理想COP電耗比例法-評價空調(diào)設(shè)備運行的簡單方法

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　引言

　　空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的作用是產(chǎn)生和輸送一定的冷量或熱量，各設(shè)備之間有一個比較合理的電耗比例。通過觀察這些電耗的相對比例，就可以發(fā)現(xiàn)很多的設(shè)計和運行問題，為節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)電耗指出方向。

　　空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備電耗比例的計算過程理想COP電耗比例法對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備電耗的分析步驟包括以下幾步：

　　第一：統(tǒng)計各空調(diào)設(shè)備的全年實際電耗。

　　一般大樓空調(diào)系統(tǒng)的耗電設(shè)備包括制冷機、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔、采暖泵、空調(diào)機組和風(fēng)機盤管等。這一步就是要統(tǒng)計這些設(shè)備全年的實際電耗，統(tǒng)計的過程可以如下面所述的進(jìn)行。

　　制冷機的電耗全天隨負(fù)荷的變化而變化很大，一般在50％～100％變化，所以在一天內(nèi)對制冷機的電耗要逐時進(jìn)行統(tǒng)計。目前在絕大多數(shù)建筑中，對冷機的運行參數(shù)都有比較全面的記錄，這樣通過運行記錄就能得到冷機電流值的全天記錄，結(jié)合冷機運行時間的記錄就能得到某一天內(nèi)冷機的電耗。通過對4＃賓館空調(diào)系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)只要每隔5天統(tǒng)計一天的能耗，也就是每個月取7天的平均值，就可以比較精確地近似冷機這一個月的平均電耗，4＃賓館這樣近似的冷機電耗和精確值誤差只有2％，所以這樣的近似計算是可行的。

　　對于冷卻泵、冷凍泵、采暖泵等水泵，運行過程中電流基本上是全年不變化的，所以可以通過現(xiàn)場讀電流表或看運行記錄得到水泵電流值，結(jié)合運行時間，就可以計算其全年的電耗。

　　由于一般大樓內(nèi)空調(diào)機組和風(fēng)機盤管數(shù)目眾多，所以可以用額定功率乘以運行時間近似其全年電耗，冷卻塔風(fēng)機電流值一般也全年不變，如果可以現(xiàn)場讀到，則可以和水泵同樣計算全年電耗，如果沒有電流表，則可以用額定功率結(jié)合運行時間近似。

　　第二：測量出冷機的COP值。

　　通過這一步，一方面，對冷機的制冷性能進(jìn)行評價，如果冷機的COP很低，則冷機的制冷性能將成為研究問題和存在節(jié)能潛力的方向之一；另一方面，測量冷機的COP也為下面的第三步分析做準(zhǔn)備。

　　第三：計算冷機的COP理想電耗，然后計算出各設(shè)備實際電耗與該COP理想電耗的相對比例。

　　冷機運行的絕大多數(shù)時間中，COP變化一般不會很大，圖1是4＃賓館1＃冷機一段時間內(nèi)的COP測量值。

　　現(xiàn)在假定冷機的COP在整個制冷季節(jié)都維持不變，將第二步中測量出的冷機某個實際COP作為該冷機整個制冷季節(jié)恒定不變的COP值，又假定另有某一個理想冷機，該冷機在整個制冷季節(jié)COP維持5不變，這樣根據(jù)目前實際冷機的電耗和COP值，就可以計算出如果產(chǎn)生同樣的冷量，COP為5的理想冷機需要的電耗值是多少，將這個電耗值就定義為該冷機的COP理想電耗。

　　定義冷機COP理想電耗，并且研究別的空調(diào)設(shè)備電耗和冷機COP理想電耗的比例，而不是空調(diào)設(shè)備間實際的電耗比例，是為了消除冷機制冷效率COP下降對電耗比例的影響。

　　第四：將各設(shè)備電耗的相對比例和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，找出存在的問題和預(yù)測節(jié)能的潛力。

　　預(yù)先通過大量實際空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)查和測試，通過對比較沒有問題的空調(diào)系統(tǒng)的各設(shè)備電耗比例的綜合，得出一套各空調(diào)設(shè)備電耗比例的標(biāo)準(zhǔn)值。

　　在此基礎(chǔ)上，將第三步中計算出的電耗比例值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果計算的比例和標(biāo)準(zhǔn)值不吻合，那么就需要圍繞此不合適的比例做進(jìn)一步的研究，找出可能存在的問題和預(yù)期可能的節(jié)能潛力。

　　由于旅館、辦公樓類建筑和商場類建筑的空調(diào)方式明顯不同，前者主要為風(fēng)機盤管加新風(fēng)方式，而后者主要為全空氣系統(tǒng)，所以其理想COP比例明顯不同，下面分別加以說明。

　　旅館、辦公樓類建筑理想COP比例法標(biāo)準(zhǔn)值的確定通過對多座大樓的現(xiàn)場測試，挑選了其中比較沒有問題的三座大樓作為衡量別的大樓空調(diào)系統(tǒng)運行好壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)（三座大樓的建筑面積分別為6萬平米，4.3萬平米和5.6萬平米）。

　　三座大樓的冷凍水泵和冷卻水泵的COP理想電耗比例是比較接近的，冷凍水泵和冷卻水泵對冷機的理想COP電耗比例分別都在20％～25％之間。

　　商場類建筑理想COP比例法標(biāo)準(zhǔn)值的確定將四家商場年空調(diào)能耗中各空調(diào)設(shè)備所占的比例列在同一張表中，如表3所示。

　　從中可以看出，不同商場的空調(diào)系統(tǒng)總能耗中各空調(diào)設(shè)備所占的比例很接近，冷凍和冷卻水泵的理想COP電耗比例約為15％～25％，冷卻塔的理想COP電耗比例在5％左右，空調(diào)箱的理想COP比例在250％～320％左右。與旅館、辦公樓類建筑相比，空調(diào)箱的電耗比例大大增加，這與商場冬季和過渡季也需開啟空調(diào)箱進(jìn)行供冷有關(guān)。

　　利用理想COP電耗比例法的分析實例

　　 某商場冷卻泵

　　很大。目前的冷卻水泵揚程63米，如果改成閉式系統(tǒng)，在同樣的冷卻水流量下，冷卻水泵的揚程和電耗將減少近50％，冷卻水泵的COP理想電耗比例也將從目前的51.72降到正常值。

　　賓館冷凍泵

　　1＃賓館空調(diào)設(shè)備的電耗比例如表5.

　　1＃賓館采用的是溴化鋰吸收式冷機，上述表中冷機的電量是將冷機的蒸汽消耗量折算成電量的消耗，然后再根據(jù)兩種制冷方式的COP的一定比例，將其折算成理想COP后的電量。

　　可以看出，上述空調(diào)設(shè)備中冷卻泵和冷凍泵的理想COP電耗比例都偏高，大約是一般離心式空調(diào)系統(tǒng)中冷凍和冷卻水泵理想COP電耗的兩倍。冷卻水泵的偏大是合理的，因為溴化鋰?yán)錂C中，冷卻水系統(tǒng)的熱量是冷機制冷量的將近兩倍，所以在采用同樣的冷卻水溫差下，溴化鋰制冷的冷卻泵的電耗比例比一般的離心式制冷系統(tǒng)的冷卻泵的電耗比例高近1倍是合適的。但是，冷凍水泵的電耗比例也是一般離心式制冷系統(tǒng)的2倍是不合理的。經(jīng)測試，冷凍水泵的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計值。夏天最熱工況下，冷機開啟兩臺800冷噸的大冷機和一臺400冷噸的小冷機，總的制冷量是2000冷噸，如果冷凍水進(jìn)出口設(shè)計成5℃溫差，設(shè)計的冷凍水量應(yīng)為1200 ton/h，而實際通過對水量的2次實測，平均的冷凍水量達(dá)到1800 ton/h，這樣由于冷凍泵流量選擇過大使得冷凍水泵的電耗偏大，造成了上表中1＃賓館冷凍水泵理想COP電耗比例的偏大。