建筑业能源领域节能技术纵览

本文介绍了冷冻水泵变频节能；冷却水泵变频节能；冷却塔节能监控；免费冷却热回收系统；变风量节能监控；系统能耗测试评估；水／风系统节能平衡调试；排风余热回收系统；水蓄冷系统；直燃机烟气余热回收；制冷主机变频节能；照明节能管理； 电源品质管理系统等，基本囊括了目前建筑能源领域的节能先进技术，关键字：建筑业，能源领域，节能技术　　2004年夏天，全国出现大面积能源紧缺，各级政府大力倡导建筑节能降耗，清华大学组织有关专家对楼宇内整个系统中各项设备进行分析，提出了有可能应用并具有较好投资回报周期的节能措施，包括冷冻水泵变频节能；冷却水泵变频节能；冷却塔节能监控；免费冷却热回收系统；变风量节能监控；系统能耗测试评估；水／风系统节能平衡调试；排风余热回收系统；水蓄冷系统；直燃机烟气余热回收；制冷主机变频节能；照明节能管理； 电源品质管理系统等，基本囊括了目前建筑能源领域的节能先进技术，他们希望能够通过有针对性的应用能源管理计划中的各项方案，显著降低建筑能耗，做到经济效益和社会效益的双重收益。


一、系统能耗测试评估

　　通过对系统能耗进行测试评估，可以了解系统水量和平衡程度，了解冷却塔，冷机，水泵锅炉等主要设备的效率和工况，评估系统的可用性，可靠性和效率。避免系统隐患，提升系统效率，降低能耗。对噪声和室内空气品质进行测试和评估，了解楼宇建筑环境的健康程度。考察节能设施的效果，对暖通空调系统能耗进行统计，与其他楼宇和计算结果进行比较，对楼宇能源消耗进行评估并给出改进建议。对给排水系统的卫生性，可靠性，稳定性进行评估。评价景观以及绿化用水的管理和设计。测试评价楼宇控制系统的可。用性和可靠性，排查系统隐患。评估照明系统，对照明能耗进行评估，考察节能措施的效果。

二、水／风系统节能平衡调试

　　E&Q建筑设备评估方案，以专业的暖通空调设计、改造、调节控制经验，通过科学专业的测试；评估，分析，调试的全程技术服务，达到降低系统能耗，提高系统可靠性和科技含量的目的，包括：空调水系统平衡调试；采暖水系统平衡调试；空调风系统平衡调试；楼宇控制系统控制策略调试；针对楼宇空调风系统、水系统的普遍问题，以及大量楼宇自控没有正常运行，发挥作用的情况，进行专家级的调试，软性降低系统能耗和运行成本。

三、排风余热回收系统

　　夏季，白天排风温度低于室外新风温度，室内含湿量也低于室外新风含湿量。利用热回收对排风和新风进行热交换，可以降低新风温度和湿度。冬季，排风温度高于室外新风温度，排风含湿量高于室外新风含湿量，全热回收可以利用排风热量预热和加湿新风。具体做法为，在排风出口安装热交换器，排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热；利用排风余热来预热新风 (或者利用余冷来预冷新风)，从而达到回收排风余热的目的。目前可以采用的热回收设备分为显热回收型和全热回收型两种。

四、水蓄冷系统

　　蓄能技术是一种通过峰谷电价差来降低空调、电采暖电费支出的技术。整个城市的用电高峰期间，电网的负荷较大；而在夜间，整个城市的用电低谷时间段，电网负荷小。因此政府鼓励在低谷电的时间段用电，其有力的调节手段便是价位低廉的“低谷”电价政策。利用广泛存在的大厦消防水箱，蓄存低谷电价时段制取的冷量，用于白天高峰电价时使用，降低高峰电价，提高冷机效率和出力能力，具有很好的经济性。

五、冷冻／冷却水泵变频节能

　　在空调系统设计过程中，泵的选型是根据系统的最大负荷来选择的，泵的额定功率往往要大于设计的最大功率，这样就导致了设备选型所造成的能量浪费。另外，由于受到内、外界干扰等不定因素的影响，系统的实际负荷总是不断变化的，大部分时间系统都工作在部分负荷状态。为使循环水量与负荷变化相适应，该系统摒弃传统的采用阀门节流调节流量，避免大量能量被阀门消耗，而是充分考虑建筑负荷状况、管网状况、室外气象参数等多种变化的因素，对水泵采用变频处理，调节水泵转速，使水泵的流量与实际负荷相适应，达到降低泵耗、提高空调品质的目的。可节省40~60％的水泵能耗，节省的泵耗主要包括设备选型过大引起的泵耗和变频后减少的流量所消耗的泵耗。

六、冷却塔节能监控

　　目前多数建筑中的冷却塔采用与冷机对应开启，当冷却塔台数比较多的时候，也采用分组控制，一般控制原理比较简单，存在比较大的优化节能空间。时代嘉华冷却塔节能监控，通过监控冷却水供回水温度，冷却塔开机台数，以及冷机能效比特性，制定最优冷却塔运行策略，在大幅降低冷却塔本身风机耗电的同时，减少冷却塔电机的启停磨损，降低维护成本，更加可以通过优化冷却水的运行工况，给冷机提供高效的运行工况。对冷却塔的节能监控，实际上是对冷机和冷却塔的综合监控，节电率高达30-50％，具有可靠性高，控制灵活，投资低，收益大的特点。

七、免费冷却热回收系统

　　过渡季免费冷却系统(FREE-Cooling)是利用过渡季节较低的室外气温，通过特殊的换热机组，将室内冷冻水冷却至10℃~12℃之间，以极低的代价供应空调。由于使用FREE-COOLING减少了开启冷机的时间，利用的是室外自然冷源，所以能节省大量能源消耗，尤其在需要提前供应空调和冬季仍需要供冷的建筑内。该系统在夏季制冷机开启季节，利用免费冷却的换热机组，回收冷却水的冷凝热，加热生活热水或者蒸汽锅炉的进水，大幅提高整个系统的用能效率，在热力学角度达到更优，具有极佳经济性。在目前建筑节能领域具领先水平。

八、照明管理。

　　智能照明管理系统作为大楼一个独立子系统，采用国际标准的通信接口和协议文本，纳入楼宇智能管理系统当中。智能照明管理系统采用分布式、集散型方式，即各单元的调光控制相对独立，自成一体，互不干扰，通过集中管理器和信息接口，与楼宇智能管理系统相连接，实现大楼控制中心对该子系统的信号收集和监测。主要目的是节约能源，智能照明管理系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现良好的节能效果。大量节省电费的同时，智能照明管理系统还能有效延长照明灯具使用寿命，减少灯管更换频率，从而降低照明系统的运行维护费用，使得管理变得简单轻松。既可带来优良的照明品质有可获得高额的投资回报。

九、电力品质管理

　　现代建筑中复杂的监控设备只有在保证电源可靠、稳定的基础上才能充分发挥它们的优越性，这些设备包括数据处理系统和建筑智能化管理系统。电力品质管理技术核心在于通过电源质量来提高设备效率，从而达到节电的目的，采用半导体滤波技术；电压自动调节技术以及瞬流控制技术，消减告辞谐波，消除系统电涌，节电率可达10％-20％左右。

十、直燃机／锅炉烟气余热回收

　　楼宇中普遍采用的直燃机，为了保护烟囱和燃烧本体避免腐蚀，排烟温度较高，大量能量被排放，不仅浪费能源，还污染楼宇附近的环境。烟气余热回收系统，不仅可以提高热效率5％以上，同时降低污染物排放超过8％。烟气余热回收系统回收的热量，可以用来预热供热系统的补水，一般可以从正常的锅炉补水或者生活热水补水水温：15℃提高到60℃以下。烟气冷凝热能回收系统不改变原有锅炉本来结构，直接安装在锅炉外部烟道上，不影响原锅炉的正常使用。整个系统占地面积小，适合改造工程使用。烟气余热回收系统自带自动控制，实现如下控制功能：监测锅炉排烟压力；监测烟气余热回收前后温度；引风机变频控制；故障报警功能。

十一、变风量节能监控

　　变风量系统(Variable Air Volume System，VAV系统)是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求。

　　设计时风机选型过大，系统运行在大风量、小温差下，风机的能耗增加；实际运行工况偏离最佳工况点，效率不佳；而全年逐时负荷都在变化，多数情况下处于部分负荷，温差小于设计状况，增加风机的功耗；如果将风量减小，就有可能在满足舒适的要求下，减少风机的功耗；使用变频技术后，风机可以使用软启动，减少风机的运行维护费用。

　　变风量节能监控系统适用于：负荷变化较大的建筑物；多区域控制的建筑物和公用回风通道的建筑物，节电率可达40~60％。

十二、燃气供热能源管理系统

　　该系统是在总结大量燃煤锅炉改造以及燃气锅炉小区运行的经验基础上，依托清华大学10余年在北方地区城市热网、小区热网研究成果，以及现代智能小区楼宇小区系统，先进的通讯传输手段，提出的专门针对燃气锅炉小区供暖的能源管理系统，并在首都机场等大型供热单位有过成功的应用。它集合了当今世界燃气供热领域的先进技术，包括负荷预测技术、流体输配系统模拟技术、管网平衡与调节技术、远程通讯技术等，以及针对供热系统的个性化控制策略，使得能源管理系统不仅仅是一个智能监控的解决方案，更是结合专家智慧、专业服务、专门技术的集成系统。通过室外气象补偿、符合人体热舒适性科学规律的调节原理、依据系统整体需要的输配系统提出控制方法。对供热系统进行优化供热分区，按需供热；相互独立的调节系统；设置灵活多样的采暖模式。从而达到最终按需供热，综合系统高效节能的最终目的。