关于暖通节能技术的研究与分析

本帖最后由 dymy_17840 于 2015-8-17 18:34 编辑

　　我国正处于城镇化和工业化快速发展时期，每年大约有20亿时的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗巨大。建筑节能的职责义不容辞。以介绍两个项目中的暖通节能技术办公楼为例，说明公共建筑能耗的组成。建筑使用能耗中，暖通空调所用能耗占了40%以上。《标准》中提出节能50%的目标，其中由北到南，围护结构分担节能率约25%~13%；照明设备分担节能率约7%~18%；空调采暖系统节能率约20%~16%。暖通空调专业的节能意义重大，但任务艰巨。

　　1.大厦暖通空调节能设计
　　1.1工程概况
　　1.1.1大厦的总建筑面积为119150m2。
　　1.1.2地下三层，为设备用房和地下汽车库；地上四十层，为办公室、银行配套用房和高级金融家会所。
　　1.1.3总高179.2m，为超高层建筑。
　　1.1.4设计始于2006年，2008年1月建成并投入使用。
　　1.2设计理念和思路及其体现
　　理念：在保证大厦安全为主导的舒适性前提下，采取一系列节能措施，最大限度地降低该大厦空调系统的能耗。
　　思路：将先进有效的节能技术应用于空调系统设计的各个环节，并配合高效的节能设备以及BAS系统有效的管理控制空调系统。它的设计理念和思路体现在以下几方面：
　　（1）围护结构的热工性能：符合建筑热工要求，主要是围护结构的传热系数、气密性等指标。并尽量考虑有效的自然通风，便于春秋过渡季节充分利用室外条件。
　　（2）冷热源选择：采用天然气及电冷热水机组，合理利用能源。
　　（3）空调水系统：分区四管制系统，外区设置采暖系统。分别设置冷热水泵，采用二次泵变流量系统、大温差输送等技术。
　　（4）空调风系统：合理划分系统，VAV系统配合自动变频装置调节空调箱风量，并采用大温差输送等技术。
　　（5）空调系统的自控：VAV系统采用风量控制法，并对周边散热器联锁控制。对冷热源系统、热交换器设备、VAV系统等进行统一的管理和控制。
　　1.3暖通空调系统节能技术（空调冷热源）
　　天然气为主、电力为辅作为空调冷热源的能源，即设置三台直燃式嗅化锉冷热水机组和两台离心式冷水机组。冷热水采用机械循环四管制闭式系统，标准层分为田字型四块区域分别设置空调箱和冷热水立管，外区独立采暖系统。各区可独立调节，同时解决了朝向不同以及内外区带来的负荷不平衡问题。均可按空调末端负荷要求提供冷热量，节约了能源。各末端设备可自由选择运行模式，满足了用户的舒适性要求。
　　空调水系统使用一、二次泵变流量系统：空调一次水系统根据空调负荷对嗅化锉机组和冷水机组进行台数控制。二次变频水泵及水水热交换器后的三次变频水泵，根据空调负荷利用变频器进行流量和台数控制，以达到最大程度的节能运行。具有很好的流量调节能力和节能效果，并且还能实现软启动、降低运行噪音、延长使用寿命等。空调水系统分为低区、中区和高区三个系统，中、高区在13F设备层分别设置水水热交换器。低、中区的工作压力均小于1.0MPa，减小初投资。设一级换热器，与一泵到顶的方式相比，工作压力大大减小。避免了二级换热，冷水品质较高，不需增加末端设备规格和投资。设置专用空调设备冷却水系统。充分利用夜间低谷电价。且电制冷机组采用rokV独立专线作为工作电源，与大厦的电压级别相符，节省了变配电设备的初投资，降低了电缆线耗。平衡城市能源结构，减轻夏季供电压力，提高夏季低谷天然气负荷率。具有较好的节能环保效果，保证城市安全，具有良好的社会和环境效益。
　　1.4暖通空调系统节能技术（空调风系统）
　　标准层分为内、外区。内区单制冷变风量系统（VAV系统），外区设独立周边供热系统。外区采用散热器，设备初投资减少。散热器依靠空气对流的方式来达到采暖的目的，无需风机动力。设置紧凑型空调箱，并采用大温差送风方式：空调箱上进上出的方式，最大程度地减少机房面积；夏季低温送方式，减小送风量，降低风机动力消耗；减小了风管的截面尺寸，层高得到有效利用。采用VAV系统，并配合散热器的使用。送风量可根据负荷变化而变化，节约风机运行能耗；全空气系统，可利用室外新风消除室内负荷，没有水损等问题；灵活性较好，易于改扩建，适用于格局多变的建筑。散热器和VAV BOX的配合使用有着内外区分明、控制方便、使用安全、节省能耗等显著优点。
　　1.5使用效果
　　自工程投人以来，空调系统在各个季节使用效果均良好，实现了设计理念，创造了一个舒适、节能、高效、温馨而安全的环境。
　　2 某研究所人工气候室工程
　　2.1工程概况
　　研究所人工气候室工程，建筑四层，总建筑面积6150余平方米。以人工气候室为主，部分为昆虫标本馆。人工气候室的温度控制范围在12℃~38℃，控制精度为土1℃，湿度控制范围在50%~90%，控制精度为士5%，为恒温恒湿工艺空调，并要求各人工气候室可独立控制温湿度。昆虫标本馆为舒适性空调。
　　2.2暖通空调系统设计
　　针对人工气候室及昆虫标本馆单体内不同功能场所的不同使用要求，不同的负荷特点，设计分别采用不同的冷热源和空调系统：人工气候室及昆虫标本馆单体内舒适性空调部分采用风冷热泵冷热水机组。各人工光照培养室或气候室均为全年冷负荷，设计采用热回收型冷水机组。冷水机组水系统与热泵水系统之间设连通管。
　　2.3暖通空调节能设计主要内容
　　采用筒并联热回收冷水机组，将冷凝热回收利用：
　　（1）恒温恒湿空调系统的再加热，实现了能源的二次利用，改变了恒温恒湿空调领域采用电加热或其它能源进行再加热的历史，极大地降低了恒温恒湿空调系统的总能耗，节能显著。
　　（2）部分房间设置地板采暖，相应减少了供热能耗，充分节能。人工光照气候室的主要冷负荷是照明负荷，在运行中，照明负荷变化很大，设计空调系统的风机，采用变频控制，调节送风量，节省风机运行电耗。冷水机组水系统设置了与热泵冷热水系统的连通管，在部分冷负荷时，可避免启动热泵机组，节省系统运行能耗。
　　2.4运行效果
　　工程投入运行以来，空调系统在各个季节使用效果良好。根据目前的规模，改造前全年运行费用将达600多万元；现在350万元。
　　结束语：
　　以上所介绍的两个项目中的暖通节能技术实际上仅仅是众多的节能技术中的一小部分。希望以此能起到抛砖引玉的作用，期待有更多、更好的暖通节能技术不断地涌现出来，在公共建筑节能工作中起到更重要的作用。