摘　要：對(duì)廣州市某商場(chǎng)的空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)能效，冷凍水泵、冷卻水泵效率，空調(diào)器風(fēng)量、水量進(jìn)行了實(shí)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，分析了商場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并提出了一些節(jié)能改造建議。

關(guān)鍵詞：空調(diào)檢測(cè)? 能效? 改造

　　根據(jù)資料顯示，在2014年，既有公共建筑面積占全國(guó)民用建筑總面積的比例約為13%～15%[2]。由于公共建筑使用用途的特殊性，其單位面積的用能水平遠(yuǎn)高于居住建筑，全國(guó)所有公共建筑能源的消耗約占民用建筑總能耗的25%以上[4]。90年初，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一大批酒店、商場(chǎng)建筑開始采用中央空調(diào)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，這些既有建筑的空調(diào)設(shè)備逐漸老化，空調(diào)系統(tǒng)效率低下的問(wèn)題。本文結(jié)合對(duì)廣州市某商場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)的檢測(cè)評(píng)估及改造方案分析，提出了針對(duì)本商場(chǎng)的空調(diào)系統(tǒng)改造建議，希望能給其他既有建筑空調(diào)系統(tǒng)改造提供一些參考。

?1、空調(diào)系統(tǒng)概況

　　本次檢測(cè)的商場(chǎng)位于廣州市中心區(qū)，是一棟綜合商業(yè)大廈，于1996年投入使用，到2019年測(cè)試時(shí)，已投入使用23年。大樓地下二層，主要為車庫(kù)和設(shè)備用房，地下一層為商場(chǎng)，首層～四層是商場(chǎng)及銀行，五層～十一層為寫字樓，總建筑面積46300m2，其中空調(diào)面積36940m2，大廈全年幾乎每天都需要開啟制冷主機(jī)供冷。

　　制冷機(jī)房位于地下二層，制冷機(jī)房?jī)?nèi)有3臺(tái)離心式制冷主機(jī)，4臺(tái)冷凍水泵（3用1備）、4臺(tái)冷卻水泵（3用1備）。冷卻塔布置在7樓屋頂，采用3臺(tái)超低噪聲冷卻塔。空調(diào)系統(tǒng)主要制冷設(shè)備詳見表1。

表1? 空調(diào)系統(tǒng)主要制冷設(shè)備表

　　地下一層至四層商場(chǎng)均采用全空氣系統(tǒng)，空調(diào)器布置在各層的空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)；五層至十一層為寫字樓，基本采用吊頂式空調(diào)器+新風(fēng)系統(tǒng)，部分樓層局部改造成風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)組位于各層的空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。

?2、空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況檢測(cè)

　　本次現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)間為2019年01月04日、07日、08日、09日，共四天，屬于廣州相對(duì)較冷的冬季。

2.1? 制冷主機(jī)

　　檢測(cè)時(shí)，分別逐一開啟3臺(tái)制冷主機(jī)（關(guān)閉另外2臺(tái)主機(jī)進(jìn)水管閥門），檢測(cè)冷凍水流量、進(jìn)出水溫度、運(yùn)行功率等參數(shù)，主要檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2? 制冷主機(jī)檢測(cè)結(jié)果

2.2? 空調(diào)水泵

　　空調(diào)水泵主要檢測(cè)了單臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)水流量、進(jìn)出口壓力值、運(yùn)行功率等參數(shù)，檢測(cè)時(shí)3臺(tái)制冷主機(jī)進(jìn)出口水閥均保持開啟狀態(tài)，便于提高水泵流量，檢測(cè)結(jié)果見表3和表4。

表3? 冷凍水泵檢測(cè)結(jié)果

注：因LDSB-4水泵損壞，故未進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)

表4? 冷卻水泵檢測(cè)結(jié)果

注：因LQSB-1水泵損壞，故未對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

2.3? 冷卻塔

　　目前大樓配備了3臺(tái)冷卻塔，原設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)采用了全變頻的運(yùn)行控制方式，即冷卻水泵、冷卻塔均通過(guò)變頻及臺(tái)數(shù)控制，同時(shí)充分利用冷卻塔的自然冷卻功能達(dá)到最節(jié)能的運(yùn)行方式。但目前冷卻塔變頻功能失靈，冷卻塔供水管路上又沒有安裝與主機(jī)聯(lián)鎖啟停的電動(dòng)閥，且3臺(tái)冷卻塔填料損毀嚴(yán)重，導(dǎo)致夏季空調(diào)季節(jié)主機(jī)只開啟2臺(tái)時(shí)，冷卻塔需要3臺(tái)全開才能使冷卻水進(jìn)水溫度達(dá)到32℃以下。

2.4? 空調(diào)器

2.4.1? 空調(diào)器水量檢測(cè)

　　根據(jù)運(yùn)行記錄，商場(chǎng)夏季最熱時(shí)僅開啟2臺(tái)主機(jī)，因此，為了冬季的測(cè)試能真實(shí)反應(yīng)夏季運(yùn)行時(shí)實(shí)際水流量狀況，測(cè)試日開啟了2臺(tái)主機(jī)的閥門，并將空調(diào)末端電動(dòng)水閥都打開進(jìn)行測(cè)試，各空調(diào)末端冷凍水流量檢測(cè)結(jié)果見表5。

表5? 空調(diào)器冷凍水流量檢測(cè)結(jié)果

2.4.2? 空調(diào)器風(fēng)量檢測(cè)

　　負(fù)一層、三層、五層、十一層空調(diào)器主要檢測(cè)結(jié)果分析詳見表6。

表6? 空調(diào)器實(shí)測(cè)風(fēng)量檢測(cè)結(jié)果

3、空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況分析及改造建議

3.1? 制冷主機(jī)

　　由主機(jī)檢測(cè)結(jié)果可以看出：

　?。?）3臺(tái)主機(jī)的實(shí)測(cè)制冷量遠(yuǎn)小于額定制冷量，最低制冷量?jī)H為額定制冷量的61.6%。其中3號(hào)主機(jī)在檢測(cè)前一年剛經(jīng)過(guò)大修，實(shí)測(cè)冷量和COP相對(duì)其他2臺(tái)主機(jī)略高。

　　（2）在冷卻水溫遠(yuǎn)低于名義工況水溫的情況下，主機(jī)的實(shí)測(cè)COP僅為2.8～3.7之間，約為額定COP（5.45）的54%，更遠(yuǎn)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2015中最小限值5.70的要求。

　?。?）3臺(tái)主機(jī)的蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差在21.6mH2O～22.3mH2O之間，冷凝器進(jìn)出口壓差在8.0mH2O～14.9mH2O之間。查詢?cè)鳈C(jī)品牌樣本，制冷量為450RT的制冷主機(jī)蒸發(fā)器、冷凝器設(shè)計(jì)流量時(shí)進(jìn)出口壓差約為7.1mH2O，而本次檢測(cè)的3臺(tái)主機(jī)進(jìn)出口壓差實(shí)測(cè)值均遠(yuǎn)超額定值，水流量又未達(dá)設(shè)計(jì)流量。推測(cè)應(yīng)是這3臺(tái)主機(jī)已經(jīng)使用將近23年，蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)可能存在嚴(yán)重的水垢、雜物等堵塞情況。

　　根據(jù)測(cè)試結(jié)果，大樓制冷主機(jī)目前最大供冷量約為2671kW（由于變壓器容量限制，最多只能開啟2臺(tái)主機(jī)），而用軟件計(jì)算大樓所需高峰負(fù)荷約為4023kW，主機(jī)提供的冷量只有計(jì)算所需冷量的七成不到，無(wú)法滿足該建筑對(duì)空調(diào)負(fù)荷的需求，物管人員反饋夏季高峰負(fù)荷時(shí)，局部區(qū)域存在溫度過(guò)高的情況，也佐證了這一點(diǎn)。

　　目前3臺(tái)離心式機(jī)組均為1996年生產(chǎn)投入使用的，已經(jīng)運(yùn)行接近23年，主機(jī)效率下降較多，換熱器阻力變大，鑒于目前本大樓變壓器無(wú)法滿足3臺(tái)制冷主機(jī)同時(shí)工作，因此，建議將制冷效率較低的1、2號(hào)制冷主機(jī)更換為單臺(tái)制冷量為500RT（1758kW）的離心式制冷主機(jī)，保留3號(hào)主機(jī)做備用。基本可以解決空調(diào)高峰期冷量不足的問(wèn)題，能大大提高夏季炎熱時(shí)期室內(nèi)的舒適度。

　　根據(jù)商場(chǎng)物業(yè)管理部門提供的2018年空調(diào)能耗記錄表和主機(jī)實(shí)測(cè)COP值可以計(jì)算更換主機(jī)后每年節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用（見表7）。

表7? 制冷主機(jī)更換后節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用表

　　更換2臺(tái)離心制冷主機(jī)的初投資約為140萬(wàn)元，投資回收期約為：N=140/45.7=3.0年，投資效益較好。

3.2? 空調(diào)水泵

　　由水泵檢測(cè)表可知：

（1）3臺(tái)冷凍水泵和3臺(tái)冷卻水泵的實(shí)測(cè)流量、揚(yáng)程遠(yuǎn)小于額定值，實(shí)測(cè)效率極低，冷凍水泵僅為41%～45%左右，冷卻水泵僅為48%～55%左右。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《離心泵效率標(biāo)準(zhǔn)》GBT 13007-2011中的要求，對(duì)應(yīng)流量在300～400m3/h的離心水泵效率不應(yīng)低于73%。

　　空調(diào)水泵運(yùn)行時(shí)間也接近23年，不僅效率低，其中有2臺(tái)水泵還存在無(wú)法正常運(yùn)行的問(wèn)題，因此，建議更換所有的水泵，考慮更換制冷主機(jī)后蒸發(fā)器阻力變小，4臺(tái)冷凍水泵統(tǒng)一更換為流量為330m3/h、揚(yáng)程為30mH2O的高效變頻水泵；4臺(tái)冷卻水泵更換為流量為410m3/h、揚(yáng)程為28mH2O的高效變頻水泵。

3.3? 空調(diào)器

　　由表5可知：抽檢的空調(diào)器實(shí)測(cè)流量遠(yuǎn)小于額定流量值。其中編號(hào)為KT-2、KT-3、KT-13、KT-14、KT-20空調(diào)器實(shí)測(cè)流量?jī)H為額定流量值的20.2%～35.5%。根據(jù)一般項(xiàng)目的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，夏季高峰負(fù)荷時(shí)，冷凍水流量應(yīng)達(dá)到額定冷量所需流量的50%～80%左右，才能保證室內(nèi)的溫濕度達(dá)到設(shè)計(jì)值，實(shí)測(cè)的8臺(tái)空調(diào)器中只有2臺(tái)基本滿足此條件。

分析冷凍水流量不足的原因主要有如下三點(diǎn)：

（1）本項(xiàng)目三臺(tái)制冷主機(jī)只能同時(shí)開啟兩臺(tái)，對(duì)應(yīng)只能開啟2臺(tái)冷凍水泵，冷凍水總流量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值；

（2）本項(xiàng)目水系統(tǒng)存在較大的不平衡，導(dǎo)致部分管路長(zhǎng)、水阻大的空調(diào)器流量不足；

（3）由于本項(xiàng)目制冷主機(jī)、水泵已運(yùn)行23年，制冷主機(jī)、冷凍水管存在堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致水阻過(guò)大。

　　由表6可知：

（1）只有編號(hào)為KT-1、KT-19這2臺(tái)空調(diào)器風(fēng)量達(dá)到了額定風(fēng)量，KT-2、KT-12實(shí)測(cè)風(fēng)量?jī)H為額定風(fēng)量的70%左右，分析原因主要有兩點(diǎn)：一是空調(diào)器機(jī)外余壓小于實(shí)際管路阻力值，二是部分空調(diào)器運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)間后有皮帶松動(dòng)、電機(jī)效率下降等問(wèn)題。

（2）部分空調(diào)器回水管上電動(dòng)比例積分閥常開，關(guān)機(jī)時(shí)，閥門未連鎖關(guān)閉，自控系統(tǒng)未正常運(yùn)作，容易導(dǎo)致部分負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)“大流量、小溫差”現(xiàn)象。

3.3? 其他改造建議

　?。?）建議對(duì)冷凍水管路進(jìn)行全面的加壓清洗，所有Y型過(guò)濾器都拆開清洗，并根據(jù)空調(diào)器實(shí)測(cè)流量對(duì)管路進(jìn)行水力平衡的調(diào)試。

　?。?）建議對(duì)冷卻塔填料進(jìn)行更換，提高冷卻塔的冷卻效率，冷卻水進(jìn)出水干管上增設(shè)電動(dòng)水閥。

　　（3）建議對(duì)所有空調(diào)器水管上的電動(dòng)水閥進(jìn)行檢查，如有損壞，建議更換。

?4、結(jié)論

　?。?）根據(jù)測(cè)試結(jié)果，表明大樓制冷主機(jī)運(yùn)行效率低、水阻大，建議將大樓的1、2號(hào)制冷主機(jī)更換為單臺(tái)制冷量為500RT的離心式制冷機(jī)組，計(jì)算投資回收期約為3.0年，具有良好的投資收益率。

　?。?）3臺(tái)冷凍水泵的實(shí)測(cè)效率在41.6%～45.1%之間；3臺(tái)冷卻水泵的實(shí)測(cè)效率在48.6%～55.5%之間，效率較低；建議將空調(diào)水泵統(tǒng)一更換為高效變頻水泵。

　　（3）在模擬夏季開啟2臺(tái)冷凍水泵的高峰負(fù)荷情況下，大部分空調(diào)器實(shí)測(cè)冷凍水流量未達(dá)設(shè)計(jì)流量。建議對(duì)冷凍水管路進(jìn)行全面的清洗，所有Y型過(guò)濾器都拆開清洗，并根據(jù)空調(diào)器實(shí)測(cè)流量對(duì)管路進(jìn)行水力平衡的調(diào)試。

　?。?）抽檢的8臺(tái)空調(diào)器中，只有3臺(tái)空調(diào)器風(fēng)量達(dá)到了額定風(fēng)量，其余空調(diào)器實(shí)測(cè)風(fēng)量只有額定風(fēng)量的65%～85%左右。部分空調(diào)器的電動(dòng)二通水閥保持常開，空調(diào)器關(guān)機(jī)時(shí)，電動(dòng)二通閥未連鎖關(guān)閉，容易導(dǎo)致“小流量、大溫差”現(xiàn)象。建議對(duì)部分風(fēng)量偏離較大的空調(diào)器進(jìn)行檢查，更換松動(dòng)的皮帶。

　　綜合來(lái)看，90年代大規(guī)模建設(shè)的一大批采用中央空調(diào)的建筑，目前運(yùn)行時(shí)間超過(guò)20年，空調(diào)系統(tǒng)普遍都存在設(shè)備老化、自控失靈、運(yùn)行效率較低的問(wèn)題，都面臨著空調(diào)系統(tǒng)升級(jí)改造的問(wèn)題。對(duì)于這些建筑，建議首先對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，分析空調(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，然后再提出合理的改造建議，不僅可以大大提高既有建筑的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率，節(jié)約運(yùn)行能耗，而且也可以提高建筑室內(nèi)人員的舒適度。