理想COP電耗比例法-評(píng)價(jià)空調(diào)設(shè)備運(yùn)行的簡(jiǎn)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(gè)比較合理的電耗比例。通過(guò)觀察這些電耗的相對(duì)比例，就可以發(fā)現(xiàn)很多的設(shè)計(jì)和運(yùn)行問(wèn)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(jì)算過(guò)程理想COP電耗比例法對(duì)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(jì)各空調(diào)設(shè)備的全年實(shí)際電耗。

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

　　制冷機(jī)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(duì)制冷機(jī)的電耗要逐時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。目前在絕大多數(shù)建筑中，對(duì)冷機(jī)的運(yùn)行參數(shù)都有比較全面的記錄，這樣通過(guò)運(yùn)行記錄就能得到冷機(jī)電流值的全天記錄，結(jié)合冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間的記錄就能得到某一天內(nèi)冷機(jī)的電耗。通過(guò)對(duì)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(jì)一天的能耗，也就是每個(gè)月取7天的平均值，就可以比較精確地近似冷機(jī)這一個(gè)月的平均電耗，4＃賓館這樣近似的冷機(jī)電耗和精確值誤差只有2％，所以這樣的近似計(jì)算是可行的。

　　對(duì)于冷卻泵、冷凍泵、采暖泵等水泵，運(yùn)行過(guò)程中電流基本上是全年不變化的，所以可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)讀電流表或看運(yùn)行記錄得到水泵電流值，結(jié)合運(yùn)行時(shí)間，就可以計(jì)算其全年的電耗。

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

　　第二：測(cè)量出冷機(jī)的COP值。

　　通過(guò)這一步，一方面，對(duì)冷機(jī)的制冷性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果冷機(jī)的COP很低，則冷機(jī)的制冷性能將成為研究問(wèn)題和存在節(jié)能潛力的方向之一；另一方面，測(cè)量冷機(jī)的COP也為下面的第三步分析做準(zhǔn)備。

　　第三：計(jì)算冷機(jī)的COP理想電耗，然后計(jì)算出各設(shè)備實(shí)際電耗與該COP理想電耗的相對(duì)比例。

　　冷機(jī)運(yùn)行的絕大多數(shù)時(shí)間中，COP變化一般不會(huì)很大，圖1是4＃賓館1＃冷機(jī)一段時(shí)間內(nèi)的COP測(cè)量值。

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

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

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

　　預(yù)先通過(guò)大量實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)查和測(cè)試，通過(guò)對(duì)比較沒(méi)有問(wèn)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(jì)算出的電耗比例值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果計(jì)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(wèn)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(chǎng)類建筑的空調(diào)方式明顯不同，前者主要為風(fēng)機(jī)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(shuō)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(guò)對(duì)多座大樓的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，挑選了其中比較沒(méi)有問(wèn)題的三座大樓作為衡量別的大樓空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行好壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)（三座大樓的建筑面積分別為6萬(wàn)平米，4.3萬(wàn)平米和5.6萬(wàn)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(duì)冷機(jī)的理想COP電耗比例分別都在20％～25％之間。

　　商場(chǎng)類建筑理想COP比例法標(biāo)準(zhǔn)值的確定將四家商場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)冬季和過(guò)渡季也需開(kāi)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(shí)例

　　 某商場(chǎng)冷卻泵

　　很大。目前的冷卻水泵揚(yáng)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(yáng)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(jī)，上述表中冷機(jī)的電量是將冷機(jī)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?yàn)殇寤嚴(yán)錂C(jī)中，冷卻水系統(tǒng)的熱量是冷機(jī)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(cè)試，冷凍水泵的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。夏天最熱工況下，冷機(jī)開(kāi)啟兩臺(tái)800冷噸的大冷機(jī)和一臺(tái)400冷噸的小冷機(jī)，總的制冷量是2000冷噸，如果冷凍水進(jìn)出口設(shè)計(jì)成5℃溫差，設(shè)計(jì)的冷凍水量應(yīng)為1200 ton/h，而實(shí)際通過(guò)對(duì)水量的2次實(shí)測(cè)，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(guò)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。