孫鳳梅　王俊峰

摘 要：通過對(duì)實(shí)際的辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析，結(jié)合空氣源熱泵相關(guān)資料，對(duì)一些常見的辦公室建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與節(jié)能問題進(jìn)行了分析研究，通過對(duì)這些常見問題進(jìn)行分析，既明確了當(dāng)前辦公室建筑空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，同時(shí)也為其未來(lái)發(fā)展指明了方向。

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵；辦公建筑；空調(diào)系統(tǒng)；運(yùn)行檢測(cè)；節(jié)能分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷快速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)無(wú)論是在技術(shù)水平、規(guī)模還是數(shù)量上都有了很大的提升。同時(shí)，由于我國(guó)辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)間較短，技術(shù)水平較低，因此在實(shí)際的運(yùn)行過程中或多或少都會(huì)存在著一些問題?；谝陨显颍恼聦?duì)采用空氣源熱泵某辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)問題進(jìn)行了分析。

1 空氣源熱泵優(yōu)勢(shì)與問題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷快速發(fā)展，空氣源熱泵在長(zhǎng)三角地區(qū)的使用越來(lái)越廣泛，空氣源熱泵以其節(jié)能環(huán)保、對(duì)建筑條件要求較低等優(yōu)勢(shì)廣泛運(yùn)用于各類辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)。曾經(jīng)通過對(duì)我國(guó)西南某市的辦公建筑空氣源熱泵進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)采用空氣源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)其薄弱點(diǎn)在于供熱性能不穩(wěn)定以及冬季結(jié)霜，而這兩點(diǎn)正是制約空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在。

當(dāng)然，隨著空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在一些大型辦公建筑中的應(yīng)用，其主機(jī)容量的配置問題、末端設(shè)備的配置問題也逐步的暴露出來(lái)。針對(duì)這些問題，在實(shí)際的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝過程中，相關(guān)的技術(shù)人員會(huì)參考以往的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)記錄從而完成符合自身實(shí)際的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝。

文章通過測(cè)試的方式，對(duì)某辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)其各個(gè)方面進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，從而力求做到從個(gè)別到一般，整體把握采用空氣源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

2 能耗

眾所周知，隨著我國(guó)環(huán)境污染、能源消耗日益嚴(yán)重，對(duì)于電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其能耗標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越受到重視。對(duì)于采用空氣源熱泵的辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其能耗測(cè)試自然是其整體運(yùn)行狀況的重要組成部分。以某大型辦公建筑為例，該辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)在每天05：00-06：00開啟，在16：30-17：00主機(jī)關(guān)閉。通過對(duì)其辦公建筑能耗進(jìn)行細(xì)分，該大型辦公建筑的能耗主要由以下幾部分組成：（見圖1）

從圖1能夠看出，該辦公建筑的能耗很大一部分集中在空調(diào)系統(tǒng)方面，而空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)與水泵的能耗之和幾乎可以占到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗的30%多，因此該大型辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方向主要應(yīng)該集中在主機(jī)與水泵方面。關(guān)于該問題，下文會(huì)有詳細(xì)介紹。

3 運(yùn)行檢測(cè)

之所以在上文中提到空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題，是因?yàn)閷?duì)于空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行檢測(cè)的目的一方面在于檢測(cè)設(shè)備自身問題，另一方面則在于節(jié)能減排。對(duì)于大型辦公建筑空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行檢測(cè)主要分為：

3.1 水泵流量測(cè)試

眾所周知，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)其水泵流量測(cè)試是其整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行檢測(cè)的關(guān)鍵，當(dāng)前用于空調(diào)系統(tǒng)水泵流量測(cè)試的儀器設(shè)備主要是超聲波流量計(jì)。首先，確定該空調(diào)系統(tǒng)的水泵流量測(cè)點(diǎn)位置，通常情況下，辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)水泵流量測(cè)試點(diǎn)都安裝在總供水管上，這樣能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)試出該空調(diào)系統(tǒng)的水泵流量。

通過實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的單臺(tái)水泵流量相對(duì)于額定流量來(lái)說(shuō)較?。恢鳈C(jī)開啟數(shù)量對(duì)于水泵流量的影響不明顯。

3.2 空調(diào)主機(jī)和水泵功率測(cè)試結(jié)果

除了水泵流量測(cè)試外，對(duì)于辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主機(jī)功率測(cè)試與水泵功率測(cè)試同樣十分重要，本次測(cè)試設(shè)備為TES三相四線電力分析儀。

從圖2能夠看出，如果開啟2臺(tái)空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)，且2臺(tái)主機(jī)各開啟一個(gè)機(jī)頭，那么其整體主機(jī)功耗就是開啟1臺(tái)主機(jī)、2個(gè)機(jī)頭功耗的50%。

從圖3能夠看出，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的各水泵功率在整個(gè)運(yùn)行期間雖然略有差異，但是整體還是維持在18.5 kW這一額定功率的水平線上，這也從側(cè)面說(shuō)明了辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)水泵節(jié)能的可能性較低。

當(dāng)然，除了以上測(cè)試項(xiàng)目以外，辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行檢測(cè)項(xiàng)目還有很多，比較常見的如：供回水溫度檢測(cè)等等。由于篇幅所限，在此不再一一贅述。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)制冷量與能效比計(jì)算

通過以上測(cè)試，結(jié)合空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)具體情況，計(jì)算制冷量與能效比能夠更為直觀的看到其運(yùn)行情況，同時(shí)也能夠?yàn)楹罄m(xù)的節(jié)能減排提供參考。

從圖4能夠看出，該大型辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段的能效比為1.74（測(cè)試B），而通過對(duì)水泵開啟進(jìn)行優(yōu)化，其能效比則有了一定的增加，達(dá)到1.86。但是在實(shí)際的測(cè)試過程中，技術(shù)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)試能效比要比額定值低。之所以會(huì)這樣主要是由于經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)機(jī)組會(huì)產(chǎn)生一定的老化現(xiàn)象。該空調(diào)系統(tǒng)的能效比較低主要原因有以下兩個(gè)方面：

3.3.1 主機(jī)供冷能力偏低

由于主機(jī)自身的供冷能力偏低，因此需要增加開啟機(jī)頭的數(shù)量才能滿足相關(guān)的供冷需要。除此之外，在實(shí)際的測(cè)試過程中，由于冷水供回水的溫差沒有變化，但是水溫有所上升，因此可以認(rèn)為該空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)已經(jīng)達(dá)到了其最大制冷能力。

3.3.2 水泵選型較大

通過對(duì)該空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，由于水泵的選型較大，從而導(dǎo)致供冷能力偏低的主機(jī)無(wú)法達(dá)到其實(shí)際的供冷效果。與此同時(shí)，由于兩者此強(qiáng)彼弱，從而使得整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)“大流量、小溫差”的情況，這種情況影響了其整體制冷效果。

4 節(jié)能分析

通過以上分析，筆者認(rèn)為，有必要對(duì)該大型辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，這樣一方面能夠提升其能效比，提升經(jīng)濟(jì)效益；另一方面則能夠收獲節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的社會(huì)效益，可謂是一舉兩得。首先，要對(duì)其操作管理進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)上文所分析的能效比狀況，靈活選擇開啟機(jī)組的數(shù)量。除了空調(diào)系統(tǒng)操作管理的優(yōu)化外，其自身硬件設(shè)施的優(yōu)化同樣十分重要。通過上文的分析，我們了解到，空調(diào)系統(tǒng)的硬件主要包括主機(jī)、水泵兩大部分，由于篇幅所限，本文主要對(duì)其水泵變頻方案進(jìn)行了說(shuō)明。

眾所周知，水泵變頻方案能夠使水泵的流量與主機(jī)的需求流量相適應(yīng)，從而避免了“大馬拉小車”的狀況。通過采用定頻泵與變頻泵相結(jié)合的變頻方案，能夠達(dá)到最好的效果。水泵變頻方案主要有兩種，分別為：（參見表1）

表1中的水泵變頻方案1采用的是單臺(tái)變頻水泵與定頻泵、變頻泵并聯(lián)運(yùn)行的供水方式，這種水泵變頻方案能夠減少變頻水泵揚(yáng)程，同時(shí)自動(dòng)平衡整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)變頻泵、定頻泵的揚(yáng)程，但是這樣就會(huì)導(dǎo)致變頻泵轉(zhuǎn)速低于定值，從而使得供水消失。因此，在實(shí)際的優(yōu)化過程中，通常通過設(shè)置變頻泵最低運(yùn)行頻率，從而克服這一缺點(diǎn)。

方案2采用的是單臺(tái)變頻水泵與2臺(tái)變頻水泵同時(shí)運(yùn)行這樣一種交替的運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式雖然較方案1來(lái)說(shuō)能耗較高，但是仍舊低于優(yōu)化前的能耗水平，而且這種運(yùn)行方式能夠很好地克服變頻泵停水的缺點(diǎn)，從而提升了其供水穩(wěn)定性。加上這種方案不需要另外設(shè)置變頻泵最低運(yùn)行頻率，所以其操作難度較低，而且適應(yīng)性更強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)采用空氣源熱泵的辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行檢測(cè)與節(jié)能方案進(jìn)行了分析。通過以上分析知道空調(diào)系統(tǒng)的高效運(yùn)行與其機(jī)組的各個(gè)部分都有十分緊密的關(guān)系，因此在實(shí)際的運(yùn)行檢測(cè)中，要做到全面檢測(cè)，這樣才能更好地發(fā)現(xiàn)影響空調(diào)系統(tǒng)能效比的問題所在。除此之外，通過對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行檢測(cè)，不僅能夠?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化提供幫助，而且能夠提升空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排水平，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。