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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流集中空调系统的冷量计量.精品文档.集中空调系统的冷量计量技术交流集中空调系统的冷量计量董涛,龙惟定?,谢瑞东z(1.同济大学楼字设备工程与管理系,上海200092;2.杭州家和智能控制有限公司.浙江杭州310012):摘要:分析了我国冷量计量的现状,并且对国内目前采用的冷计量方法进行了介绍和比较.?认为集中空调系统的冷计量对建筑节能有着重大意义,应引起建筑环境,物业管理和建筑节能研:究工作者的关注,并共同促进冷计量在国内的发展.关键词:冷量计量;建筑节能;物业管理;中央空调中图分类号:TU83文献标识码:B文章编号:10O68449(2005
2、)010055031引言据统计,我国1995年寒冷地区采暖能耗已经占到全国总能耗的10.7%,占采暖地区全社会能耗的21.4%,甚至在某些寒冷地区城镇建筑能耗高达当地社会总能耗的一半以上【2j.在这种背景下,供热分户计量技术近几年得以推广和应用.根据国外的经验,应用供热分户计量后的建筑物冬季可节能20%30%【3j.并且在某些地区也已经强制规定新建建筑或新增采暖系统的工程必须有热分户计量措施.对于南方使用集中空调的地区而言,空调系统成为主要的耗能对象.正如采暖系统热分户计量可促进节能,集中空调系统冷量计量对于南方地区建筑节能的意义不言而喻.此外,空调系统采用冷量计量的方法以后,还有助于解决目前
3、空调费用按面积分摊所引起的问题.本文综述了近几年出现的集中空调系统冷量计量的若干方法,以促进集中空调冷计量的应用推广.2我国冷量计量的现状和意义2.1冷量计量的现状对于采用集中空调的办公大楼,基本上都没有采取冷量计量的措施.他们大都认为没有计量的必要,能源使用费用都是由单位统一支付.而对于商业楼宇,尤其是出租(售)写字楼而言,出现的情况是仅有极少数的大楼采取了冷量计量,绝大部分则没有冷量计量的措施.笔者曾走访调查了上海的十余幢写字楼建筑,它们的集中空调系统几乎都没有采取冷量计量的手段,只有一幢写字楼的其中一部分楼层装了冷量计量的装置.对比而言,住宅建筑情况则要好得多.在采用集中空调的住宅建筑中
4、,几乎都采用了冷量计量措施.这是因为住宅有更容易实现一户一冷表的系统形式,热量表方式的计量方法在住宅中应用也是最为普遍的.2.2冷量计量的意义2-2.1计量是节能的基础计量手段的出现有助于使建筑节能从定性转为定量,使节能效益一目了然.这种量化也引起各种技术之间的节能效益的比较,有助于我们在进行节能设计或节能改造项目中选择节能效益高的技术方案.同时,冷量计量也是空调系统运行节能的基础.目前我国的集中空调系统的运行管理大多是凭经验,对用户需求侧的变化掌握不准确.冷量计量则不仅为管理者提供大楼总的能耗情况,还提供各用户需求侧的能耗情况,使管理者能根据这些用冷情况的数据,对空调系统做出合理的运行调节,
5、提高系统的运行效率,从而实现节能的目的.目前,我国正着手准备推行能源合同管理政策,冷量计量无疑可以推动这项工作的进行.在能源合同管理中的很多工作,如建筑物的能耗和能源费开支,能源利用合理性分析诊断主要能耗系统的性能状态,节能潜力的分析以及系统运行和管理服务的改善,都需要冷量计量技术的支持.2.2-2冷量计量能促进集中空调系统的收费工作集中空调系统冷量计量收费是物业管理工作的一个重要内容,冷量计量为收费提供了量的依据.同时通过计量手段和计量装置按照用户的实际用冷量计量收费,才能真正唤醒用户的节能意识.因此,不管对用户还是物管公司,冷量计量是双方都可以接受的,有利于集中空调用冷量化收费工作的开展.
6、55I一2_2_3冷量计量有利于集中空调系统运行管理水平的提高,不管是作为用户还是物业管理公司,都希望集中空调系统能提供质优价廉的商品.一方面,他们会对供冷的品质提出要求;另一方面,则会希望尽可能降低单位冷量的生产成本.而通过改善空调系统运行管理的水平,提高系统运行效率,是完全可以实现冷量生产成本的降低.同时,空调费用降低也有利于提高出租或出售大楼在市场上的竞争力.这样就会使系统管理者积极主动地寻找提高系统运行管理水平的办法,为设备运行管理积累宝贵的经验.3目前已有的几种集中空调冷量计量方法3.1热量表法恻集中空调的冷量计量最开始采用与采暖系统热计量相同的方法,即热量表法.热量表的构造是由一个
7、热水流量计,一对温度传感器和一个积算仪组成:热量表的工作原理是由热源提供的热水以一定的较高温度流入热交换系统(散热器,换热器等),以较低的温度流出,在此过程中,通过热量交换向用户提供热量.在一定时间内,用户获得的热量可由下列方程计算E=fK(Tr)dV(1)式中E一热交换系统输出的热量,kW;K热水比重和比热的修正系数;一分别是供,回水温度,oC;一锻时间内流经供热系统的热水流量,m3/h.3.2计时法这种方法使用采样器获取空调设备末端电动二通阀两端的电压信号,并将信号传至收费仪,收费仪通过轮循检测各采样点的信号;将各用户的电动阀开通的时间累计起来,并将数据传送至电脑,从而获得用户使用空调冷水
8、的时间.同时,采样器还获取用户末端设备风量的相应档位信号,也传至收费仪储存,收费仪再和计费电脑通讯联系,进行数据库管理,并且把该风量档位的额定制冷量作为用户实际的用冷量,这样就可以根据用户的用冷量以及累计时间,确定用户的实际用冷量.3.3双温流量计量法双温流量计量法的测量原理即是在水管路上加装一台流量传感器和两个温度传感器,通过测量末端设备的流量和供回水温度,并根据下述公式进行计算:技术交流Q=JWC(th-ts)dT(2)式中Q一制冷量,kJ;通过用户末端设备的水量,kg/s;c_一水的比热,C=4.186kJ/(kg?oC);t,t厂分别为冷水的回水温度和供水温度,oC;卜累计时间,s.3
9、.4谐波反应法计量法81近来有学者提出这种方法,是从空调建筑冷负荷计算的基本原理人手,采用谐波反应冷负荷计算法对用户各个用冷时刻的冷负荷进行理论计算,再根据用冷时间得到用户的用冷量.具体办法是在每个空调房间的适当位置安装一个高灵敏度的温度传感器,对室温进行实时监测,在大楼的四面外墙的适当位置各安装1个电子辐射计和1个温度传感器,分别测量各时刻的太阳照度以及室外空气温度,并将这些监测值送至中央处理机进行处理.同时还要根据各单元的末端设备开启信号判别用户是否在用冷,如果判定用户在用冷,就将用户用冷的时间段记录下来.每天停止供冷后,首先由当天的室外空气温度值和太阳辐射照度值得到当天的温度波函数(包括
10、室外空气温度波,各朝向室外空气综合温度波)和太阳辐射照度波函数,然后利用谐波反应系数法计算出单元房间当天各个时刻的冷负荷,最后,根据用户的用冷时间段统计出用户当天的用冷量.3.5标准工况冷量修正法在中央空调系统的总进水管的始端和总出水管的终端分别各安装一个温度传感器,并在总管上安装流量计,这两个温度传感器和流量计的输出端分别和电脑连接,电脑以特定的时间间隔采样供回水温差和水流量计算整个系统在此段时间间隔的实际总制冷量.;同时在系统末端的每一台风机盘管处探测风量档位信号及在回风口安装温度传感器信号,也输出到电脑,根据回风温度确定风机盘管在不同回风温度时的冷量修正系数G,根据风量档位信号确定风机盘
11、管的标准工况制冷量Q(G和Q都预先输入电脑),并把它们综合后计算出整个系统的标准工况总制冷量z,计算出风机盘管在该时间间隔里的实际制冷量Q进而电脑对时间进行累积得到每台风机盘管的用冷量.Q按下式计算:N.-koL.I6IJQl(3),W23.6风侧冷量计量法也有学者从风机盘管稳态传热的角度人手而得到一种风侧冷量计量的方法.这种方法是通过分析风机盘管表冷器的传热可得知,影响风机盘管制冷量9的因素有风机盘管的结构特性c,进水温度t水流量,回风的温度t及相对湿度和盘管风量G共6个变量,即有关系:Q=f(C,tI,tIG,)(4)通过实验研究制冷量9和6个自变量的关系后知道,在一定的结构形式下,某些变
12、量,如水流量和风量G对换热量的影响在一定的范围内是不显着的.同时假定进水温度t和水流量两个变量可以在制冷机房得到很好的控制,因此,这两个参数也是可以作为初始设定值给定的,于是,风机盘管的制冷量可以简化为下式:Q=(tt,G)(5)于是冷量的计量可以简单的用回风的温,湿度和风量计算得到,而前两个参数的测量是很容易实现的,风量也可以通过监测三速开关的状态得到.这种方法适合于定冷水流量的风机盘管集中空调系统的冷量计量,在这种情况下,其计量误差可控制在15%以内,一般可满足现场的冷量计量要求.4各种方法的讨论以上介绍的各种计量方法各有利弊.比如热量表法和双温流量计法,其好处是准确度高,适用于分户计量或
13、分层计量的系统,如住宅建筑,这些建筑最大的好处是集中空调系统按户分配支管路,有条件安装热量表;但是对于大多数公共建筑而言,空调系统无法按用户分开,热量表计量的方法则无能为力,同时安装复杂,维护困难,应用时受到投资限制.这种计量方法适用于一些新建工程的冷量计量,如果对现有工程的改造而言,加装流量计则对已有水系统管路破坏较大,可行性不高.计时法的优点是简单方便,初投资少,在风机盘管空调系统中易于实现;但是由于它直接采用空调末端设备铭牌上的额定制冷量作为用户的实际供冷量,计量准确度较低,误差较大,不利于空调的合理收费.国外有学者对风机盘管使用时的制冷量和进风,出风,进出水,风量等关系进行了详细的分析
14、,可以看出不能采用简单的模型对风机盘管的制冷量进行计算,否则容易引起较大偏差.谐波反应法根据实测的情况来看,这种方法的计量精度要高于计时法,而且初投资比双温流量计法低.但是计量必须了解每个单元房间的室内热源情况及围护结构热物性的详细资料,当室内热源变化大或者开关机频率高的情况下可能引起计量较大误差.标准工况冷量计量法虽然简单方便,较易实现,但是不足之处在于一是风机盘管的制冷量不是只和回风温度有关系,二是和并不一定有直接关系,V2而且也不能反映部分负荷的真实情况.W2风侧冷量计量方法的初投资低,监控参数少,不需破坏水系统,工程安装简单,尤其适合现有风机盘管空调系统的冷量计费改造;其不佳之处在于,
15、对于变冷水流量系统,由于没有直接监测盘管时刻变化的水量,势必产生较大的计量误差,并且计量公式和产品的性能有很大关系,不同厂家的产品可能得到的公式会有所差异.在实际应用中,也有用户将几种方法结合起来使用的情况.例如将热量表法和计时法结合起来,用热量表法进行分层计量,再在每层的用户末端用计时法计量末端用冷量,作为按照楼层用冷量进行分摊的基础.这样做结合了两种计量方法的优点,既避免了全部使用热量表投资大,安装复杂,又可以从一定程度上减小计时法误差大的缺点.5结语(1)能耗问题已成为关系我国国民经济发展的关键问题,集中空调系统的冷量计量与北方供暖热分户计量一样,具有现实意义和长远意义.集中空调系统的冷
16、量计量问题已经引起了国内学者的关注和重视,各种计量方法也在工程应用中逐步展开和推广.(2)目前的各种冷量计量方法各有优缺点,在应用中要结合工程的实际情况选择适合的计量方法和计量装置.(3)冷计量问题涉及到建筑环境,物业管理和建筑节能等多个领域,是暖通空调行业不能忽略的问题,作为这个行业的一员,应该树立起计量和节能的意识,在实践中选择适合集中空调系统的计量方法,推广计量技术的应用,为我国的节能事业做出贡献,并且努力促进冷计量在国内的发展,从暖通空调领域出发推进我国的社会主义市场经济建设.(下转第84页)57l第挝(3)变频调速常用的不锈钢电阻材料允许的最高温度较高,发热时间常数较长,可以在允许的
17、发热能量上放宽使用范围.参考文献:电力机械1起重机设计手册M.机械工业出版社,1980.21实用起重机电气技术手册M.机械工业出版社,2000.3IPCBrakingUnit【Z.InnovativePowerCanada,2003.收稿日期:2004-10-10修回日期:20012-27SelectiononBrakingResistanceofVariableFrequencyControlforCranesYINGYuxiang(HangzhouIronandSteelCompanyGroup,Hangzhou310022,China)Abstract:Comparesthesomewa
18、yforthechoiceingofbrakingresistanceofvariablefrequencecontro1.Pointsoutthebrakingenergypointofviewistounderstandandtouseeasily.Providesabatterdesignidealfromworkingstatesandmaterialcharacteristics.Keywords:brakingtorque;dynamicbrakingpower;brakingresistance作者简介:应毓翔(1968一),男,浙江诸暨人,学士,工程师,设备科副科长,主管全厂电
19、器设备.(上接第57页)参考文献:8胡益雄,姚哗.基于谐波反应法的空调冷量计量方法研究叨.暖通空1龙惟定.我国的能源形势和建筑节能A.第十一界全国暖通空调技调,2002,3l(5):l13ll5.术信息网大会论文集q.北京:中国建筑工业出版社,2001.18.9卢忠.中央空调分户计量方法及中央空调分户计量系统【P】.中国专2建设部建筑节能九五计划和2010年规划z.建办科1995180号利:Ol137204.4,20011020.文.1995.10江亿,秦绪忠.风机盘管集中空调系统用冷计量收费装置田.暖通3徐伟,邹瑜.供暖系统温控与热计量技术M.北京:中国计划出版空调,2000,30(6):4
20、850.社,2000.11胡益雄,姚哗.风机盘管冷量影响因素显着性分析及其冷量计量方4天津市室内采暖系统设计管理暂行办法z.法fJ.节能技术,2002,20(6):13l6.5马达,黄维.关于在建筑群中空调系统依据冷热量表进行定价收费12MARTHAJHEWETY.Analysisoferrorinusingsimplelinearmodels方法的与实践A.全国暖通空调制冷年会1998年学术文集c1.toapproximatetheoutputoffan-coilunitsforenergycostallocation北京:中国建筑工业出版社,1998.253257.purposesJ.AS
21、HRAETransactions,1994,100,part2:148164.6蔡翊勇.能量计量在楼宇供冷/供热中的应用IJ1.电气与智能建筑,13杜家练,蔡文庆.风机盘管冷量随进风湿球温度和进水温度的变化2002,(11):6670.规律fJ.福建建设科技,1996,2122.7杨海程,霍小平,李悦.上海市仙霞网球中心空调冷量计费系统fJ.收稿日期:2004一-0810暖通空调,2001,3l(5):7980.修回日期:2004-1013CoolingMeteringofCentralAirConditioningSystemsDONGTaoI,LONGWeiding0.XIERuidong
22、2I.DepartmentofFacilitiesEngineering&Management.TonjiUnivert).Shanghai200091,China;2.HangzhouHomewelllntelligeneeControlCo.Lt,Hangzhou31O012,China)Abstract:Thispaperpresentsthecoolingmeteringproblemofcentralairconditioningsystemsaccordingtoheatingmeteringwhichisgoingonincoldarea,andanalysestheac
23、tualityofcoolingmeteringinourcountryandthemeaningofcoolingmeteringmethodforbuildingenergyefficiency,operationofcentralairconditioningsystemsandfacilitymanagement.Furthermore,itintroducesandcomparessomeexistedmeteringmethodsinourcountry.Itconcludesthatcoolingmeteringinairconditioningsystemshassignifi
24、cantmeaningforbuildingenergyefficiencyandcannotbeignored,anditneedtobeattachedenoughattentionbyresearchersinbuildingenvironment,facilitymanagementandbuildingenergyfields.Keywords:coolingmetering;buildingenergyefficiency;facilitymanagement;centalairconditioning基金项目:上海市科学技术委员会2004年中小企业创新项目(0416hl124).作者简介:董涛(1976一),男,四川绵阳人,硕士研究生,th_z-#ig,研究方向:集中空调系统的冷量计量;龙?(1946一),男,上海人,教授,博士生荆币,系主任,主要从事建筑环境与设备方面的教学和科研工作.总第No,第lf22600卷5lollllII84总第第26卷o