空调工程运行能效检测理论与方法

论文摘要

我国能源匮乏,在已探明储量的一次能源中,燃煤、原油、燃气等各类能源的人均拥有量都仅为全球平均水平的1/4~1/9。中国能源发展正面临着越来越严峻的挑战,能源供不应求和末端低效利用的矛盾越来越突出。而且受长期以来“先生产,后生活”的计划经济思想影响,我国政府一直偏重于工业节能,而忽略了建筑节能。随着服务业在国民经济中的比例不断增加和人民生活水平的持续改善,这一比例将不断增加。因此,怎样利用这样有限的能源,满足经济和社会的飞速发展与人民生活水平不断提高的需求,成为我国今后社会发展的最重要的问题之一,也是我们面临的最严重的挑战。全面节能是应对这一挑战,解决能源供需矛盾的唯一途径,而建筑节能可能是各种节能途径中潜力最大的,最有效的节能途径之一。鉴于空调系统在公共建筑能耗中所占比例非常大,因此,空调系统节能是建筑节能中的一个重要突破口。准确并且行之有效的检测方法和理论是空调系统节能的基础,无论运行维护、节能改造或者设计,都需要对已有空调系统的运行状况有准确的把握。迄今,并没有专门针对空调系统检测的标准,因此,建立用于公建空调系统现场检测的方法,关注公建空调系统运行能效,挖掘其节能潜力是研究公建节能的首要任务,具有重大的意义。本文从四个方面对空调系统运行能效检测理论和方法进行了分析:①影响空调系统的因素;②主要检测仪器设备的匹配与性能要求;③室内外环境及冷热源系统参数检测;④输配系统检测,包含水系统和风系统。“空调工程能效比”是指某空调系统负荷与整个空调系统设备能耗总和之比。每一个独立的空调工程均可划分为:冷热源系统(包括冷热源机组和冷却水系统)、水系统(特指冷热水系统)、风系统(包括所有的末端送风设备)三个子系统。在各子系统输入功率同比例减少的情况下,各子系统原始输入功率越大,对总能效影响越大。一般情况下,冷热源的原始输入功率大于水系统和风系统的原始输入功率。但是在实际的设计中或者实际的运行过程中,根据不同类型的中央空调系统,风系统和水系统的原始总输入功率孰大孰小是不定的,甚至也存在冷热源输入功率小于水系统或者风系统输入功率的情况,决定对总能效影响的程度大小的因素并不是特指该输入功率项属于哪个子系统,而应该是某个系统总的输入功率,也就是原有的基数。基数越大,该项输入功率变化对总能效的影响程度越大。通过分析,对空调系统设计能效比DEER和空调系统运行能效比EER的影响因素可以归纳为:①各子系统输入功率是影响两个能效比的重要因素;②机组COP是基础。COP越高,DEER就有可能达到比较高的值;③在设计负荷一定的情况下,空调系统各组成部分输入功率越大对DEER的影响越大,包括:冷热源系统、水系统、末端等;④在冷热源系统和冷量输配系统合理匹配的前提下,冷机功耗比越小,DEER在COP的基础上降低的程度越大;⑤末端负荷变化直接影响系统所需冷量Q;⑥管网设置情况直接影响系统运行策略,进而影响各部分耗功率,影响运行能效比;⑦冷量Q和各子系统的变化幅度共同作用,影响EER的变化。在明确空调系统的影响因素后,针对不同空调系统需要制定不同的检测步骤,但是总体是一定的,即关注空调系统所提供的冷量Q和消耗的功率N。所使用的仪器设备具有一定的共性,即包括:温度、相对湿度、流速、压力、流量和电流电压等参数的测量仪器。并且针对不同系统形式和现场条件,所使用的检测仪器和检测方法不同,仪器的安装和测量都要根据检测条件的变化而变化,在所有的检测中,重点关注的是冷热源系统检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 空调工程运行能效的意义
• 1.2 空调系统运行能效检测现状
• 1.2.1 国外检测现状
• 1.2.2 国内检测现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 空调工程运行能效检测理论
• 2.1 空调工程运行能效的概念
• 2.2 空调工程运行能效的影响因素
• 2.2.1 空调工程子系统运行能效
• 2.2.2 总能效的影响因素
• 2.2.3 小结
• 2.3 空调工程运行能效的直接检测参数
• 2.3.1 配电系统
• 2.3.2 燃油燃气
• 2.3.3 直读参数
• 3 主要检测仪器设备
• 3.1 主要检测仪器设备
• 3.1.1 仪器设备
• 3.1.2 仪器设备的设置
• 3.2 温度检测设备
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 铂电阻温度计
• 3.2.3 红外线测温仪
• 3.3 流量检测设备
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 超声波流量计
• 3.4 风速检测设备
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 测点布置
• 3.4.3 热线风速仪使用注意
• 3.5 热流检测设备
• 3.5.1 概述
• 3.5.2 热流计原理
• 3.5.3 RHTF-I 型热流计
• 3.6 环境检测设备
• 4 室内外环境检测
• 4.1 检测目的
• 4.2 检测要求
• 4.2.1 测点要求
• 4.2.2 仪器要求
• 4.3 检测方法
• 4.4 数据处理
• 5 冷热源系统能效检测
• 5.1 冷水机组能效检测
• 5.1.1 检测原理及内容
• 5.1.2 检测装置及仪器
• 5.1.3 检测方法及步骤
• 5.2 热水锅炉效率检测
• 5.2.1 检测原理及内容
• 5.2.2 检测装置及仪器
• 5.2.3 检测方法及步骤
• 5.3 直燃机能效检测
• 5.3.1 检测原理及内容
• 5.3.2 检测装置及仪器
• 5.3.3 检测方法及步骤
• 5.4 冷却塔效率检测
• 5.4.1 检测原理及内容
• 5.4.2 检测装置及仪器
• 5.4.3 检测方法及步骤
• 5.5 板式换热器换热效率检测
• 5.5.1 检测原理及内容
• 5.5.2 检测装置及仪器
• 5.5.3 检测方法及步骤
• 5.6 总结
• 6 水网输配能效检测
• 6.1 管网检测管段选取
• 6.2 冷热水循环管网检测
• 6.2.1 检测原理和内容
• 6.2.2 检测装置及仪器
• 6.2.3 检测方法及步骤
• 7 风网输配能效检测
• 7.1 风量风压检测
• 7.1.1 风量检测
• 7.1.2 风压检测
• 7.2 风机效率检测
• 7.2.1 检测原理及内容
• 7.2.2 检测装置及仪器
• 7.2.3 检测步骤
• 7.3 空调系统末端抽样检测
• 7.3.1 抽样估算方法
• 7.3.2 实例分析计算
• 8 总结
• 8.1 空调系统影响因素
• 8.2 空调系统检测小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录