作者：侯志坚
连之伟 蔡志军 姚晔 柯丕乾
摘要：对某大型空调系统能耗进行了测试与分析，指出了该系统冷量供需比低的主要原因，给出了该系统节能改造的重点。结果可为大型空调系统的运行人员、设计人员提供参考。
0 前言
在能源消耗中，建筑业是耗能大户。据有关资料显示，欧美一些发达国家，建筑物能耗大约占全国能耗的30%左右[2]。我国目前建筑能耗所占的比例远远低于发达国家，为12 ～20%，但随着建筑业的发展，该比例必将逐年增加。二氧化碳排放问题是最重要的环境问题，在将来，二氧化碳所带来的环境处理代价将包括在能源价格中，这样建筑能耗效率将变得非常重要[1]。调查表明，上海的建筑发展仍是传统高消耗型发展模式，许多大楼中央空调系统经改造可以节约能耗20％甚至更多。从建筑用能设备，特别是建筑用制冷空调设备进行节能挖潜，大有潜力。
1 空调系统概况
某外资印制线路板制造厂，处于上海莘庄工业区内，主要生产用于通讯领域的印刷线路板。该工厂的建筑面积为30000m2，空调面积为25000m2。由于本厂的建筑面积大，而且在生产过程中对温、湿度等环境条件的要求十分严格；另外，还有一些工艺流程是在高级别的洁净室中进行，不仅要对温、湿度进行精密控制，对风速和洁净室风压也要进行必要的控制，因此各个区域的热负荷相差极其悬殊，所以空调系统相对来说比较复杂。该空调系统有6台离心式冷水机组，其中5台额定功率359kW，一台额定功率159kW。冷冻水系统由6台一次冷冻水泵和6台二次冷冻水泵组成变流量二级泵系统，冷却水系统则由多台冷却塔和冷却水泵组成。一次泵侧采用多台冷冻机、多台冷冻水泵并联、“一机一泵”的方式，一次泵和相应的冷机采用台数控制法进行调节。二次泵则采用变频和台数控制相结合的方法进行控制。
2 能耗测试分析
2.1 系统能耗分析
限于时间和条件的限制，仅选取气温差异比较大的5个连续的工作日进行分析，每半小时记录一次。图1为各测试日各设备能耗占总能耗比例曲线，图2为各实际工况下的COP与额定工况下的COP比较曲线。
图1 4月20日-26日能耗比随时间变化曲线
图2 实际工况下的COP与额定工况下的COP比较曲线
从图1~图2可以知道：
1）冷却塔、泵与风机的能耗变化不大，冷却塔和泵的能耗在总能耗中占的比例较小，仅占不到1%，而风机的能耗占总能耗的比例较大，在30-50%之间，在4月23日室外温度较低时，甚至成为总能耗中所占比例最大的一项。因此对风机系统的改造要远比对冷却塔和泵系统的改造来的有效益，如何优化水泵、风机、冷机的运行能耗，使系统能耗最少成为节能改造重点。
2）实际工况下的COP基本上都低于额定工况下的COP值，大多在5-5.6之间。经分析，几个功率较大的冷机的负荷率基本都在80%以下，甚至有时候只有50%左右，因此效率较低，使得整体的COP未能达到额定COP。另外还可以观察到有三个点明显不同于平常运行时的状况，分别是：点1，4月21日8:00，COP1=3.391；点2，4月21日16:00，COP2=6.488；点3，4月23日14:30，COP3=3.346。经查询测试数据，可以发现这三个点的冷冻水供回水温差与平时有较大不同：Δt1=2.1℃,Δt2=5.2℃，Δt3=3.2℃。而平时冷水机组的供回水温差都在3.5-4.5之间，因此可以看出供回水温差对机组的COP的影响也是比较大的，因此对该空调系统的节能改造，如何调节冷机在高负荷率下运行，以及冷冻水供回水温差的优化是该系统节能改造的重要一步。
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