷冻水温差偏小,9层的温差仅为1.4~2.4℃,其它楼层的冷冻水温差也是参差不齐;个别重点区域的空调末端水流量严重不足,西餐厅一个吊顶空调箱的空调水温差在8.4~10.1℃之间,不能满足使用。夏季高温天气为保证宾馆这些区域的空调需求,只能提高二次供水压力,增大这些末端的流量,二次泵运行频率不能降低,导致二次水系统一直大流量小温差运行,水泵的输配系数低,而一次侧3台磁悬浮机组额定流量只有270 m3/h,一次泵定频运行,检测磁悬浮主机实际总流量只有190 m3/h,多于一次水流量的冷冻水从一次侧和二次侧之间的旁通管流走,旁通流量大于一次侧总流。


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