某大廈空調系統節能改造技術探討

楊 丹

上海浦公節能環?？萍加邢薰?/p>

1 引言

隨著國家《節能和應對氣候變化“十三五”規劃》《民用建筑節能管理辦法》等的陸續出臺，國家對公共建筑的節能越抓越緊。對文中的上海市某大廈，通過能耗分析查找空調系統用能方面存在的問題和漏洞，分析量化并挖掘節能潛力，提出將電鍋爐+冷水機組替換成模塊化降膜蒸發式熱泵機組，實現夏季制冷、冬季制熱雙高效運行的方案進行解決，實現既滿足舒適性規范要求又節約能源的改造具有非常重要的意義。

2 項目節能改造情況

2.1 大廈概況

上海市某大廈（以下簡稱“大廈”）自1996年12月投入運營，至今已有20 年?？偨ㄖ娣e約4 萬平方米，占地面積為10245.97m2，共26 層，由裙房和主樓組成，其中1～4 層為商業裙房，運營時間為10：00～20：00；5層為俱樂部，運營時間為15：00～3：00；6～26層為辦公塔樓，運營時間為8：00～20：00。

2.2 大廈空調設備和系統現狀

大廈冬季采暖采用2臺雙頭電熱水鍋爐供應，設備位于供暖鍋爐房，且僅作為采暖使用。通過調研可知，鍋爐無控制系統，電熱阻絲開啟等控制均采用手動開關。兩臺鍋爐分別對應兩臺熱水泵，互為備用，目前水泵未做變頻控制。

大廈制冷系統共有3 臺約克螺桿式冷水機組，2 臺大機（額定制冷量468RT），1臺小機（額定制冷量259RT），根據運行記錄可知，最熱月開啟兩臺大主機。

輸配系統配有3臺冷凍水泵、3臺冷卻水泵和3臺冷卻塔，其中2臺冷卻塔已更換成新設備。通過調研可知，制冷系統無BA控制，機組等設備的啟?？刂凭鶠槭謩涌刂?。

2.3 大廈節能潛力分析

大廈2015 年、2016 年的電實際年消耗量（能源賬單數據），我方經過統計分析后發現，大廈2016年總能耗比2015年略有上升，約上浮10%，通過調研分析，與大廈業務增長、用能系統效率衰減有關。

同時對大廈單位建筑面積的能耗進行了統計和分析。具體各年單位面積用電量和單位面積建筑總能耗數據平均值分別為28kgcu/(m2·a)和92 kWh/(m2·a)。

表1

據上表，結合國家《夏熱冬冷地區辦公建筑能耗指標》可知，大廈單位建筑面積年用電量大于辦公樓單位建筑面積年用電量的約束性指標值75(kWh/(m2·a)，說明大廈目前運行能耗還有待降低，建筑本身存在一定的節能空間。

根據分項計量系統總能耗及制冷、供暖系統的分項能耗對比分析，制冷和供暖系統冷熱源占總能耗的38.5%，空調系統能耗占總能耗的50.2%。因此，從節能角度建議進行空調系統的節能改造。

2.4 節能改造建議

2.4.1 改造思路

對本項目改造建議的方案包括用以下幾種形式取代原有鍋爐和冷水機組：燃氣鍋爐+常規冷水機組、燃氣鍋爐+磁懸浮冷水機組、降膜蒸發式熱泵空調系統，從系統適用范圍、穩定性、安全性、出水溫度、節能性及施工難度等方面做了以下對比，具體如表2。

根據上表，建議采用模塊化降膜蒸發式熱泵機組，實現夏季制冷、冬季制熱雙高效運行，安裝在室外或屋面，無須空調機房，內置循環冷卻水系統，其自身自帶小水泵和水冷冷凝器，無須另配冷卻塔和冷卻水泵，節約安裝投資、節約運行成本和占地面積。

表2 取代原有鍋爐+冷水機組的各種形式性能對比

2.4.2 系統工作原理

本項目采用模塊化降膜蒸發式熱泵機組系統，根據大廈實際負荷計算，確定改造機組的額定制冷量不應小于2560kW，最終確定改造的降膜蒸發式熱泵機組的額定制冷取3160kW（898RT），考慮新的設備水流量與原設備有變化，且原水泵運行時間較長，存在漏水效率低下等問題，建議同時更換水泵。

空調制冷系統改為模塊化降膜蒸發式熱泵機組后，機組置于裙房或塔樓屋面，改造的20臺模塊化降膜蒸發式熱泵機組分2組安裝，每組10臺，空間足夠。

20 臺模塊化降膜蒸發式熱泵機組總的配電功率為690kW，小于原鍋爐的配電功率，故配電余量足夠，為保證冷熱源主要設備的供電穩定可靠，新增設備分兩個變壓器兩路供電。

2.5 節能效果分析

改造后，降膜蒸發式熱泵節約電量計算如下表3。

表3 改造后機組年度節約電量計算表

3 結束語

對文中的上海市某大廈，找出其空調系統存在的運行能耗高問題，提出將電鍋爐+冷水機組替換成模塊化降膜蒸發式熱泵機組，實現夏季制冷、冬季制熱雙高效運行的方案進行解決，實現既滿足舒適性規范要求又節約能源的改造具有非常重要的意義。