医院类公共建筑空调系统节能改造工程实践及运行分析
发布时间：2021-11-17 12:26
随着经济的发展,化石能源的消耗不断增加,能源消耗带来的污染问题也日趋严重。采暖空调系统能耗在社会总能耗中占有较大比重,在民用建筑中,大型公共建筑的空调能耗尤为突出。此类空调系统运行时存在主机出力与需求不匹配、输送能耗大、管网水力失调、自动化程度低、运行管理不合理等一系列问题,大大增加了能源的消耗。在实际工程背景下对大型公建空调系统进行节能研究非常必要。本课题选择大型公建中有代表性的医院建筑为对象,采用理论分析、实际调研以及工程实践的方法,对新乡某医院现有中央空调系统进行节能改造。首先,对该医院9#机房空调系统现状进行了调查,分析了该机房的热泵主机和循环水泵耗电量情况。发现该机房热泵主机60%的时间都处于50%及以下的负荷率下运行,主机能效低,能耗大,运行管理不合理;用户侧水泵、地源侧水泵设计流量偏大,系统长期大流量小温差运行。根据系统现状,提出了系统改造方案。通过安装必要的测量和控制设备,增加智能化控制系统,采用热泵主机群组控制、水温重置、泵组优化控制、用户侧压差变频控制、地源侧水温优化控制等一系列优化控制技术,完成了对原有系统的节能改造。通过对比分析历史运行数据,在给定工况下节能改造...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中央空调制冷机房系统图
中原工学院硕士学位论文11热泵主机联合运行时的台数与系统实际所需负荷量的匹配程度是热泵主机能耗高的最主要原因。运行台数的匹配在相同工况下，运行台数的配置和运行管理方式与系统所需热泵量的最佳匹配程度。地源热泵主机的供回水温差包括用户侧供回水温差和地源侧供回水温差。系统热泵主机的额定运行参数：冷冻水温度为7/12℃，冷却水温度为30/35℃。但是在实际的运行过程中，高区蒸发器的平均出水温度为11℃，平均温差3.5℃；低区蒸发器的平均出水温度为11.5℃，平均温差仅2.8℃。本系统的地源热泵系统采用地埋U型管，与地表浅层水进行无接触换热，冷凝器进水温度受天气参数影响而不同，制冷初期22℃，负荷最大时32℃。图2.4单台热泵主机运行季总的能耗综上所述，由于热泵主机不合理的组合方式，单机运行时长期处于较低的能效下工作，以及不科学的运行管理方式，是导致该机房热泵主机能耗高的主要因素。通过对历史数据统计分析可知2018年9#机房整个制冷季主机能耗约为1294195kWh。2.4循环水泵运行能耗现状用户侧和地源侧水泵源源不断的将热泵主机生产的冷热量运输至热量交换的工作单位，使建筑物达到一个令人满意的室内环境。在传输的过程中，用户侧和地源侧水泵是主要的耗能设备，约占中央空调系统总能耗的20%～25%[44]。在设计时，水泵的流量、扬程等参数都是参照典型室外气象参数去设计的，而实际空调系统运行的过程中经常处于部分负荷情况下。所以，怎么使水系统传输的能量跟主机的输出、各换热单位的需求相匹配成为了系统优化的关键。在水泵的运行过程中，水泵的轴功率与水泵的流量、扬程及效率有关，其计算公式如下所示：5.2）（式1000gHPpump式中：pumpP为水泵的功率，kW；
中原工学院硕士学位论文13沿程阻力等共同决定的。所以，为了很好的降低中央空调系统冷冻水系统的运行能耗，主要可以通过下面几个措施：在设计阶段时，对系统的管网阻力进行严格的控制，选取合适的冷冻水泵，避免大流量，大扬程设备的选型，在实际运行的过程中造成过高能耗。图2.5水泵性能曲线图循环水泵工作性能与管网有很大关系。水泵的工作状态点不单单是由水泵本身决定，也与管网的特性相关。不同类型的水泵特性曲线，都是在一定的标准状况下根据实验测试得到的，不同流量所对应泵的效率、功率、扬程也是不一样的。当它们其中某一项确定时，其他也随之确定。当水泵安装于管网上运行时，会使得泵的性能发生改变，其性能参数也将发生变化，称之为实际的运行曲线。水泵在管网中运行时，它的工作扬程与工作流量之间的关系曲线叫做管网特性曲线。11.2）（式2SQH式中：S为管网阻力特性的综合系数,简称阻抗,-232OmHs)/m/(；Q为管网的流量s/m3；阻抗是系统中因水管材料以及管径、系统中各种设备以及弯头阀门等构配件阻力的综合反映,整个系统中任何一个部分的改变都将引起管网阻力的增大或者减校图2.6管网水力特性图管网的综合水力特性曲线在坐标轴上主要表现为一条二次抛物线，它所对应的值
【参考文献】：
期刊论文
[1]中央空调系统节能改造实践[J]. 刘倩,李光裕. 建筑节能. 2017(08)
[2]建筑节能的社会效益分析[J]. 张大伟,郑慧君,李硕. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2015(01)
[3]制冷机房的运行能耗优化[J]. 张广丽,陈丽萍. 流体机械. 2012(08)
[4]中央空调冷水机组能源效率与负荷率动态匹配节能技术[J]. 李玉街,王琪玮. 智能建筑电气技术. 2012(04)
[5]空调冷冻水系统节能改造相关性分析[J]. 余能辉,付祥钊,刘刚. 建筑热能通风空调. 2012(01)
[6]VAV中央空调能耗建模与仿真研究[J]. 赵廷法,王瑞华,王普. 计算机仿真. 2010(03)
[7]中央空调系统节能的蚁群优化控制方法[J]. 邝小磊,聂玉强,李安桂. 哈尔滨工业大学学报. 2009(08)
[8]冷水机组优化配置及节能运行模式研究[J]. 施灵,马益民. 制冷. 2008(03)
[9]广州地区写字楼类建筑能耗调查与分析[J]. 刘芳,陈伟青,周孝清,杨树荣,丁云飞. 建筑科学. 2007(08)
[10]冷水机组系统的优化控制策略研究[J]. 吴继红,杨通清. 智能建筑. 2007(08)
硕士论文
[1]基于能效优化中央空调节能控制系统的应用研究[D]. 郭雪平.西安石油大学 2016
[2]广州某医院中央空调系统制冷机房的节能改造研究[D]. 吴学渊.广州大学 2015
[3]某商场中央空调冷源系统运行能效优化及应用研究[D]. 周煜.华南理工大学 2014
[4]某中央空调系统节能改造及能耗分析[D]. 沈世平.重庆大学 2011
[5]信源大厦中央空调能耗分析及水系统节能研究[D]. 莫忠能.华南理工大学 2010
本文编号：3500908
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中央空调制冷机房系统图
中原工学院硕士学位论文11热泵主机联合运行时的台数与系统实际所需负荷量的匹配程度是热泵主机能耗高的最主要原因。运行台数的匹配在相同工况下，运行台数的配置和运行管理方式与系统所需热泵量的最佳匹配程度。地源热泵主机的供回水温差包括用户侧供回水温差和地源侧供回水温差。系统热泵主机的额定运行参数：冷冻水温度为7/12℃，冷却水温度为30/35℃。但是在实际的运行过程中，高区蒸发器的平均出水温度为11℃，平均温差3.5℃；低区蒸发器的平均出水温度为11.5℃，平均温差仅2.8℃。本系统的地源热泵系统采用地埋U型管，与地表浅层水进行无接触换热，冷凝器进水温度受天气参数影响而不同，制冷初期22℃，负荷最大时32℃。图2.4单台热泵主机运行季总的能耗综上所述，由于热泵主机不合理的组合方式，单机运行时长期处于较低的能效下工作，以及不科学的运行管理方式，是导致该机房热泵主机能耗高的主要因素。通过对历史数据统计分析可知2018年9#机房整个制冷季主机能耗约为1294195kWh。2.4循环水泵运行能耗现状用户侧和地源侧水泵源源不断的将热泵主机生产的冷热量运输至热量交换的工作单位，使建筑物达到一个令人满意的室内环境。在传输的过程中，用户侧和地源侧水泵是主要的耗能设备，约占中央空调系统总能耗的20%～25%[44]。在设计时，水泵的流量、扬程等参数都是参照典型室外气象参数去设计的，而实际空调系统运行的过程中经常处于部分负荷情况下。所以，怎么使水系统传输的能量跟主机的输出、各换热单位的需求相匹配成为了系统优化的关键。在水泵的运行过程中，水泵的轴功率与水泵的流量、扬程及效率有关，其计算公式如下所示：5.2）（式1000gHPpump式中：pumpP为水泵的功率，kW；
中原工学院硕士学位论文13沿程阻力等共同决定的。所以，为了很好的降低中央空调系统冷冻水系统的运行能耗，主要可以通过下面几个措施：在设计阶段时，对系统的管网阻力进行严格的控制，选取合适的冷冻水泵，避免大流量，大扬程设备的选型，在实际运行的过程中造成过高能耗。图2.5水泵性能曲线图循环水泵工作性能与管网有很大关系。水泵的工作状态点不单单是由水泵本身决定，也与管网的特性相关。不同类型的水泵特性曲线，都是在一定的标准状况下根据实验测试得到的，不同流量所对应泵的效率、功率、扬程也是不一样的。当它们其中某一项确定时，其他也随之确定。当水泵安装于管网上运行时，会使得泵的性能发生改变，其性能参数也将发生变化，称之为实际的运行曲线。水泵在管网中运行时，它的工作扬程与工作流量之间的关系曲线叫做管网特性曲线。11.2）（式2SQH式中：S为管网阻力特性的综合系数,简称阻抗,-232OmHs)/m/(；Q为管网的流量s/m3；阻抗是系统中因水管材料以及管径、系统中各种设备以及弯头阀门等构配件阻力的综合反映,整个系统中任何一个部分的改变都将引起管网阻力的增大或者减校图2.6管网水力特性图管网的综合水力特性曲线在坐标轴上主要表现为一条二次抛物线，它所对应的值
【参考文献】：
期刊论文
[1]中央空调系统节能改造实践[J]. 刘倩,李光裕. 建筑节能. 2017(08)
[2]建筑节能的社会效益分析[J]. 张大伟,郑慧君,李硕. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2015(01)
[3]制冷机房的运行能耗优化[J]. 张广丽,陈丽萍. 流体机械. 2012(08)
[4]中央空调冷水机组能源效率与负荷率动态匹配节能技术[J]. 李玉街,王琪玮. 智能建筑电气技术. 2012(04)
[5]空调冷冻水系统节能改造相关性分析[J]. 余能辉,付祥钊,刘刚. 建筑热能通风空调. 2012(01)
[6]VAV中央空调能耗建模与仿真研究[J]. 赵廷法,王瑞华,王普. 计算机仿真. 2010(03)
[7]中央空调系统节能的蚁群优化控制方法[J]. 邝小磊,聂玉强,李安桂. 哈尔滨工业大学学报. 2009(08)
[8]冷水机组优化配置及节能运行模式研究[J]. 施灵,马益民. 制冷. 2008(03)
[9]广州地区写字楼类建筑能耗调查与分析[J]. 刘芳,陈伟青,周孝清,杨树荣,丁云飞. 建筑科学. 2007(08)
[10]冷水机组系统的优化控制策略研究[J]. 吴继红,杨通清. 智能建筑. 2007(08)
硕士论文
[1]基于能效优化中央空调节能控制系统的应用研究[D]. 郭雪平.西安石油大学 2016
[2]广州某医院中央空调系统制冷机房的节能改造研究[D]. 吴学渊.广州大学 2015
[3]某商场中央空调冷源系统运行能效优化及应用研究[D]. 周煜.华南理工大学 2014
[4]某中央空调系统节能改造及能耗分析[D]. 沈世平.重庆大学 2011
[5]信源大厦中央空调能耗分析及水系统节能研究[D]. 莫忠能.华南理工大学 2010
本文编号：3500908
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