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新型建筑设备节能控制管理系统
一、概述
当前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。据建设部统计数据,建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%。目前每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而且单位建筑面积能耗为发达国家新建建筑的3倍多。建筑能耗呈现的特点是总量大、比例高、能效低、污染重。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上,形势严峻。建筑节能刻不容缓,国家节能减排中,也将建筑节能列为重
要内容。
中央空调和照明系统是现代建筑设备中不可缺少的能耗运行系统。中央空调和照明系统在给人们舒适的生活和工作环境的同时,又消耗掉了大量的能源。如果应用先进的建筑节能技术,可使我国公共建筑实现节能50%以上。由此可见,对建筑设备的进行节能控制,可以减少无效能耗、减少热量排放,对于提高能源
利用效率具有重要的经济效益和社会效益。
按目前的水平,仅就节电而言,中国每节电1%,就相当于80亿元的收益(以平均每千瓦时0.5元计算),其效益的可观性可见一斑。另据调查显示,目前我国的能源利用效率仅为30%左右,比发达国家低约10个百分点,产值能耗比世界平均水平高两倍多,中国已成为世界上产值能耗最高的国家之一。由此,可以
看到了节能事业的迫切性以及巨大的节能空间。
二、节能思路
通过对建筑物的能量使用情况分析,发现中央空调和建筑照明系统是耗能大
户,可以采取先进技术和加强管理的方式,实现建筑的最大潜力的节能。
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1、照明系统节能
照明主要包括室内照明、公共区域内的照明和景观照明,照明系统的节能思
路主要在于采用节能的LED灯具,通过技术手段和管理手段减少人为浪费。
●对于景观照明,可以设定不同的节能工作模式,能够实现定时开关;
●对于公共照明部分根据上下班情况,通过远程控制、定时控制、区域灯光开启、联动电梯和门禁的方式实现既能够满足办公需求,又能够节能;
目前在办公楼中室内照明经常出现“长明灯”现象。主要表现在下面两种情况:(一)通常早晨上班后,室内光线较暗,人们打开灯光,随着室内光线变亮能够满足人们正常的办公需求,这时本应关灯,有时候人们却忘记了关灯,造成白天“长明灯”现象;(二)下班后,由于疏忽,可能也会忘记关
灯,导致晚间“长明灯”现象。
在强调人员的责任心的同时,也需要考虑从技术的角度解决该问题,采用合
适的产品减少浪费,提高能源的利用效率,节省运营成本。
2、中央空调系统节能
传统的中央空调系统是基于定流量运行和传输能量的原理,利用传统的工程设计方法进行冷热负荷计算和设备选型的。这种设计原理和工程方法经过工程界多年的实践证明是正确的,完全可以保证建筑物内的冷热能量交换并造就舒适的空气环境,但是由于建筑物的外部环境温度随季节和昼夜的变化是动态的,故建筑物内部的冷热负荷也是动态变化的。长期的试验结果表明,由于外界温度和内部负荷的动态变化,中央空调系统普遍存在着30%以上的无效能耗,有些中央空
调系统的无效能耗甚至可能高达50%以上。
●风机盘管末端控制思路
风机盘管是中央空调系统的末端,在使用过程中经常会出现下面情况:
(1)白天人长时间离开,却不关闭空调的情况时有发生,造成人为浪费;
(2)夜晚下班后离开,而忘记关空调的情况也偶有发生。
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这就要求能够实现对房间末端的远程监控,控制设备能够自动检测办公室内人员情况,在没人的情况下自动切换到低功耗模式或者进行关闭,外部条件较好时尽可能利用新风,同时控制机房的设备根据末端的能量使用情况进行能量输出。目前BA没有很好的解决办法和控制策略,空调系统的末端和机房系统没有
很好的进行统一协调控制。
●制冷机房控制思路
对制冷机房的制冷机、冷冻泵、冷却泵来说,系统是按照一定的工况进行设计的。大多数情况下中央空调系统不会运行在设计工况下,因此中央空调系统运
行过程中冷冻水和供暖的供回水达不到设计的温差值。
另外,目前中央空调系统的制冷机、冷冻泵、冷却泵系统设计都偏大,导致
了系统运行偏离最佳工作点,降低了效率;
作为一个最佳的控制系统应该结合末端需求,通过调整冷冻泵、冷却泵和冷
却塔风机进行优化控制,保证制冷机工作在高效率状态下,实现节能。
由于冷水系统由于传输管路的距离有一定的长度,因此在下班前停开制冷机,充分利用管路中的冷量则是减少能耗的另一种重要措施。在天气凉爽情况下,
可停机,尽量利用外部自然风。
冷却系统的作用是将冷冻系统带来的热量散发出去,这个热量的散发
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