1、步步高百货,设备节能管理（中央空调）,2019/9/13,1,课程安排,2019/9/13,2,1-1各类公共建筑分项能耗数据标准值,注1：以上单位面积能耗数值均为：建筑年总能耗耗/（建筑面积-车库面积） 注2：一般采用样本的统计平均值+1倍方差作为标准值；部分标准值计算得到,2019/9/13,3,1-2大型公共建筑能耗比例,2019/9/13,4,1-3,2019/9/13,5,1-4电系统的分配,2019/9/13,6,1-5,2019/9/13,7,概念 1.COP性能系数(COP)=冷却能力(W)冷却消耗电功率(W)1.163EER。1RT(冷冻吨)=3,024kcal/h。 2.主
2、机效率的评估计其KW/RT值。定义：公制单位EER供应的冷能(Kcal/h)/输入功率W,二 中央空调系统的组成,2019/9/13,9,2-1中央空系统原理离心冷水主机.swf 图1,2019/9/13,10,2019/9/13,冷却盘管,蒸发器,冷凝器,冷却泵,冷却风机,图2,11,图2为图1简化的流程图，图中之五个框代表了上述的五个循环，而框内的设备名称则是系统内驱动流体流动的动件，亦即系统耗能之所在。而每一个框的大小则是指热负载的大小，亦即热负载愈大则框愈大，由图中可知室内空气循环负载最小，然后依次变大，到了室外空气循环负载是最大的，造成这样的 情形是由于下列两个因素： (1)在系统循
3、环中有外来的负载进入系统，例如天花板内的热源经由回风空间进入系统而成为热负载，又如风管、水管或冷媒管保温不良，因管内外之温差，造成外面的热量进入管内而成为热负载。 (2)由于各个动件之动作所产生的机械功(如风机功、泵功及压缩机之压缩功)，会转换成热能随着流体进入系统中，而成为热负载。中央空调系统是由流机及热交换器所构成的。其中消耗电力的部分就是框中所标示的驱动流体流动的动件(流机)。而这些动件耗能量的多寡则是与流体的流量及管路的设计有关，流量和系统压损与耗电量成正比，而流机效率则与耗电量成反比。如果能在设计时降低空调负载，则每一个循环的热负载即可因此减少，因为热负载的减少，降低了各个循环的设计
4、流量。则空调设备及管路容量亦可减少。如此不仅减少了初设费用，亦可减少系统运转费。故可知建筑物的节能设计是非常重要,（一）中央空调五个循环系统,1.室内空气循环：人、设备、室外空气、太阳等产生的热量传播到室内空气中，使室内空气温度上升。由于风机的作用，室内空气经风管送到冷却盘管作热交换（冷却除湿），变成干冷的空气再回到空调区吸收热能，完成循环。 2.冷冻水循环：空气中的热量经过盘管交换使冷冻水温度上升，由于冷冻泵驱动，使冷冻水回到中央空调主机蒸发器与低压冷媒作热交换，变成低温冷冻水后再回到盘管作热交换，完成循环。冷冻水系统示意.swf,2019/9/13,13,3.冷媒循环：蒸发器吸收冷冻水热量
5、变成低温气态，经过压缩机压缩变为高温高压气态，经过冷凝器热交换变成高压中温气态，经过降压装置变成低温低压液态，再回到蒸发器吸收热能，完成循环。 4.冷却水循环：冷却水经过冷凝器吸热后被水泵循环到冷却水塔，在冷却水塔中流经散热材料与空气进行热交换降温，再回到冷凝器中吸热，完成循环 5.室外空气循环：冷却水流经冷却塔中散热材料时，以传导和对流等方式与室外冷空气进行热交换变成高温高湿的气体，经冷却塔风机作用，使高温高湿的空气排到大气中，完成循环总体来说，构成中央空调系统元件的就只有热交换器（盘管、蒸发器、冷凝器冷却水塔散热器等），流体机械（泵、风机等），任何一个器件有问题，都会增加耗电或达不到制冷效
6、果,2019/9/13,14,三 空调系统能耗分析,2019/9/13,15,若要节约空调系统之电能，就需先了解空调系统是如何耗能。总体来说，构成中央空调系统的组件主要是热交换器与流体机械二种。热交换器是作为高低温二種工作流体能量交换的设备，诸如冰水盘管、蒸发器、冷凝器与冷却水塔散热材等;流体机械则是推动工作流体循环的动力源，诸如风车、泵与冷媒压缩机等。当任何一组热交换器之效果不好时，会增加系统耗电率(每一冷冻负载所需之设备耗電量，kW/RT)，不是系统耗电量增加，就是冷冻能力下降。例如冰水主机之蒸发器或冷凝器内管排表面上结垢时会使热传效果变差，而使其接近温度变大，冰水機高低壓差也跟著變大，耗
7、電率也。流体机械的耗电量，一般可以用下列数学式表示：（kWh= QHhr/ ）该式中的kWh是指流体机械的耗电量，而耗电量的多寡决定于运转时数(hr)、输送的工作流体流量(Q)、工作流体循环所需之扬程(H)以及效率(，包括流机效率、机械效率、马达效率等)。就变差。,首先如果要省电当然就是不启动流体机械，只要不运转当然就不用电。但这并不是要大家停止使用空调系统，而是要当用则用，当省则省。如何降低运转时数，端赖有效而合理的管理，避免设备做不必要的运转。其次，减少输送的流体也是方法之一。所以采用变流量设计，如VAV(variable air volume)、VWV(variablewatervolu
8、me)及VRV(variable refrigerant volume)，分别使风量、冰水量及冷媒流量依负载需求调整，都是减少系统在部分负载(Partial Load)时之耗能量的方法之一。第三项参数是扬程，降低管路系统压损则可在设计时加大一号管径及采用测试、调整、平衡(test, adjusting and balancing；TAB)手法来达成。而流机效率则需搭配管路系统特性选配适当的流体机械。,四 空调系统节能方法,（一）减轻负载,1.减少室内换气量A.用二氧化碳浓度自动控制器来启停鲜风机（人工）B.用空气清洗器来控制室内异味，减少风机开启C 由用途（如吸烟室）分隔来减少风机开启,201
9、9/9/13,19,2.减少室内空气渗透 A.门窗的气密性 B .室内隔间，降低穿堂风的力度 C.室内空气压力调整（正压或负压） D.使用门帘或风帘机,2019/9/13,20,3.适当提高室内温度 A. 人体因周围温湿度全自动调整热平衡，故若湿度低则温度可稍高、湿度高，则温度若稍低，将有相同舒适效果 B 工作(或上班)服饰调整，温湿度提高，将不影响舒适度。 C.室内空气流向兴流速将影响舒适度，若正面流向，则可提高12；若流速加快，可提高温度均获有相同冷气舒适效果。,2019/9/13,21,4 建筑物设计时 A.玻璃窗遮阳、隔热、反射辐射热等设施改善。 B.建筑座落方向、形状。 C.屋顶天花
10、板隔热。 D.日照射外墙颜色选用淡色。 E.建筑结构、材质之选用。 F.屋顶天花板之间之透气。 G.天花板高度视用途而调整 适度降低即减少冷气空间容量。 H.降低东、西侧外墙开口部。 I.周围环境之改善 如绿地、乔木之栽培等，以減少輻射熱。,2019/9/13,22,5照明负载的降低 A.照度需求检查。 B.局部照明利用。 C.选用照明效率高的灯具。 D.灯具回路适宜设计，在日照良好区域采手动或自动关闭，以达自然采光的效果。 E.降低天花板高度。 F.室内采光及天花板墙壁颜色选用淡色。,2019/9/13,23,6减少机器设备发热 A.机器设备隔热。 B.局部排气或局部冷却利用。,2019/9
11、/13,24,（二）加强运行管理,1缩短运转之时间 A.缩短冷气主机(联锁冷却水塔和冷却水循环泵)运转的时间以手动、自动或中央监控系统，有效地控制主机运转时间。 B.关闭非工作时间之空调系统。 C.关闭未使用地方的空调设施(如送风机) D.一般舒适冷气的供应地区(非特殊环境)应管制。 E.启动、停止装置时刻的检查与调整设定。,2019/9/13,25,2室内温湿度的调整 A.温度设定的检查与定期检视调整防止过冷、过热，季节变更重新设定，不同使用地区温度不同需求适宜设定。 B.湿度设定的检查与定期检视调整防止过湿、过干季节变更重新设定，不同使用地区湿度不同需求之适宜设定。 C.以电热器为再热装置
12、的使用限制与使用调整。,2019/9/13,26,3通风换气量调整 A.室外气进排风门装置容量的检查。 B.室外气进排风门控制之设定与定期检视调整手动或自动或室内CO2浓度与烟雾浊度含量等控制外气吸排气量达到室内空气环境质量之正常(或最低)值。 C.室内压力由外气进排风门适宜调整控制以减少外气渗透量。,2019/9/13,27,4风量、水量的调整 A.风管泄漏之检测泄漏量以不超过10为上限。 B.风管风口风量平衡之测试，调整各风口风量误差率在20范围之内减少不当之分布，增加冷热不匀，降低冷气效果并增加浪费。 C.风机压力与风量调整不过量、不超压以减少风机运转电力，并减少故障及耗损。 D.水量平
13、衡之调整水量水压自动调整阀之装置。 E.水量水压之设定不超量、不超压以减少泵运转电力并减少故障及耗损。,2019/9/13,28,5机器设备运转效率的调整与改善 A.主机蒸发温度与冷凝温度的检查，控制方式的检查及改善 B.低效率设备换新(整组或局部)，如更换高效率之压缩机。a 更换高效率之冷凝器；b更换高效率之蒸发器；c更换高效率风车或马达；d更换高效率泵或马达；更换高效率冷却水塔之散热片。 C更换不合宜或失灵之自动控制设施。 D中央控制器集中控制。 E更换以电热器热源装置并入既设之锅炉蒸气或热水系统，冷却水热回收的应用，太阳能之应用。,2019/9/13,29,6空调系统运转效率之改善 A冷
14、贮存之应用提高系统运转效率。a贮冰或贮冰水;b整个系统或局部区域;c全部贮存或部份贮存。 B 热回收之应用废热再利用以减少热能之浪费，全热交换器之应用。a 冷却系统之废热回收装置可并入热水系统;b太阳能之应用可并入冷却废热回收系统。,7空调电力系统改善 A空调系统独立变电配电系统，可随冷气使用同时启闭以节省长期停机，无负荷之电力变电损失。 B 正确电压之供应。 C 各设备装置本身功率因素改善电容器随设备同时启闭。,（三）空调系统操作维护管理,1空调系统操作管理 A.空调机器设备正确操作程序。a开机前的检查；b空调设备起动程序。c空调设备运转中应注意事项。d空调设备停机程序。e机器故障紧急处理。
15、f年度使用、停用空调设备与系统的封机、开机方法。（冬季停用封机方法、夏季使用开机方法）,2019/9/13,32,2空调系统保养维护 A箱型机之正常保养维护。 B中央空调系统正常之保养维护。 3水质处理管理 A冷却水的水质处理。 B冷冻水的水质处理。 C热源(即锅炉)用水水质处理。 4空调系统管道修补 A隔热的修补。 B风管漏泄的修补,2019/9/13,33,（四）风机水泵及管道系统管理,1风机的节能方式 A选用高效率送风机a选择送风机性能曲线优良的产品即风量、风压要适当的选择。b同静压下、选择动压及轴出力较小的送风机。c连轴器效率高于皮带轴。d电动机效率省电型与。 B运转时间减少必要时才运
16、转。 C空气动力减少依用途适当选择送风机型式与规格、风量及控制等。,2019/9/13,34,a风量控制导风门、涡形风门。b翼控制入口导流翼之静翼片控制。c速度控制(1)机械式流体控制(2)电动式变频控制 2风管控制 A风管摩擦损失适当的规划选择与详细计算通风阻抗减少 B送风口选择适当位置，主、支风管适当的分布风管长度之减少。 C风管制作型式与走向顺畅的设计与施工。 D增大出回风温差，以减少送回风量。 E适當的选用可变风量系统(VAV)。 F风管保温与保冷材质选用与正确安装施工。 G风口风量正确的分布及防止风管泄漏。,2019/9/13,35,3水泵及管路省能方式 A 选用高效率型泵与电动机。
17、 B 正确的选择扬程与机型。 C管路系统摩擦损耗降低。a管径之正确设计阻抗的降低。b管线走向适当地规划长度的减少、弯头的减少、三通的流向、同层上下波动施工的防止 D水量、水压之自动平衡及自动调整装置。 E管线中空气的完全排除。 F 多用途综合型建筑物，分区供应的规划。 G增大出回水温差，以减少水流量。 H适当的选用可变水量系统(VWV)。 I保温隔热材料正确设计与施工。 J 良好水质之维持与防止水垢。 K 淘汰老化、空蚀与过大过小的管路与配件。,2019/9/13,36,（五）提高运行效率,1.空调主机效率改善 A提高冰水出口温度出口温度越低，单位冷冻能力消耗电力越大，即KW/RT值越高，EE
18、R值越低。每提高冰水出口温度1约可减少耗电量2。 B保持冷凝器效果冷凝器通常用冷却水吸收热量，将气态冷媒凝缩回复液态。冷却水再经过冷却水塔放热，但也浓缩水中，盐份及洗下空气灰尘，使冷凝器结垢，污染系数升高，传热效果降低，增加冰水主机动力。,2019/9/13,37,降低污染系数之方法：a定期清洗盘管b冷却水适当排放c装置自动清洗或除垢设备d控制水质，过滤杂质 C降低冷却水进水温度冷却水进水温度越高，单位冷冻能力耗电越大，即KW/RT值越高，EER值越低，每降低冷却温度1，约可减少耗电量1.5，故冷却水塔容量可比冰水主机容量選用稍大，对降低冷却水温度颇有帮助。,2019/9/13,38,D选用适
19、当的机型设备及运转方式a主机在最佳负载点运转b利用变速设备运转，控制转速可以正比例的适应负载之变化，节省电力。c增设自动控制设备，使冰水出口温度随负载变化而减少耗电量。d冷气主机勿选用过大容量使主机经常在低效率下运转。,2019/9/13,39,2.冷却水塔效率改善： A加强清洗：减少散热片污染，提高散热能力。 B固定排放：减少水中杂质污染，减轻结垢产生倾向。 C调整风车叶片角度：过小造成排热能力不足，过大则增加用电。 D冷却水塔容量较冰水主机容量稍大。,2019/9/13,40,.送风机效率改善 A评估效率不及40者，如系负载稳定，而每年运转4000小时以上，应予更换，投资应可在一年内回收。
20、 B评估效率不足50者，如系负载变化很大，而每年运转达4000小时以上，应采用变速方法控制风量，投资应可在二年内回收。 C送风机之风量控制有出气风门、可变式进气导向叶轮、可调式叶轮风车及调节转速四种方法，其中以调节转速中之变频器节能效果最佳。,2019/9/13,41,(三)空调系統保养维护,2019/9/13,43,2019/9/13,某办公大楼之实例耗能分析为例,44,2019/9/13,以上系统乃全风系统，空调区只有风管、风口与送风控制，冷风由机械房空调风柜产生，送风管较长，故送风之耗能大。 简而言之，可将送风系统分成两种来讨论 (1)风机盘管型,45,2019/9/13,46,2019/9/13,可变风系统（VAV ）终端箱,47,2019/9/13,48,2019/9/13,49,2019/9/13,50,冷却塔风扇节能工作原理与自控动画.pps,2019/9/13,51,中央空调水处理目的,1.防止结垢，使热交换器的效率达到设计参数 2.杀细菌使之达到卫生要求 3.使设备的寿命达到设计年限,2019/9/13,52,
