G大型公共建筑节能诊断与节能潜力分析(时代广场).ppt

大型公共建筑节能诊断与节能潜力,大型公共建筑,大型办公楼、宾馆、购物中心、交通枢纽、娱乐中心等 体量大，建筑面积超过2万m2 采用中央空调 建筑特点： 无外墙的内区比例大 内部发热量大 能耗特点： 采暖能耗低于一般建筑(1/2) 耗电量远高于一般建筑(8-10倍),采暖耗热量W/m2,全年耗电量kWh/m2年,大型公共建筑的能源消耗特点,类型相同，使用情况大致相同的建筑物之间能耗差异大 表明节能潜力大，也说明设计存在大量问题，导致运行能耗高,北京大型公共建筑能耗比例,商场,宾馆,写字楼,公共建筑能耗的特点,空调能耗占大型公共建筑总能耗的40%60% 围护结构的节能设计是降低建筑能耗的一个因素，但还差得很远 夏季主要负荷来源于内部发热量，而不是围护结构 冬季采暖负荷很小，围护结构保温发挥的作用不大 空调系统的高能耗是导致公共建筑能耗高的根本原因，但因素比围护结构复杂得多 空调系统设计不合理 施工粗糙 验收形同虚设 运行管理水平低,某政府机构办公楼,完全满足公共建筑节能设计标准 采用了low-e镀膜双层窗，多种保温性能良好的围护结构部件 安装了转轮热回收装置等高性能空调设备 先进的自动控制系统 空调年电耗70kWh/m2，是其他被测建筑的34倍 空调系统结构形式不合理 运行调节策略不当，导致冷机、水泵、风机等没有工作在最佳工况点,空调系统能耗分析风机与水泵,商场,酒店,写字楼,政府办公楼,空调设备系统不节能的各类因素,技术方案本身存在问题设计阶段问题 设计意图未得到落实安装施工阶段问题 系统调试不合格验收阶段问题 运行管理方法不科学运行阶段,设计阶段是建筑节能的首要环节，应充分重视,各阶段之间相互脱节，无法保证工程质量,不节能的具体问题,冷热源的问题 冷热源形式不合理（能源形式、设备匹配） 冷热源设备效率低下 水系统的问题 水泵常年低效运转 风系统的问题 风机常年低效运转 存在过冷过热现象（冬季过热、局部过冷、远端不满足），气流分布不合理 控制系统形同虚设,节能诊断实测反映上述设计问题,典型问题 空调系统设备选型过大 调节困难、调节手段不正确 盲目提高设计标准 系统结构设计不合理,导致设备低效率运行或系统大量无效耗能,设计中的最大误区,各种设备选型偏大（冷冻机、风机、水泵、风机盘管） 设计者的意识 够冷就好，越冷越好！ 设备不怕选大只怕选小。设备选大了没关系，选小了就不够，要负责任。,设备选大了没关系？,空调系统设备选型过大,原因负荷估算大导致“四大”： 冷机装机容量“大”、水泵配置“大”、末端设备“大” 管道直径“大”（管径大浪费材料，但对运行是好事） 危害 冷机、水泵、风机只能长时间在低效率点运行 造成初投资和运行能耗浪费 带来冷机和冷却塔旁通、冷机待机电耗等运行管理上的问题，导致能耗浪费,主要内容,设计阶段 1. 冷热源的问题 2. 水系统设计的问题 3. 风系统中存在的问题 4. 空调自控系统形同虚设 安装施工与初调节阶段 运行管理阶段 部分系统改造实例,设计阶段的问题,1、冷热源,冷机选型过大,B建筑冷站共有同样型号的离心式冷机10台，平时仅开启其中两台就能满足要求，最多开启4台。 冷机台数过多不仅增加初投资，还使得冷站复杂，旁通、混水现象时有发生，运行调节困难。,装机容量：大型离心式冷水机组31758kW 最大运行台数：一台 负荷率：一台，90%时间负荷率<70%,冷热源其他问题直燃机出力小,D建筑单台直燃机组额定制冷量1745kW 两台机组运行时出力为10001400kW 一台机组运行时最大只到800kW 其他建筑也有类似问题,设计阶段的问题,2.水系统,冷冻水阀常开,1#,2#,14,9,11.5,14,电动旁通阀,水泵,冷水机组,(1)停冷水机组, 水旁通,2#冷水机组停机，但冷冻水阀不关，导致水量旁通 如果停一台泵，2#冷水机组的水量变小，COP从5降到3，出力不够 如果开两台泵，水泵能耗过大，供水温度过高,X,关旁通、关水泵就节能,6座有水系统的建筑中有5座有冷机旁通、多开水泵的现象； 通过关闭旁通阀、关闭不该开启的水泵，上述5座建筑每年可节电75.5万kWh,合适的水系统设计,阀门联动,常见的系统形式,平时常闭,(2) 水泵扬程和流量过大,大部分建筑空调冷冻水供回温差仅有2度,A1,A2,G建筑2006年7月,水泵效率实测结果,实测六座公共建筑中央空调系统36台冷冻泵、冷却泵效率，最高效率为65，最低效率仅为36,六座办公楼空调系统水泵夏天耗电139.7万kWh/年 提高泵效达到国家建筑节能标准规定的能效限值可节电39.4万kWh，节能率达到28%,实例：实际上只需要17m扬程，但却选了51m的水泵。工作点严重偏离设计点，效率降为30%-50%。,冷却水泵选型偏大，为防止电机烧毁，只能关小阀门,水泵选型偏大，电机会烧毁,为什么水泵选型偏大电机会烧毁? 电流过大 不得不采用的措施 关小阀门 更换大电流的电机 多开水泵，减小每台水泵的电流 把叶轮切削小 变频降低转速,扬程(m),流量(t/h),实际工况点 34 kW, 61A,48%,设计工况点 20(22) kW, 40A, 70%,37.5,30,138,200,合理的工况点,14.1,降低水泵电耗的另一个途径,实测六座公共建筑空调冷冻水系统各部分压降,楼内和冷冻机房管路上多余的阀门，导致水泵必须提高扬程以克服系统阻力,A: 冷冻机房管路上安装的限流器白白损失810m的扬程 D: 每台冷冻泵前后管路上都有四个开度很小的蝶阀，通过增加无谓的阻力来控制流量,取消多余的阀门，降低扬程,如何取消多余阀门？,装蝶阀或限流器是必要的吗？ 初衷：保证冷冻水流量不超过冷水机组的上限 若设计时仔细进行管道水力计算、取消多余的管道阻力部件，将冷冻泵扬程降到30m以下、冷却泵扬程降到25m以下 六个节能改造试点单位水泵电耗可再降低18.3万kWh，相当于水泵进一步节电18,(4)冷却塔不合理旁通,多台冷却塔并联时，往往根据负荷变化情况调节风扇开启数量 只开启部分冷却塔的风扇时，没有相应调节冷却水的分配 大量未经风扇冷却的水与冷却过的混合后送回冷站，回水温度高 极大降低冷却塔的效率 降低制冷机效率,冷却塔旁通旁通示意图,冷却塔效率偏低,都分布在3环路以内，差别巨大,导致冷却塔效率偏低的原因,冷却塔旁通运行 风量和水量不匹配 部分冷却塔实际运行的风量偏小或水量偏大，导致冷却效果差。 冷却塔布置不合理 多台冷却塔在设计布置时，有些互相遮挡严重，进风不畅，也会影响冷却效果,设计阶段的问题,3.风系统,新风比由设计的12上升到33，新风负荷大量增加,(1) 回风机扬程过高造成室内负压吸入大量新风,P0,正常的风压分布,有问题的风压分布,回风机扬程过大,空调箱风机选型偏大,B建筑空调箱设计双风机串连，风量过大 实际运行中并不需要两风机同时运行，通常只开其中的送风机，回风机成为阻力部件,空调箱各部件阻力实测结果,不开的风机成为大阻力部件，白白耗电,（2）VAV系统分区不当,症状：冷热不当，难以调整 原因 风系统分区不当 水系统分区不当 东内区和北向外区的风系统由同一支水立管负责。 在冬季或过渡季，会出现 东内区需要供冷 北外区需要供热,一根水管供两个空调箱,（2） VAV系统分区不当,在夏季较热的情况下，窗附近感觉过冷，而离开窗一定距离又感觉偏热。通过负荷模拟分析，发现东南外区设计进深为2m，外区设计进深过小。 东北角区域2被并入东南外区。实际上此区域的全年负荷特性更接近北向外区。 西南角1区也有类似的问题。,外区设计进深2米，太小,(3)新风问题A：新风不足,北京某采用VAV系统的写字楼，东南为玻璃幕墙。存在问题： 下午以后室内人员普遍感到缺氧：面色潮红，发困。 冬季内区过热，无法降温。 原因： 下午太阳辐射已经没有，总风量显著减小，导致新风量减小 设计新风道只够最小新风量，未考虑变新风冷却工况,（3）新风问题A：新风不足,东北某办公大楼的新风控制设计 新风由独立新风机负责，保证最小新风量。 排风机启/停由室内测得的压力控制，偏高时排风机启动，压力合适时停机。新、排风不联动。 症状：新风不足，送不进来 原因 由于室内的空气压力变化一般仅在几个Pa的范围内，压力传感器反应不敏感。导致室内压力比较高时，才有反应启动排风机。 排风机不变频，所以不可能根据室内压力大小调节排风量，保持室内压力平稳。导致排风动作与新风送风动作不一致，室内压力经常过大，其正压状态导致新风送不进来。 建议对策 排风机、新风机均变频； 新风机、排风机联动，新风机送风量略大于排风机的排风量,（3）新风问题B：新风过量盲目追求高环境品质,提高新风量 人均新风量都高于30m3/h（设计规范），有的超过100 m3/h，健身房达到218 m3/h，白天长时间运行 造成风机选型偏大、电耗增加 新风降温除湿负荷大幅度增加，增加总的耗冷量 提高次要功能房间环境控制标准 冷冻机房、空调机房、泵房及地下车库采用通风即可 一味追求高质量采用了全空气系统空调方式，导致大量的风机、水泵和冷机电力消耗,（3）新风问题C：新风失控,单位建筑耗冷量差异显著：30W/m2 80W/m2 开窗通风导致的得热量是空调负荷的主要部分 实测开窗换气：28次/小时 一半以上的办公楼实测新风负荷占总冷量70%以上 室内CO2浓度接近室外大气 原因 空调系统提供的有组织新风量不够、或根本不开新风机组，办公人员自行开窗通风 新风系统输送的新风量能够满足要求，但办公人员仍然一边开启空调，一边开窗通风,(6)气流组织问题,冬季送不下来 某银行，冬季上下温差达到19C(1329C) 风口距地面有4.2米的高度，风口面积过大，而且采用上送上回的送风方式，送风速度<1.5 m/s，导致了热风上浮。,Temp difference between ceiling zone and floor zone is 19 in winter.,（7）排风热回收中的问题转轮热回收系统的控制,自动控制：传感器影响其效率,传感器失灵风阀常开，转轮效率仅有22%,安装施工与初调节阶段,124,89,149,323,338,138,124,358,0,50,100,150,200,250,300,350,400,1#,2#,3#,5#,水量m3/h,冷却水量,冷冻水量,冷冻水量分配不合理,4台同型号的冷水机组 虽然冷水机组运行近10年，老化各不相同，但冷冻水量的分布不合理也是导致COP差别很大的原因,冷水机组,各用户支路水力严重不平衡,风机水泵选型中一个奇怪的现象,水泵：实际流量扬程均大于设计值（额定值） 风机：设计风量(额定)需要风量实际风量,m3/h,实际,需要,设计,为什么经常出现风机选型过大？,新风管未接上，新风散入吊顶,风阀手柄被卡住，从来没有打开过,为什么经常出现风机选型过大？,风道内有施工垃圾，成为障碍物,测量设备的安装问题,温度监测管不合格无法获得正确的测量值,实际的温度计监测管安装情况,正确的做法,过滤器阻塞严重风机能耗增加，风量不足,结束,