李明

（江蘇聯(lián)宏智慧能源股份有限公司 江蘇南京 210046）

1 緒論

1.1 大型公共建筑的能耗特點(diǎn)

大型公共建筑的建筑面積一般在2萬(wàn)m2以上，根據(jù)具體功能可分為辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑、科教文衛(wèi)建筑、交通運(yùn)輸建筑等多種類(lèi)型，由于其建筑面積較大，因而不僅需要使用中央空調(diào)系統(tǒng)，同時(shí)照明系統(tǒng)、辦公設(shè)備、電梯、供熱系統(tǒng)等也同樣有著較大的規(guī)模，這就給大型公共建筑帶來(lái)了極大的能耗。而從整體上來(lái)看，大型公共建筑的能耗具有著以下幾方面特點(diǎn)：①大型公建建筑面積總量小而在總體建筑能耗中占比高；②很多大型公共建筑的功能雖然大致相同，屬于同類(lèi)建筑，面積也相近，但由于其所使用的辦公設(shè)備、照明設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)不同，因而在實(shí)際能耗上往往出現(xiàn)較大的差距；此外從整體上來(lái)看，各建筑自身照明插座、空調(diào)、動(dòng)力等各分項(xiàng)能耗在總能耗中所占的比例也不盡合理。

1.2 未來(lái)大型公共建筑的節(jié)能方向

大型公共建筑的用能設(shè)備包括中央空調(diào)、照明、辦公設(shè)備等多個(gè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)用能一般以電為主，輔以天然氣、煤、蒸汽等，因此未來(lái)大型公共建筑的節(jié)能改造需要將節(jié)約用電作為工作重點(diǎn)。而在另一方面，各能耗系統(tǒng)中以中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比最大，一般在總能耗的50%左右，因此節(jié)電改造又需要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)改造給予高度重視。

另外據(jù)統(tǒng)計(jì)，一些諸如設(shè)計(jì)不合理、調(diào)試不完善、運(yùn)行管理不科學(xué)等造成的“大流量、小溫差”等現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)大型公共建筑中十分普遍，這說(shuō)明我國(guó)大型公共建筑的節(jié)能改造空間是比較大的。

2 高耗電設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能分析與控制

當(dāng)前大型公共建筑設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行改造多為設(shè)備廠商主動(dòng)與業(yè)主直接聯(lián)系，因而在改造過(guò)程中僅僅是對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，通過(guò)降低設(shè)備能耗來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能改造的效果，這樣的改造方法不僅不會(huì)對(duì)建筑的整體節(jié)能效果進(jìn)行考慮，同時(shí)也缺少專(zhuān)業(yè)的能耗診斷與節(jié)能潛力分析，其節(jié)能效果并不理想。對(duì)此，大型公共建筑的設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能改造必須要重視前期的能耗調(diào)研、能耗診斷以及節(jié)能潛力分析，從更換低能效設(shè)備及構(gòu)建設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能運(yùn)行雙方面著手的系統(tǒng)工程。

2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造

目前大型公共建筑所使用的中央空調(diào)系統(tǒng)以水冷式空調(diào)系統(tǒng)為主，因此本文以這一空調(diào)系統(tǒng)為例展開(kāi)分析。圖1為典型的水冷式中央空調(diào)系統(tǒng)圖。

2.1.1 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控

中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造主要以空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控為主，而根據(jù)水冷式中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其監(jiān)控內(nèi)容可具體分為制冷系統(tǒng)監(jiān)控、水系統(tǒng)監(jiān)控、新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控及末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管監(jiān)控幾部分。

（1）制冷系統(tǒng)監(jiān)控

制冷系統(tǒng)是水冷式空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，無(wú)論是主機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行還是冷水的溫度、壓力、流量、冷量，甚至是冷凍機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，都會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的耗電量造成直接的影響，而對(duì)于制冷系統(tǒng)的監(jiān)控也要以這些內(nèi)容為主。

圖1 中央空調(diào)系統(tǒng)的大致構(gòu)成

①?gòu)闹评湓O(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉控制來(lái)看，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)從：冷卻塔風(fēng)機(jī)開(kāi)始，之后依次開(kāi)啟冷卻水閘閥、冷卻水泵、冷凍水閘閥、冷凍水泵以及冷水機(jī)組，而關(guān)閉順序則應(yīng)與開(kāi)啟順序相反，按照這一順序編寫(xiě)程序，并利用現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)冷水機(jī)的啟停進(jìn)行控制，就能夠?qū)⒛芎慕档阶畹汀?/p>

②在冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)上，則需要利用現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)冷凍水供水溫度、冷凍水回水溫度、冷凍水流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，之后根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出空調(diào)的冷負(fù)荷，進(jìn)而判斷出合適的冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以免過(guò)多的冷水機(jī)組同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)而造成能耗浪費(fèi)。

③還要利用壓差傳感器來(lái)分別檢測(cè)冷凍水供水管網(wǎng)分水器與回水管網(wǎng)集水器的壓力，之后對(duì)二者的壓差進(jìn)行計(jì)算，并按照壓差的設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，從而保證冷水機(jī)組的正常運(yùn)行。

此外，還要利用相關(guān)控制軟件對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度的變化將冷凍水溫度調(diào)整為設(shè)定值。

（2）水系統(tǒng)控制

空調(diào)水系統(tǒng)主要分為冷凍水系統(tǒng)與冷卻水系統(tǒng)兩部分，而對(duì)于水系統(tǒng)的監(jiān)控也要從兩部分入手。

①冷凍水系統(tǒng)控制

在冷凍水泵啟動(dòng)后，應(yīng)通過(guò)水流開(kāi)關(guān)出安裝監(jiān)測(cè)器，對(duì)水流狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如流量過(guò)小時(shí)，則應(yīng)立即發(fā)出警報(bào)并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器來(lái)停止制冷機(jī)運(yùn)行，此外，還要將制冷劑的運(yùn)行狀態(tài)顯示出來(lái)。

②冷卻水系統(tǒng)控制

要利用溫度測(cè)量設(shè)備對(duì)測(cè)冷凝器入水口溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而確定冷凝器中的冷卻水溫度，之后按照這一溫度對(duì)冷卻塔的啟動(dòng)、停止與轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。另外，還要利用現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)冷卻水泵的啟動(dòng)停止進(jìn)行控制，并將運(yùn)行狀態(tài)顯示出來(lái)。

③水泵的變頻控制

由水泵的工作原理可知軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電源頻率就可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速也就是調(diào)節(jié)它的負(fù)載轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，同時(shí)，可顯著調(diào)節(jié)軸功率。通過(guò)在水泵上加裝變頻器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，變頻器能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負(fù)載變化而隨之調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）新風(fēng)系統(tǒng)控制

新風(fēng)系統(tǒng)控制內(nèi)容包括：送風(fēng)溫度控制，根據(jù)送風(fēng)溫度對(duì)新風(fēng)機(jī)水閥開(kāi)度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)按設(shè)定溫度恒溫送風(fēng)；過(guò)濾器壓差監(jiān)測(cè)，當(dāng)過(guò)濾網(wǎng)透氣性太差時(shí)報(bào)警，提醒人為清洗；機(jī)組定時(shí)啟?？刂?，根據(jù)時(shí)間表自動(dòng)控制新風(fēng)機(jī)組的啟/停，從而在補(bǔ)充新風(fēng)的前提下降低處理能耗和輸送能耗。

（4）末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制

末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管的使用控制應(yīng)以室內(nèi)溫度控制為主，即根據(jù)室內(nèi)實(shí)際溫度情況與正常溫度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與盤(pán)管回水管的電磁閥開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，從而在保證室內(nèi)溫度的情況下最大限度減少電能損耗。同時(shí)，也要采取定時(shí)啟停控制策略，根據(jù)事先排定的工作作息時(shí)間表，設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)允許啟停閥門(mén)和風(fēng)機(jī)的時(shí)間，避免開(kāi)無(wú)人機(jī)等不節(jié)能現(xiàn)象。

2.2 照明系統(tǒng)的節(jié)能改造

大型公共建筑的照明系統(tǒng)主要包括辦公室照明、公共區(qū)域照明、泛光照明（裝飾性照明）三部分，其中以辦公室照明系統(tǒng)的耗電量最大，而對(duì)這些照明系統(tǒng)的節(jié)能改造，則要以針對(duì)性的使用控制為主。

在辦公室照明系統(tǒng)的控制中，應(yīng)采用定時(shí)控制與照度控制相結(jié)合的方式，具體來(lái)說(shuō)就是根據(jù)房間大小及燈具配置情況，把房間照明配電按窗戶平行方向改造為多組，同時(shí)在上班時(shí)間應(yīng)根據(jù)光照度自動(dòng)開(kāi)關(guān)不同組別的燈，而在下班時(shí)間和假期等非工作時(shí)間則要通過(guò)定時(shí)控制直接關(guān)閉電源。

而對(duì)于公共區(qū)域照明系統(tǒng)的控制則要采取定時(shí)控制、照度控制以及紅外聲光控制相結(jié)合的方式。也就是說(shuō)要將公共區(qū)域的照明設(shè)備分成普通照明與特殊照明兩類(lèi)，其中不同照明應(yīng)在工作時(shí)間根據(jù)照度自動(dòng)開(kāi)關(guān)，非工作時(shí)間則直接關(guān)閉；而特殊照明要保證光源均勻分布在照明區(qū)域內(nèi)，同時(shí)利用紅外聲光延時(shí)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制以保證必要的照明。

2.3 辦公設(shè)備節(jié)能改造

由于大型公共建筑的功能不同，因而其使用的辦公設(shè)備也比較多樣，但從設(shè)備能耗的角度來(lái)看，常見(jiàn)的高能耗辦公設(shè)備主要有電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)等等，這些設(shè)備大多具有待機(jī)功能，因而在長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)的情況下，其消耗的電量自然也會(huì)比較大。然而在實(shí)際上，這些辦公設(shè)備大多數(shù)的待機(jī)時(shí)間都在日常工作以外，如果能夠改變辦公設(shè)備管理人員的使用習(xí)慣，在下班后及時(shí)關(guān)閉設(shè)備電源，那么就能夠達(dá)到很好的節(jié)能效果。手段主要在于解決待機(jī)電耗的問(wèn)題與改善人員的用能習(xí)慣。針對(duì)這一情況，辦公設(shè)備的節(jié)能改造首先應(yīng)構(gòu)建監(jiān)管系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)一方面可通過(guò)分戶計(jì)量和定額管理并用的方式來(lái)拉動(dòng)辦公設(shè)備使用者的節(jié)能需求，實(shí)現(xiàn)無(wú)成本的行為節(jié)能；另一方面系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)控制等手段，可有效避免因不良用能習(xí)慣造成的下班及節(jié)假日等非工作時(shí)間的無(wú)謂電耗及設(shè)備待機(jī)電耗，從根本上解決辦公設(shè)備的節(jié)能問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

在能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，對(duì)于大型公共建筑的節(jié)能改造已經(jīng)迫在眉睫，而綜合全文論述可以看出，節(jié)能改造并不一定是投資更換高科技的新設(shè)備新產(chǎn)品，實(shí)際上，充分利用能源監(jiān)控系統(tǒng)，從“閥門(mén)關(guān)小點(diǎn)”、“溫度調(diào)低點(diǎn)”、“照明少開(kāi)點(diǎn)”等等簡(jiǎn)單的措施就能夠取得很好的節(jié)能效益，這對(duì)未來(lái)大型公共建筑節(jié)能改造的推廣是非常具有指導(dǎo)意義的。