集中空调系统设计与运行的分析.doc

武汉地区集中空调系统的设计与运营的分析武汉科技大学胡勇☆李玉云高炜杨运国中南建筑设计院马友才蒋修英摘要通过对武汉市建筑能耗调查与能源审计，分析了武汉市既有集中空调系统的设计、运营现状，给出了集中空调系统的设计、运营的COP值，以及能耗与经济指标。得出了以下结论：集中供热系统的COP值最低，风冷热泵系统的COP值最高（不含地源热泵）；能耗普查的数据仅供参考；在进行空调供暖设计、改造方案分析时，建议采用等价值标煤折算。关键词指标COP等价值为制定武汉市的能耗定额、相关的建筑节能政策与科学管理办法，探讨与研究可行的建筑节能技术。2023年（489栋）、2023年（409栋）对武汉市政府办公楼与公共建筑进行了能耗调查，对23栋政府办公楼与大型公共建筑进行了能源审计，所调查与审计的建筑的空调供暖系统有上世纪90年代建成、也有21世纪建成。1设计现状1.1冷热源表1是武汉市政府办公楼与大型公共建筑的冷热源份额。从表1可知，武汉市政府办公楼与大型公共建筑以电制冷+锅炉为主，占41.84%，另一方面是分体空调，占30.61%。图1是武汉市政府办公楼冷热源份额。对比表1与图1，政府办公楼采用分体空调、风冷热泵机组居多。武汉地区的冷热源尚有地源热泵、蓄热+电制冷、蓄热+蓄冷，但2023年的能耗调查与能源审计未涉及。表1冷热源种类及份额冷热源电制冷+锅炉电制冷电制冷+水蓄冷风冷热泵机组溴化锂机组份额41.84%4.08%2.04%9.18%3.06%冷热源蓄冷+锅炉多联机空调+分体空调分体空调，电制冷+锅炉分体空调+风冷热泵机组分体空调份额1.02%1.02%2.04%5.10%30.61%图1政府办公楼冷热源份额图2全空气集中空调系统各子系统功率份额1.2空调、供暖系统的各子系统功率份额1.空调系统（1）末端以全空气系统（集中式空调系统）为主。空调各子系统功率份额见图2。从图中可知，冷源系统[1]（冷源、冷却泵、冷却塔）占的份额最大为73.86%；冷冻水输配系统占的功率最小为6.83%。（2）末端以新风机组+风机盘管（半集中式空调系统）为主。空调各子系统功率份额见图3。从图中可知，冷源系统占的份额最大为84.98%；冷冻水输配系统占的功率最小为6.60%。图3半集中式空调系统各子系统功率份额图4混合式空调系统各子系统功率份额（3）末端以新风机组+风机盘管、全空气系统（混合式空调系统）为主。空调各子系统功率份额见图4。从图中可知，冷源系统占的份额最大为75.16%；水输配系统占的功率最小为8.79%。从图（2）～（4）可知，冷源系统占空调系统中的份额最大。2.供暖系统（空调方式）图5与图6分别是半集中式供暖系统各子系统功率份额与末端为混合型供暖系统各子系统功率份额。从图中可知，热源系统占的份额超过80%，水输配系统占的份额最小。图5半集中式供暖系统各子系统功率份额图6末端为混合型供暖系统各子系统功率份额1.3设计指标与参数1.性能参数COP表2为既有集中空调的制冷机在额定工况下的COP值现状。从表中可知，螺杆式制冷机与风冷式制冷机的COP均满足公共建筑设计标准，但离心式冷水机组有33.33%不满足标准。2.热源效率所调查的建筑热源一般为锅炉与风冷热泵。锅炉基本是燃气锅炉与燃油锅炉，额定热效率均大于85%。表2既有集中空调的制冷机在额定工况下的COP值现状类型制冷量COP公建设计标准未满足公建标准水冷离心式冷水机组1406.6～38685.01～5.585.1033.33%螺杆式冷水机组879.2～9144.40～5.264.300.001200～18154.93～5.504.600.00风冷螺杆式348.9～12562.96～3.212.800.00因油价的上涨，酒店的燃油锅炉已基本改造为燃气锅炉，改造后，可节约运营费用约1/3，大约1年多回收投资。3.冷热水系统输送能效比[2]表3为空气调节冷热水系统输送能效比。空气调节冷水系统的最大输送能效比为0.0241，不符合规定的占27.27%。空气调节热水系统的最大输送能效比为0.00433，100%的不符合规定。表3空气调节冷热水系统输送能效比ER离心式机组螺杆式风冷热泵范围不符合规定范围不符合规定范围不符合规定ER(冷)0.0214～0.031440.00%0.0214～0.024720.00%0.0187～0.029428.57%锅炉风冷热泵ER(热)范围不符合规定范围不符合规定0.0053～0.0241100%0.0107～0.0214100%热水温差5℃（风冷热泵）或10℃（锅炉）；冷水温差5℃；在69%～70%。4.风机的单位风量耗功率表4制冷机实际运营工况下的COP单台主机负荷率/%304050607080COP2.93.13.413.63.844.2所占份额/%2%20%12%33%20