【摘 要】本文利用美國大型能耗分析軟件EnergyPlus采用動(dòng)態(tài)模擬的手段來研究HVAC系統(tǒng)能耗，獲取HVAC系統(tǒng)全年所消耗的能量，為HVAC系統(tǒng)的節(jié)能提供備選方案和控制方法，分析HVAC系統(tǒng)節(jié)能量并評估節(jié)能措施的經(jīng)濟(jì)性，以最低的投入獲取最大的節(jié)能效果，從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)更好的利用能源，實(shí)現(xiàn)HVAC系統(tǒng)的能耗優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】EnergyPlus；動(dòng)態(tài)模擬；HVAC系統(tǒng)；能耗優(yōu)化

相關(guān)資料表明，2013年我國建筑能耗約占全社會能源消費(fèi)的28%-30%，同時(shí)我國95%的建筑都是高能耗建筑，落后的建筑節(jié)能技術(shù)使我國建筑節(jié)能壓力倍增，尤其是空調(diào)產(chǎn)品效率不高、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施不到位的現(xiàn)象，造成大量的能源浪費(fèi)。

本文運(yùn)用美國研發(fā)的Energyplus軟件平臺，對“南通科聚亞”中央控制樓進(jìn)行全年能耗動(dòng)態(tài)模擬分析，根據(jù)“南通科聚亞”中央控制樓實(shí)際情況，從建筑環(huán)境、能源供給、系統(tǒng)優(yōu)化三大方面提出一些有效的節(jié)能措施，再利用Energyplus軟件就措施的有效性進(jìn)行模擬分析論證。

0.工程概況

科聚亞高新材料（南通）有限公司是全球領(lǐng)先的特種化學(xué)制品公司Chemtura在南通建立的新型多功能工廠。中央控制樓（120）單元建筑朝南向，為二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，底層長67.4米，寬18米，層高4.5米，二層長34.9米，寬18米，層高4.2米。底層建筑面積1131m2，頂層建筑面積583m2，總建筑面積1714m2。該建筑餐廳、更衣室、浴室、衛(wèi)生間、面點(diǎn)制作間、面點(diǎn)發(fā)售間、備餐間、洗碗間、庫房、電信間、辦公室、經(jīng)理室、文檔室、配電室、控制室、工程區(qū)、實(shí)驗(yàn)室等房間組成。

1.建筑全年能耗動(dòng)態(tài)模擬分析

在本建筑全年能耗動(dòng)態(tài)模擬分析中，以1月1日零時(shí)-12月31日24時(shí)做為全年能耗動(dòng)態(tài)模擬分析范圍。

空調(diào)系統(tǒng)能耗由冷水機(jī)組、鍋爐、冷卻塔、風(fēng)機(jī)、水泵等能耗構(gòu)成，通過EngentyPlus對本建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗構(gòu)成進(jìn)行模擬分析，模擬分析結(jié)果：輸送泵46%；冷卻塔27%；制冷機(jī)組13%；風(fēng)機(jī)8%；蒸汽占6%。

2.南通科聚亞空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

從Engentyplus仿真分析來看，“南通科聚亞”中央控制樓空調(diào)系統(tǒng)還有很大的節(jié)能空間，可以針對系統(tǒng)的各部分來節(jié)能優(yōu)化。

2.1空調(diào)系統(tǒng)形式優(yōu)化

在“南通科聚亞”中央控制室空調(diào)系統(tǒng)中，大量采用了風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)和VAV變風(fēng)量系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由空氣處理機(jī)、送風(fēng)回風(fēng)管道、變風(fēng)空調(diào)箱、溫度控制器等構(gòu)成。VAV系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，除了可以對不同房間的溫度進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)外，還可以在過渡季節(jié)大量利用室外新風(fēng)冷量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。這一系統(tǒng)每個(gè)空調(diào)房間的風(fēng)量都可以由該房間布設(shè)的恒溫控制器來控制，具有很大的優(yōu)點(diǎn)。

在本系統(tǒng)中，對建筑空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化VAV空調(diào)系統(tǒng)，在其它條件保持不變情況下，通過模擬分析，新系統(tǒng)在夏季設(shè)計(jì)日和冬季設(shè)計(jì)日的能耗均減少了20%。

2.2空調(diào)運(yùn)行溫度及運(yùn)行模式優(yōu)化

2.2.1空調(diào)運(yùn)行溫度優(yōu)化

室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度過高或者過低，對建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗都有著直接影響，相差1℃系統(tǒng)總能耗的差異甚至?xí)^10%，因此設(shè)定合理的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度極為重要。根據(jù)熱舒適感相關(guān)參數(shù)，當(dāng)室內(nèi)溫度≤28℃時(shí)多數(shù)人都會感到?jīng)鏊?，在普通情況下室內(nèi)溫度處于28℃至30℃之間，并不會影響正常生活，僅只當(dāng)室內(nèi)溫度超過30℃時(shí)，室內(nèi)人員才會感覺到熱甚至無法正常作息。根據(jù)不同功能房間的需求，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，適當(dāng)提高夏季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度，降低冬季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度，能有效的降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。

在“南通科聚亞”中央控制樓中，夏季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為26℃，冬季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為22℃。根據(jù)不同功能空間的特點(diǎn)，將空調(diào)設(shè)定溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行溫度后，在夏季設(shè)計(jì)日空調(diào)系統(tǒng)能耗下降了25%。

2.2.2空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式優(yōu)化

從不同功能房間人員分布特點(diǎn)和時(shí)間規(guī)律，空調(diào)系統(tǒng)可以采用間歇運(yùn)行的方式，通過間歇式運(yùn)行的優(yōu)化，直接打到節(jié)約能源的目的。

3.冷熱源優(yōu)化

3.1冷水機(jī)組優(yōu)化

冷水機(jī)組在整個(gè)建筑空調(diào)系統(tǒng)中能耗占比極大，不同的運(yùn)行方式下，冷水機(jī)組的能耗也有著很大的差異。優(yōu)化冷水機(jī)組時(shí)，首先要保證系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)內(nèi)各冷水機(jī)組之間能很好的兼容，其次是冷水機(jī)組的冷量應(yīng)當(dāng)符合建筑物冷負(fù)荷的要求，此外還需要考慮冷水機(jī)組的部分負(fù)荷效率問題，同時(shí)力求使冷水機(jī)組每一臺都能在最佳工況區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。

3.2流量泵優(yōu)化

在本建筑空調(diào)系統(tǒng)中，除了采用了VAV空調(diào)系統(tǒng)，還采用了風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，對于風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)，采用定流量泵與變流量泵之間的能耗會有很大的差異，不同泵在使用定流量泵與變流量泵時(shí)，相互之間的能耗改變效率也會有一定差異。在本項(xiàng)目中，通過溫度變頻器來控制冷卻水泵、冷凍水泵、循環(huán)熱水泵的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到高效率的工況，對整個(gè)節(jié)能項(xiàng)目貢獻(xiàn)巨大。

4.優(yōu)化結(jié)果論證

根據(jù)本章的優(yōu)化方案和模擬分析結(jié)果，控制樓暖通系統(tǒng)全年能耗從110000KWH降低到70000KWH，節(jié)約了36.4%的電能，同時(shí)優(yōu)化后的空調(diào)系統(tǒng)能保證中央控制樓的環(huán)境需要，符合中央控制樓的實(shí)際情況，給企業(yè)帶來了直接性的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)創(chuàng)造了可持續(xù)發(fā)展的能源管理理念，體現(xiàn)了極高的社會價(jià)值。 [科]

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