淺談智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施

中圖分類號：G633.93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0054-01

摘要：在分析了暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷優(yōu)化控制策略后，對冰蓄冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)、變風(fēng)量節(jié)能技術(shù)研究、變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)等智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)措施，進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。

關(guān)鍵詞：智能樓宇建筑 暖通空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能降耗

隨著國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，智能樓宇建筑面積和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。樓宇建筑作為人們?nèi)粘Ｉ顚W(xué)習(xí)的重要場所，其在使用過程中是一個典型的能源消耗大戶，在社會能源消耗總量中占據(jù)很大比例。據(jù)大量統(tǒng)計文獻(xiàn)資料和實際工作經(jīng)驗可知，樓宇建筑運行能耗約占全國發(fā)電總量的25%左右。因此，在能源供應(yīng)緊張的今天，建筑節(jié)能已成為我國節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)研究的一個重點。樓宇建筑能耗往往是使用過程產(chǎn)生的能耗，尤其對智能樓宇建筑而言，其內(nèi)部暖通空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的能耗占據(jù)整個樓宇建筑能耗的60%以上，同時隨著智能樓宇綜合自動化水平的不斷提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)運行能耗在建筑能耗中所占比例還呈現(xiàn)上升趨勢。我國城鄉(xiāng)建設(shè)步伐的不斷加快，新建建筑面積也在逐年增多(目前年增長率已超過15%)，但由于受建筑行業(yè)傳統(tǒng)建設(shè)理念、建設(shè)技術(shù)等方面因素的影響，我國智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)較國外一些發(fā)達(dá)國家還存在很大差距，在運行能耗方面依然呈現(xiàn)增長趨勢。建筑節(jié)能是我國各種節(jié)能技術(shù)方案中潛力最大、最為經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能措施，可以有效緩解我國能源緊張局面，解決社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與能源供應(yīng)緊張間最有效節(jié)能技術(shù)措施之一。暖通空調(diào)節(jié)能是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，在智能樓宇建筑節(jié)能中具有非常重要的戰(zhàn)略意義，是建筑暖通空調(diào)工作人員研究的一個重要課題。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷優(yōu)化策略研究

智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷主要包括冷負(fù)荷和熱負(fù)荷兩大類，空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷統(tǒng)計計算的準(zhǔn)確性、可靠性直接決定著整個暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案和運行管理過程中能否具有安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)高效技術(shù)水平。在智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，空調(diào)負(fù)荷統(tǒng)計計算量是確定空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案和選擇空調(diào)設(shè)備型號、容量、以及控制方案策略的最重要數(shù)據(jù)信息，而在暖通空調(diào)系統(tǒng)后期投運過程中，空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷量的大小、波動變化趨勢等直接關(guān)乎到整個建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的綜合運行管理費用。合理準(zhǔn)確的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷數(shù)據(jù)信息不僅可以保證整個設(shè)計方案滿足智能樓宇建筑室內(nèi)溫度、濕度等具備良好舒適度，同時還可以采取合理的優(yōu)化控制跳讀方案，設(shè)計出科學(xué)合理的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制方案，降低建筑物內(nèi)部暖通空調(diào)系統(tǒng)綜合能耗，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)能源綜合利用效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。長期以來，在樓宇建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，通常采用估算法進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷量估計，這樣在設(shè)計過程中往往采用最大負(fù)荷量來進(jìn)行暖通空調(diào)控制方案設(shè)計和設(shè)備容量選型，從而造成所設(shè)計出的暖通空調(diào)系統(tǒng)與實際運行工況間出現(xiàn)較大偏差，整個空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常運行在“大馬拉小車”的低效運行工況中，從而造成整個樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)實際運行過程中冷熱負(fù)荷均較實際偏高，形成大量的電能資源浪費。也就是說，無論在設(shè)計階段還是后期運行維護(hù)過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷優(yōu)化分析統(tǒng)計均是系統(tǒng)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。

任意一種智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷優(yōu)化節(jié)能措施的綜合性能水平，均需從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個方面進(jìn)行全面的分析研究。負(fù)荷優(yōu)化節(jié)能措施在技術(shù)因素不僅要滿足整個樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本功能需求，同時還要符合國家或行業(yè)頒發(fā)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以期形成一個科學(xué)合理的高效節(jié)能暖通空調(diào)系統(tǒng)方案；在經(jīng)濟(jì)因素方面，對于樓宇建筑空調(diào)系統(tǒng)前期投資過程中，設(shè)計人員要充分考慮系統(tǒng)綜合投資的經(jīng)濟(jì)性能，并從后期運行維護(hù)方便性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方案評估智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷優(yōu)化節(jié)能方案的實施效果，從而利用較小投資獲得較佳的節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)效益。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)措施

2.1 冰蓄冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)。

冰蓄冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)是智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究的一個重要研究課題，利用樓宇建筑夜間用電低谷的電能資源轉(zhuǎn)換成冰冷量儲存起來，在白天建筑用電高峰將其通過冷量釋放出來，給整個樓宇建筑空調(diào)系統(tǒng)提供全部或部分冷量，從而降低白天空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷量，提高整個樓宇建筑電能綜合利用效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。冰蓄冷空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)可以將夜間低谷電能資源向白天用電高峰轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)對整個智能樓宇建筑供配電系統(tǒng)移峰填谷的節(jié)能降耗作用，同時利用電力公司分時段電價刺激機(jī)制，有效降低整個樓宇建筑空調(diào)系統(tǒng)運行費用，節(jié)省了整個樓宇建筑電費開支。冰蓄冷空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)是智能樓宇建筑轉(zhuǎn)移高峰電能、開發(fā)低谷廉價電能資源、優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)能源負(fù)荷、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一項重要節(jié)能降耗技術(shù)措施，在建筑行業(yè)中存在很大應(yīng)用前景。雖然冰蓄冷節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的后期運行費用比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)要低，但是其一次性投資較大，系統(tǒng)綜合自動化水平要求較高，在很多技術(shù)功能實際應(yīng)用方面還有很多不成熟因素存在，因此，在進(jìn)行冰蓄冷空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計過程中，要充分結(jié)合工程的實際情況，制定完善合理、高效經(jīng)濟(jì)的節(jié)能降耗方案，以滿足智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗高效經(jīng)濟(jì)優(yōu)化設(shè)計要求。

2.2 變風(fēng)量節(jié)能技術(shù)。

智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量節(jié)能技術(shù)，是通過合理自動控制策略改變送入建筑物內(nèi)部各房間(或進(jìn)入末端風(fēng)機(jī)盤管)的風(fēng)量和溫濕度參數(shù)特性，來滿足建筑物房間內(nèi)工作、學(xué)習(xí)、起居人員對房間不同舒適度要求，同時根據(jù)建筑物室外環(huán)境條件自動調(diào)節(jié)整個空調(diào)系統(tǒng)控制策略，從而實現(xiàn)整個暖通空調(diào)系統(tǒng)按需自動調(diào)節(jié)控制，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。據(jù)一些理論分析和實際運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息可知，將一個定風(fēng)量暖通空調(diào)系統(tǒng)改造成自調(diào)節(jié)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)后，在一年運行過程中所產(chǎn)生的能耗會減少35%以上，其節(jié)能降耗效果十分明顯，在智能樓宇建筑暖通空調(diào)節(jié)能改造建設(shè)過程具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用前景。

2.3 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)。

變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)通過改變風(fēng)機(jī)電機(jī)電源頻率，實現(xiàn)整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗自動變頻調(diào)節(jié)控制。變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)、變頻空調(diào)等在智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的使用，可以利用內(nèi)部自動控制策略當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定溫度后，就會自動進(jìn)入低頻運轉(zhuǎn)階段，從而有效提高了空調(diào)系統(tǒng)的能效比，達(dá)到暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗運行控制的目的。樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)增加變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)后，其可以實現(xiàn)超過30%的節(jié)能效果。

此外，智能樓宇暖通空調(diào)系統(tǒng)還可以通過熱回收技術(shù)和系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)改造等節(jié)能降耗技術(shù)方案，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)電能綜合利用效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

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