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1、重庆公共建筑中央空调的行为节能研究重庆大学 唐华宇宇 卢军 摘要: 本本文根据重重庆地区公公共建筑能能耗调查的的结果，归归纳了中央央空调系统统能耗特点点，概括了了行为节能能的内涵和和作用。本本文简要介介绍了行为为节能的技技术措施,着重分析析不同主体体对中央空空调行为节节能工作产产生的影响响和作用，得得出了现行行建筑能耗耗管理体制制无力实现现行为节能能的结论。本本文分析了了EMC这这一新型能能源管理模模式，认为为EMC是是解决现有有管理弊端端的有效办办法。关键词:公公共建筑；中央空调调；行为节能能；EMC1 公共建建筑能耗调调查概述2005年年和20006年,重重庆市对数数十栋采取取电制冷方方式
2、的公共共建筑进行行了能耗调调查, 调查结果果表明:本本市办公室室建筑的平均均电耗指标标在1155149 kWh/m2之间，商商场建筑的的平均电耗耗指标在2259307 kWh/ m2之间，酒店店建筑的平平均电耗指指标在1000142 kWh/ m2之间1。在各类型型公共建筑筑中,中央央空调系统统的耗电量量,在总耗耗电量中所所占比例都都接近或达达到50%(图1)。这充分分说明未来来重庆市公公共建筑节节能工作应应该从中央央空调系统统打开突破破口。电梯2.1%空调46.7%给排水3.9%照明24.0%其它23.3%电梯及损耗7.7%空调47.2%照明45.1%电梯8.1%通风5.9%办公设备13.4
3、%给排水1.5%照明16.6%空调50.7%其它3.8%图1 重庆庆市商场（左左）、办公公建筑（中中）和酒店店（右）的的电耗构成成2 行为节节能的内涵涵及意义中央空调系系统的用能能单位由制制冷机组、水水系统泵组组、末端设设备构成。随随着季节变变化，这些些设备参与与系统运行行的频度不不同。以某某酒店(图图2)为例例，其制冷冷主机和水水泵、末端端的能耗曲曲线的变化化趋势是不不一致的。此此外，在同同一季节内内，不同工工作日的气气象环境、建建筑使用频频度所产生生的室内总总负荷变化化和区域负负荷变化，都都会要求中中央空调系系统进行相相应调整。0100002000030000400005000060000
4、7000080000900001000001234567891011照明/电梯/空调风机水泵制冷机单位：kwh12月 图2 重庆庆鹅岭某酒酒店20006年全年年能耗变化化曲线图表1为重庆庆市10家家市级机关关办公楼的的能耗调查查数据。这这些建筑竣竣工年代相相近，围护护结构条件件类似，空空调系统都都为风机盘盘管+独立立新风形式式，选用的的制冷主机机也都为传传统的电制制冷型中央央空调使用用时段较为为固定，年年运行时间间大致相等等。但在实实际运行过过程中，能能耗差别显显著，最大大可相差1150%。这这说明在硬硬件技术水水平相近的的情况下,中央空调调系统设备备的运行管管理行为将将是空调能能耗的决定定性
5、因素。运运行管理中中可实现的的节能潜力力,占空调调系统运行行能耗的220%2。表1 重庆市110家市级级机关办公公楼的能耗耗调查数据据编号建筑面积采暖空调能耗密度kwh/照明能耗密度kwh/总能耗密度kwh/编号建筑面积采暖空调能耗密度kwh/照明能耗密度kwh/总能耗密度kwh/1178053.36622.011116.66164578103.44115.011152.4412247855.38828.699126.8877267140.27712.31182.544359345.61115.044116.7788792368.21136.399158.0084237844.66624.76
6、699.3889312064.43327.399140.6655672498.73320.022183.2221015753398.55517.922146.335中央空调系系统的行为为节能就是是在不对原原系统进行行大规模调调整的前提提下，通过过人的主动动行为,减减少不必要要的能源浪浪费,提高高能效比。其其实现途径径是由管理理者根据建建筑冷热负负荷的实时时变化，主主动对中央央空调用能能系统进行行合理调配配，使能源源与建筑的的使用达到到最佳配比比，实现合合理用能与与舒适的双双向满足。达达成这一目目标需要对对中央空调调系统进行行合理优化化和专业管管理，包括括楼宇结构构与用能系系统的协调调、控制系系
7、统与用能能设备的协协调、用能能设备间的的协调。行为节能作作为一种主主动节能模模式,其实实施效果与与各行为主主体密不可可分。因此此它不仅是是技术问题题，在更高高层面上，是是一个管理理体制的问问题。通常常与中央空空调系统的的使用、管管理、消费费相关的有有如下几方方:建筑的的开发商、设设计单位、业业主、物业业管理部门门。尽管在在行为节能能中起主要要作用的是是业主和物物管,但其其它几方对对行为节能能效果的影影响也是不不可忽视的的。3 中央空空调系统行行为节能的的技术措施施3.1 合合理设定公公共建筑室室内温度根据以往研研究的结果果，重庆地地区公共建建筑室内空空调设定温温度与建筑筑负荷的变变化关系如如图
8、33：从图中中可以看出出，在夏季季如果把室室内设定温温度从266改为277，空调负负荷可减少少5%。可可见在重庆庆地区通过过改变室内内的空调设设定温度具具有较大的的节能潜力力。3.2 适适时调节新新风与回风风的混合比比例在冬季和过过渡季节，对对于那些室室内周边负负荷影响小小而内区发发热量较大大的建筑，如如大商店、会会堂、剧场场等，室内内需供冷风风。此时可可充分利用用室外新风风具有的冷冷量，减少少人工冷源源的能耗。图图4为两种种新风策略略模拟效果果的对比，一一种设定新新风比从330%到1100%可可调，另一一种设定新新风比全年年固定为330%。结结果显示变变新风比方方式与定新新风比方式式相比较，
9、建建筑负荷减减少了155.1%。图3 重重庆市公共共建筑空调调设 图44 两两种新风策策略模拟效效果对比定温度对建建筑空调负负荷的影响响 3.3 预预冷或预热热商场、办公公楼等建筑筑的中央空空调系统运运行属于间间歇性质，因因此在每个个工作日开开始前应提提前启动进进行预冷或或预热，以以减少制冷冷机开机电电流,降低低建筑负荷荷高峰，控控制机组的的运行台数数。3.4 按按照建筑的的使用情况况调节和维维护设备管理人员应应勤巡查,注意外门门和外窗的关关闭，防止止漏冷和室室外热空气气的侵入；随时掌握握各用冷(热)场合合的具体情情况，适时时开、停有有关风柜、风风机盘管等等设备；合合理调节制制冷机组冷冷冻水、
10、冷冷却水的流流量和压力力降；定期期对冷却塔塔和风系统统进行清洗洗。3.5 制制冷机组的的合理搭配配使用多台制制冷机的中中央空调系系统，制冷冷机的能耗耗不仅由其其本身的特特性（满负负荷性能和和部分负荷荷性能）决决定，还与与部分负荷荷下制冷机机间的负荷荷分配策略略有关。在在制冷机组组选定后，就就要寻求一一最优负荷荷分配策略略以最大程程度的提高高整个系统统的运行效效率。文献献4,5以两台相相同容量并并联运行的的螺杆式冷冷水机组为为例，通过过比较不同同负荷分配配方案下冷冷水机组的的能耗，确确定最优负负荷分配策策略。不同同控制策略略的能耗差差别高达114。4 不同主主体对中央央空调行为为节能的影影响和作
11、用用4.2 开开发商开发商对中中央空调运运行管理的的影响在于于前期开发发中的决策策定位。如如果建筑竣竣土后由开开发商运营营管理，则则其必然重重视控制运运行能耗成成本，因此此就会重视视设备性能能、物业管管理水平、以以及对能耗耗计量工作作。如果开开发商与业业主分离，开开发商为节节约成本，往往往采用投投资小、能能效比差的的设备；在在竣工验收收阶段，对对设备运转转调试工作作应付了事事，也不考考虑能耗计计量收费等等与运行能能耗相关的的问题，导导致日后设设备运行不不佳、工作作效率低下下；以出售售为目的的的开发方式式轻视物业业管理的配配套工作,导致物业业管理与业业主方的责责权利的关关系不清，运运行节能得得利
12、不明。4.3 设设计单位设计单位虽虽然与中央央空调系统统的运行管管理不发生生直接联系系，但其对对建筑外围围护结构和和系统的设设计，以及及设备选型型都对将来来的运行节节能工作起起着关键影影响。这是是因为行为为节能不可可避免要受受到既有硬硬件条件的的制约。由由于采暖空空调系统对对建筑节能能的重要性性长期被忽忽视，设备备运行的能能耗水平不不与设计者者的收入挂挂钩，某些些设计人员员常常选择择高功率，高高能耗的设设备。以重庆某医医院为例，根根据逐时冷冷负荷系数数法的计算算得总冷负负荷为6990KW。该该医院的主主要业务是是治疗口腔腔类疾病,病人入住住率小,病病床床位也也少,因此此夏季冷负负荷随时段段波动
13、明显显。该建筑筑使用的制制冷机为一一台燃油型型直燃机，额额定制冷量量为17440KW，超超出实际需需要1500%。由于于未考虑在在建筑部分分负荷下的的运行控制制，造成主主机长期在在低负荷状状态下运行行，设备效效率低。根根据校核，该该建筑冷冻冻水泵和冷冷却水泵需需要扬程分分别为244.6m和和19.66m,而实实际选择的的扬程分别别为38mm和50mm,各超过过需要544%和1550%，造造成水泵工工作点远离离高效工作作区域。同同时由于水水流速度快快，管理人人员不得不不关小阀门门调节，造造成能量的的浪费。4.4 业业主当建筑竣土土交付使用用后，中央央空调系统统的硬件水水平已经确确定。在行行为节能
14、工工作中起主主导作用的的是业主。由由于中央空空调的能耗耗水平对运运营成本影影响巨大，因因此业主有有节能的意意愿，但只只有充分认认识到节能能潜在的收收益，并有有切实可行行的办法时时，才会采采取行动。调调查发现影影响业主推推进行为节节能工作的的因素有以以下两点：1）运行成成本占日常常收入比重重。根据以以往调查的的结果显示示，在经营营较好的情情况下(宾宾馆、酒店店的年平均均出租率大大于75%；商场客客流量较好好)，商业业型公共建建筑的能耗耗支出成本本一般占业业务总收入入的10%到15% (不包包括人员工工资和设备备折旧)。由由于直辖以以来重庆经经济的快速速发展，商商业建筑利利润率较高高，建筑设设备的
15、运行行成本占日日常业务收收入的比重重小，对业业主来说，日日常设备运运行管理成成本的重要要性相对较较小。因此此业主往往往对设备运运行能耗的的节能关注注程度较低低。2）业主对对建筑能耗耗状况的把把握。由于于大部分公公共建筑的的缺乏分项项能耗计量量设备，业业主仅了解解每年总能能耗情况，而而不清楚建建筑用能的的各组成部部分所占比比例；某些些建筑中央央空调系统统的运行记记录不完整整或不准确确。这些都都导致了节节能效益不不清晰。业业主不知道道中央空调调系统具有有的节能潜潜力，在与与物业管理理的合作中中缺乏节能能的指标要要求。业主主也不知道道如何从利利益上、工工作内容上上要求和规规范物业管管理部门。4.5
16、物物业管理部部门行为节能工工作的具体体实施者是是物业管理理方，只有有业主认可可其行为节节能措施，并并给予适当当利益分配配，物管部部门才会真真正有节能能的动力。在在能耗调查查中发现，目目前公共建建筑中央空空调系统的的运行管理理漏洞很多多，与行为为节能的要要求格格不不入，导致致了中央空空调系统的的高能耗。1)由于节节能获益分分配不明确确，物业管管理部门仅仅把保持设设施的正常常运转，满满足用户的的使用需求求做为工作作目标，缺缺乏主动节节能的要求求。一线的的运行人员员的收入固固定，只考考虑能否按按照管理部部门的要求求开好设备备，对操作作是否节能能不关心。2)由于系系统设计不不合理，或或管理者自自身素质
17、等等原因，空空调控制系系统（BAAS）在运运行时不具具备真正意意义上的中中央空调系系统负荷跟跟踪调定，以以及风量水水量控制、系系统负荷重重置等能力力。在系统统连续运行行中，管理理者对环境境温度变化化的跟踪感感应能力差差，管理人人员仍沿用用凭经验和和感觉的手手动控制方方式，使控控制存在很很大的滞后后性和随意意性。3)末端设设备维护不不到位，运运行效率低低，为满足足室内环境境需求，管管理者常使使用降低中中央空调冷冷冻水温，或或增开制冷冷机的做法法弥补末端端缺陷；在在过渡季节节未及时切切换制冷机机运行工况况，未充分分利用室外外新风；冷冷却塔长期期不清洗或或更换滤料料，结垢严严重，换热热性能下降降。4
18、)某些建建筑的中央央空调运行行记录不全全或造假现现象明显，管管理者没有有定期进行行系统及设设备能耗调调查的习惯惯，导致物物管不清楚楚各设备的的运行能效效。5 EMCC对公共建建筑中央空空调行为节节能的作用用5.1 EEMC的实实质EMC（EEnerggy Meechannism Consservaationn），即“合同同能源管理理”，是一种基基于市场运运作的节能能新机制。该模式由由能源服务务单位与客客户签定能能源项目服服务合同，以以合同期内内客户的节节能效益来来支付当前前的节能项项目成本，为为客户实施施节能项目目。 EMC的实实质，就是是把节能当当作一种投资，将埋在浪费费中的利润润挖出来，使
19、使之转化清清晰可量化化的节能效益,用减少的的能源费用用来支付节节能项目的的全部成本本和投资回报报。通过协协议，参与与投资的各方可以以分享节能能效益。EMC在在中央空调调系统获取取节能效益益的途径，主主要是在系系统设计阶阶段的合理理优化，和和在系统运运行阶段的的科学管理理。 5.2 EEMC在设设计选型阶阶段对行为为节能的作作用1）EMCC模式追求求的是节能能效益的最最大化，设设计的合理理性直接关关系到能源源服务方的的收益，因因此其在设设计阶段就就必须把暖暖通空调系系统合理化化、精细化化作为追求求，深入的的挖掘节能能空间。2)在空调调系统的设设计上，引引入一体化化设计的理理念, 用用系统的思思维
20、统筹建建筑结构与与建筑设备备的组合,从而打破破以往建筑筑和结构设设计处于垄垄断地位，而而建筑设备备处于从属属地位的格格局。3)通过对对建筑物负负荷的模拟拟分析，设设计者能够够合理配置置制冷机组组及水泵的的台数及功功率，优化化水系统和和风系统的的设计，使使设备尽可可能满负荷荷高效率的的运转；采采用合理的的BAS系系统，对制制冷机、管管道阀门、水水泵进行预预测控制。5.3 EEMC在运运行阶段对对行为节能能的作用5.3.11 能耗监监测在EMC模模式下,能能源服务方方和业主的的获益来自自于能耗费费用的减少少部分,因因此双方都都会关注能能耗的来源源和变化,这就促使使双方建立立完备的能能耗监控和和分项
21、计量量设施。能能源服务方方利用网络络和通信技技术自动收收集、储存存实时记录录的各项能能耗数据，并并运用数据据库及节能能软件进行行统计分析析，最终形形成系统及及各组成部部分的逐月月/逐季度度/逐年的的能源消费费数据，和和运行能效效报告，业业主可以充充分了解能能耗水平和和节能潜力力，考核服服务方的工工作绩效。5.3.22 设备管管理和运行行控制能源服务方方为使节能能效益最大大化，必须须采取各种种行为节能能措施对中中央空调系系统进行管管理和控制制，实现系系统运行与与建筑负荷荷变化的协协调，达到到尽量高的的能效比。6 结论行为节能是是重庆公共共建筑中央央空调系统统节能工作作的重要环环节。实现现行为节能
22、能的技术关关键是提高高系统运行行与建筑负负荷变化的的协调性。当当前中央空空调的设计计、安装、运运行管理中中，存在一一系列制约约行为节能能的因素，而而最主要的的因素是节节能效益不不清晰，节节能获益分分配不明确确，使得设设计者、物物管和业主主都缺乏采采取措施的的主动性。解解决这些弊弊端的办法法是引入EEMC模式式。该模式式是对现有有的管理运运行体制的的重大改革革，是促进进中央空调调系统行为为节能的有有效途径，具具有广阔的的发展前景景。参考文献1 陈陈改芳.重重庆市公共共建筑能耗耗模拟与节节能研究.重庆大学学硕士学位论文,20066.16172 何何雪冰，刘刘宪英.中中央空调节节能有关问问题的探讨讨.重庆建建筑大学学学报,19999，21（44）：4443 王王洪卫.重重庆市公共共建筑空调调系统能耗耗现状及节节能技术研研究.重庆庆大学硕士士学位论文,20066.66174 MManskke KAA, Kllein SA, Reinndl DDT. LLoad sharring straategiies iin muultipple ccomprressoor reefriggerattion systtems. In: ASHHRAE Tranns. 22002, 108:3273335 施施灵.多台台冷水机组组空调系统统的优化控控制.暖通通空调,20055，35（55）：799819