夏热冬冷地区既有大型公共建筑节能改造实际案例与途径.pptx

夏热冬冷地区既有夏热冬冷地区既有大型公共建大型公共建筑节能筑节能改造实际改造实际案例与案例与途径途径1 1 1 1为什么总是存在节能潜力为什么总是存在节能潜力 信息传递信息传递信息传递信息传递漏斗漏斗漏斗漏斗 实际工程品质漏斗实际工程品质漏斗实际工程品质漏斗实际工程品质漏斗2 2 2 2战略和方案：大略和方案：大师设计：设计院院施工：施工：农民民工兄弟工兄弟验收：收：开开业运行运行以空调系统以空调系统实现实现过程为例过程为例工程设计工程施工工程调试工程运行100%100%舒适性保障率节能运行保障率100%100%100%100%100%100%综合效果100%100%80%80%80%80%90%90%90%90%52%52%理论现状理论现状3 3 3 34 4 4 44X X建筑中实现建筑中实现10001000万度电万度电/年的节电量年的节电量5 5 5 5xx设计，并不懂运行的心设计，并不懂运行的心安全的智慧：冷水机组负荷率与水蓄冷安全的智慧：冷水机组负荷率与水蓄冷安全的智慧：冷水机组负荷率与水蓄冷安全的智慧：冷水机组负荷率与水蓄冷没有免费午餐：风机电耗，热回收的阻力没有免费午餐：风机电耗，热回收的阻力没有免费午餐：风机电耗，热回收的阻力没有免费午餐：风机电耗，热回收的阻力上帝的恩惠：降低两器（上帝的恩惠：降低两器（上帝的恩惠：降低两器（上帝的恩惠：降低两器（CD/EVCD/EV）温差的考虑）温差的考虑）温差的考虑）温差的考虑例：例：某北京某北京39600 39600 mm3 3政府办公楼政府办公楼装机容量：大型离心式冷水机组装机容量：大型离心式冷水机组31758kW(500RT)31758kW(500RT)最大运行台数：一最大运行台数：一台，运行时间台，运行时间90012009001200小时小时/年年负荷率：一台，负荷率：一台，90%90%时间负荷率时间负荷率7070%20052005年夏季，冷水机组运行年夏季，冷水机组运行电耗电耗18.118.1万万kWhkWh若冷机维持若冷机维持COPCOP5.55.5，则可节电，则可节电4.14.1万万kWhkWh，节，节能率达到能率达到2222%离心式冷冻机离心式冷冻机离心式冷冻机离心式冷冻机COPCOP随负荷变化规律随负荷变化规律随负荷变化规律随负荷变化规律 例例：离心式冷水机组随负荷率变化：离心式冷水机组随负荷率变化离心离心离心离心式冷机能效比式冷机能效比式冷机能效比式冷机能效比COPCOPCOPCOP随冷机负荷的减随冷机负荷的减随冷机负荷的减随冷机负荷的减小而迅速下降，导致小而迅速下降，导致小而迅速下降，导致小而迅速下降，导致制冷效率降低制冷效率降低制冷效率降低制冷效率降低制冷量制冷量COP0.00500.001000.001500.002000.000.001.002.003.004.005.006.007.00负负荷率荷率COP1.000.800.600.400.200.000.001.002.003.004.005.002号机3号机负负荷率荷率COP10.80.60.40.20765432101号机2号机3号机4号机5号机负负荷率荷率COP0.000.200.400.600.801.001.203.003.504.004.505.005.506.006.50实际额定负负荷率荷率COP00.511.5123456789101#冷机2#冷机4#冷机空调系统设备选型过大空调系统设备选型过大原因：负荷估算导致原因：负荷估算导致负荷负荷“大大”导致：冷机装机容量导致：冷机装机容量“大大”、水泵配置、水泵配置“大大”、末端设备、末端设备“大大”危害危害冷机、水泵、风机只能长时间在低效率点运行冷机、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，导致能耗上的问题，导致能耗浪费浪费意外的好处：意外的好处：管道直径大（阻力小）；换热面积大管道直径大（阻力小）；换热面积大（AHU/FCU/CT/CD/EV）实际运行中，部分负荷工况：实际运行中，部分负荷工况：99%99%在设计的时候可以怎样考虑呢？冷冷冻冻水水温水温水冷温水冷温水盐水盐水/冷却水冷却水冷却水冷却水屋屋顶顶顶CT-1CHT-1CHT-2(Z-1)4,700m3(Z-2)4,700m3冷水槽冷水槽冷水槽冷水槽 商商业设施施等等热接收接收设备 W W 栋X X 栋Y Y 栋Z Z 栋(Y-1)4,700m3(Y-3)4,700m3冷冷热热水槽水槽冷冷热热水槽水槽(Y-1)260m3热热水槽水槽TR-1 TR-2 HTHP-1HTHP-2DB-1DB-213蓄水池：蓄能，解耦，安全余量蓄水池：蓄能，解耦，安全余量14Source:Dr.Momota案例案例1 1小结：为运行调节，而设计小结：为运行调节，而设计容量的选择：非常重要，如何处理容量的选择：非常重要，如何处理一类：冷量，水量，风量一类：冷量，水量，风量二类：压头，扬程二类：压头，扬程二者相互影响：性能曲线，效率二者相互影响：性能曲线，效率考虑运行调节考虑运行调节调节手段调节手段观测点，记录观测点，记录更多实测工程案例的探讨和总结更多实测工程案例的探讨和总结普遍有普遍有30%的节能潜力的节能潜力案例案例2 2：别忘了风机电耗：别忘了风机电耗150+150+建筑，建筑，建筑，建筑，300+300+万平米万平米万平米万平米北京，上海，北京，上海，北京，上海，北京，上海，广州，深圳广州，深圳广州，深圳广州，深圳香港，美国，日本香港，美国，日本香港，美国，日本香港，美国，日本节能改造实现节能改造实现节能改造实现节能改造实现每年每年每年每年10001000万万万万 kWhkWh节能量节能量节能量节能量国际标准，文章：国际标准，文章：国际标准，文章：国际标准，文章：ISO/IEA/ASHRAEISO/IEA/ASHRAE变风量系统实测变风量系统实测:基本不变基本不变BJ:20HK:32.9JP:38.5ZHY18District total EC:153.9kWh/m2.aNormal in office buildingsDHC EC:22.3kWh/m2.a,15%Fans in buildings:38.5 kWh/m2.a,25%Building ZFloor 11逐月冷热量逐月冷热量逐月总风机电耗逐月总风机电耗某栋楼风机电耗某栋楼风机电耗某层楼风机电耗某层楼风机电耗某标准楼层的某标准楼层的“风机们风机们”各个风机开启时间和电耗各个风机开启时间和电耗新风利用：增加新风阀开度，排风量增加新风利用：增加新风阀开度，排风量增加Free cooling EER=(冷冷0.36Wh/m3.*t)/(排风机排风机0.38Wh/m3)DHC EER:4.07 Critical t:4.3K逐月排风机电耗逐月新风量热回收的阻力：显热回收新风机组热回收的阻力：显热回收新风机组Outdoor airReturn airExhaust airSupply airAir-airPlate heat exchanger6.8kW780Pa4.2kW520Pa410Pa3.6kW490Pa4.0kW最大热回收热量：冬季热量最大热回收热量：冬季热量:78kW；夏季冷量；夏季冷量:20kW)热回收增加风机电耗：热回收增加风机电耗：7.6kW，EER不到不到324案例案例2 2小结：空调系统中的电耗小结：空调系统中的电耗P1P2P3P5P4CHILLERAHU/PAU/FCUZonesAtmosphereCT/HEXQ1Q2Q3QP2QP1P6GoaQ5Q4P7GexQ6冷冻站（水侧，初级系统）冷冻站（水侧，初级系统）空调末端（风侧，次级系统）空调末端（风侧，次级系统）25CHWP冷站总体能效比冷站总体能效比Thomas Hartman,All-Variable Speed Centrifugal Chiller Plants,ASHRAE J.,Sept.2001出色出色良好良好一般一般亟需改善亟需改善亟需改善亟需改善(3.5)(3.2)(2.9)0023.490153.430183.280050183.20000133.150163.070112.94008*1.1一般一般0173.57夏热冬冷地区11家星级酒店冷站效率10个冷站均处于红色效率警示区个冷站均处于红色效率警示区标杆值：标杆值：5.16*注：QT-008溴机天然气消耗量按等效电方法折算入冷机耗电量当中。空调系统运行指标现状冷机冷机COP冷冻冷冻WTFchw冷却冷却WTFcw空气侧空气侧ATF28冷冷站站EER*注：QT-008溴机天然气消耗量按等效电方法折算入冷机耗电量当中。*重点目标重点目标香港香港SPLSPL冷站全年效率状况冷站全年效率状况FW2007DsH2007PP22010FW2010PP12011DeH&CmH2007LnH,2007CG,2010常规系统最佳5.5For new tech or boasting 30%savings,form 3.85 to 5.5温湿度独立控制评价冷机运行能效：三维，统计评价冷机运行能效：三维，统计30(K)31冷却侧运行调节：最容易的节能潜力冷却侧运行调节：最容易的节能潜力32FlowConChiller:5mStrain:3mPipes:1mPump:16m25mCT:5+2m换热面积、效果换热面积、效果阻力部件阻力部件案例案例3 3小结：用好恩惠，需要更多智慧小结：用好恩惠，需要更多智慧冷机冷机高负荷率高负荷率降低两器温差降低两器温差 CD/EV运行好冷却侧运行好冷却侧提高供回水温差、实现梯级提高供回水温差、实现梯级 冷机在较小冷机在较小“两器温差两器温差”下的高效运行下的高效运行水系统水系统较小阻力较小阻力较大温差较大温差较高水泵效率较高水泵效率安全余量的考虑安全余量的考虑“更高效的用电更高效的用电”提高设备系统效率提高设备系统效率344115261711栋酒店冷站系统耗电量栋酒店冷站系统耗电量-万万kWh36%冷机冷机COP每提高每提高0.5，单位冷量耗电量降低，单位冷量耗电量降低9-11%冷冻冷冻/冷却水泵输送系数冷却水泵输送系数WTFchw/cw每提高每提高5，单位冷量耗电量降低，单位冷量耗电量降低10-12%空气侧空气侧输送系数输送系数ATF每提高每提高1，单位冷量耗电量降低，单位冷量耗电量降低10-15%+“更经济的用电更经济的用电”积极积极调整用电时段调整用电时段35谷谷0.285峰峰1.202平平0.7491/31/31/3谷谷峰峰平平0.40.40.2谷谷峰峰平平0.50.40.1等效电价等效电价-10.745 元元/kWhe等效电价等效电价-20.837 元元/kWhe等效电价等效电价-30.929 元元/kWhe2010年总电费：1.3 亿元合理利用蓄能：1.16 亿元10%过多启用峰电：1.44 亿元10%“更更灵活灵活的用电的用电”合理合理调整能源结构调整能源结构36燃油蒸汽燃油蒸汽锅炉炉=89%蒸汽蒸汽输送送热损失失=90%汽水汽水换热器效率器效率=95%实际供供热量量1 GJ输入入热量量1.24 GJ能源能源费182.5 元元燃气燃气蒸汽蒸汽锅炉炉=92%蒸汽蒸汽输送送热损失失=90%汽水汽水换热器效率器效率=95%实际供供热量量1 GJ输入入热量量1.20 GJ能源能源费113.8 元元燃气燃气热水水锅炉炉=95%实际供供热量量1 GJ输入入热量量1.05 GJ能源能源费99.4 元元电空气源空气源热泵终端端侧：COP=3电厂厂侧：=97%热水水罐罐散散热损失失=98%实际供供热量量1 GJ输入入电量量/一次能耗一次能耗*0.34/1.05 GJ能源能源费79.1 元元QT-011QT-013QT-014QT-018QT-008QT-017QT-016QT-015QT-002QT-000局部局部电蒸汽蒸汽发生器生器=98100%节能节能减排减排“三步走三步走”371.调整能源整能源结构构-燃油燃油/燃气蒸气或燃气蒸气或热水水锅炉改炉改为电驱动空气源空气源热泵，配合末端灵活的配合末端灵活的电蒸汽蒸汽发生器生器。2.优化用化用电时段段-充分充分发掘水蓄冷系掘水蓄冷系统的的可可实施性，降低峰平施性，降低峰平时段段用用电。3.提高系提高系统效率效率-冷站冷站侧：EER达到达到标杆杆值；-空气空气侧：ATF达到达到标杆杆值；-白白炽灯：全部更灯：全部更换为节能灯；能灯；-电感感镇流器流器荧光灯：更光灯：更换为数字式数字式镇流器或更流器或更换为高效高效节能灯。能灯。30%节能量节能量为运行调节，而设计为运行调节，而设计从满足从满足“最不利工况最不利工况”，到，到“全工况节能运行全工况节能运行”从从“节能设计节能设计”，到，到“全过程节能保障体系全过程节能保障体系”