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详解既有公共建筑电气节能改造案例--广州市设计大厦

摘 要 本文结合既有办公建筑节能改造的实践,阐述了电气节能改造的主要技术路线和实施方法,对改造前后的用电能耗数据进行了对比和分析,验证了改造效果,为既有公共建筑电气节能改造提供借鉴经验。

项目概况

广州市设计大厦于1996年建成,地下1层,地上21层,总建筑面积21 319m2;地上1~14层为广州市设计院自用办公楼层,15~21层为出租办公楼层。本次改造的范围是1~14层,改造建筑面积约为12 300 m2,改造内容主要包括围护结构、空调、电气及照明、给排水、智能化等系统。

改造前的节能诊断和改造方案

改造工程开始之初,对整栋大厦的设备运行情况和用电能耗情况进行了摸查,同时结合现有的电气节能先进技术和投资回报周期测算,有针对性地制定切实可行的改造方案。具体诊断项目和改造方案见表1


表1列出的7个电气改造项目中,有3项最终未能实施。

空调控制系统节能改造

大厦的中央空调系统除了更换部分能效低的设备外,冷源系统设置了群控,冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、空气处理机等设置了变频控制装置。

对于空调末端设备:

1)设置了基于CO2浓度的动态新风量调节阀,实现需求化通风;

2)采用自主专利的变参量自校正控制技术,根据房间温度变化通过PID运算,自动调节送风量和冷冻水量;

3)风机盘管采用直流无级调速和联网控制。

对于中央空调系统:

设置了中央空调能效自动跟踪评价系统,动态监测中央空调系统的运行信息,寻找不合理的用能部位,分析系统运行状态,为节能管理提供参考数据。

1)跟踪系统通过各类传感器与变送器收集中央空调系统的运行数据,并提供数据跟踪、监测、统计和显示等功能;

2)评价系统则是基于现有用电设备评价体系以“能效比”为主要依据来衡量设备是否节能,即以“每单位制冷量的空调耗电量”来进行能效评价,并对中央空调系统进行实时动态跟踪。

中央空调能效自动跟踪和评价系统控制界面见图1和图2。

图1 中央空调能效跟踪系统界面

 

图2中央空调能效评价系统界面

照明系统节能改造

设计大厦照明设施使用年限较长,照明功率密度值略高于《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)规定的限值,但实际照度远低于标准最低照度要求。照明系统改造的目标就是提高系统的能效,降低照明安装功率,提高照度和舒适性。

对改造前后标准层办公区域的照明安装功率进行统计,并对每个工作位的桌面照度进行了测量,获得的数据如表2所示。

从上述的数据对比可以看出,光源的光效和灯具的效率当然是越高越好,但从照明系统的改造实践中,笔者发现光源的光效和灯具的效率过高,眩光问题就是必须要考虑和限制的;如果灯具安装高度较低,灯位正下方的照度会比较高,灯具的照射的范围比较小,如果灯具间距不是足够小的话,势必影响均匀度,若要照顾均匀度,就要缩短灯间距,增加灯具数量,从而获得过高的照度,造成不必要的浪费。

照明控制系统

标准层办公区域:

采用了有源有线的控制系统,办公区、接待区设置基于作息时间的时间控制、基于人流量的人体感应控制、基于室外光照度的照度感应控制(根据室外光强弱开关靠窗一侧的灯具)、手动控制;饮水机采用时间控制和手动控制。控制系统框图如图3所示。

图3 办公区智能照明控制系统框图

电梯厅、卫生间:

采用了无源无线的控制系统。电梯厅设置时间控制/手动控制(西电梯厅)、就地人体/照度感应控制(东电梯厅),卫生间设置时间控制、人体感应控制、照度感应控制、手动控制。该系统安装配线可以大幅度减少,特别适用于在不改动天花、墙体的前提下加装智能照明控制的项目。

图7无源无线智能照明控制系统框图

智能照明控制系统根据人流量、室外光照度和作息时间自动开关灯,实现“人走灯灭”和按需开关灯的功能。具体的控制程序设定见表3。

6 能源计量与综合管理系统

系统采用开放式结构,通过接口协议将冷水机组群控系统、空调末端控制系统、中央空调能效自动跟踪评价系统、照明控制系统、用水用电计量计费系统等纳入统一的节能管理系统平台,对空调、给排水、供配电、照明、插座等设备的运行数据进行实时采集、监控、分析和综合评价,通过对建筑设备运行管理和能源计量分析,达到优化系统参数,实现最佳运行管理模式的目的。能源计量与综合管理系统框图如图8所示。

图8 能源计量与综合管理系统框图

节能改造的实施效果

空调系统改造前,空调季(2011年7月至11月)的用电量为450640kWh,改造后(更换设备、增加控制和管理系统),空调季(2012年7月至11月)的用电量为229459kWh,系统改造后同期能耗相对改造前降低49.08%。

照明系统改造前( 2011年9月至2012年8月)年耗电量为376404 kWh,改造后( 2012年9月至2013年8月)年耗电量为257040 kWh,系统改造后同期能耗相对改造前降低了31.71%。

相对改造前,建筑空调和照明系统平均降耗41.18%,年节约用电361796kWh,年节约运行费用34.18万元,年节约111.97tce。节能改造增量成本为170万元,静态投资回收期约5年。

从以上数据可以看出,广州市设计大厦经过节能改造后,整体建筑能耗有了较大幅度的降低,节能的效果明显。

本条内容由广州市设计院提供,转载请注明来源智能建筑电气技术杂志。

作者:周名嘉 黄 程 来源: 点击数: 发布时间:2016年01月13日
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