武漢某學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造

黃 麗

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050)

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武漢某學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造

黃 麗

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050)

本文對(duì)武漢地區(qū)某學(xué)校空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目進(jìn)行了介紹。分析了該學(xué)校空調(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，以及針對(duì)相應(yīng)問(wèn)題采取的改造方案，并將節(jié)能改造前后的空調(diào)系統(tǒng)做了經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，實(shí)施節(jié)能改造后，空調(diào)系統(tǒng)每年節(jié)省電費(fèi)大約17.2萬(wàn)元，取得了良好的節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益。

學(xué)校；空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能改造；經(jīng)濟(jì)分析

我國(guó)目前能源供不應(yīng)求和低效利用的矛盾日益突出。在所有能耗中，建筑能耗伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上升趨勢(shì)，已成為耗能大戶(hù)，建筑節(jié)能十分重要。建筑節(jié)能包括新建建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)和既有建筑的節(jié)能改造[1]。此前，國(guó)家發(fā)改委、住建部?jī)刹块T(mén)聯(lián)合發(fā)布的《綠色建筑行動(dòng)方案》明確規(guī)定：到十二五期末，推動(dòng)公共建筑空調(diào)、采暖、通風(fēng) 、照明、熱水等用能系統(tǒng)的節(jié)能改造 ，全國(guó)機(jī)關(guān)辦公、賓館 、商場(chǎng) 、醫(yī)院、學(xué)校等既有公共建筑將完成節(jié)能改造 1．2億平方米[2]。由此可見(jiàn)既有公共建筑節(jié)能改造是建筑節(jié)能工作的重中之重。

空調(diào)系統(tǒng)能耗作為建筑能耗的主角，空調(diào)系統(tǒng)的高效運(yùn)行是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。本文主要介紹武漢地區(qū)某學(xué)校空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案與改造后空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

1 工程概況

武漢地區(qū)某學(xué)校占地面積1026畝，改造總建筑面積115314平方米，全日制辦學(xué)規(guī)模一萬(wàn)余人。改造建筑包括：教學(xué)樓(地上8層，建筑總面積6355.01平方米)，教學(xué)樓擴(kuò)建樓(地上2層，建筑總面積2608.86平方米)，體育館(地上3層，建筑總面積9911平方米)，圖書(shū)館(地上6層，建筑總面積22503平方米)，后勤集團(tuán)(地上3層，建筑總面積2518.18平方米)，綜合樓(地上6層，建筑總面積10275平方米)，實(shí)訓(xùn)樓(地上5層，建筑總面積8122平方米)，食堂(地上3層，建筑總面積6136平方米)，后期社會(huì)化辦公用房(地上3層，建筑總面積3552平方米)，行政樓(地上6層，建筑總面積10275平方米)以及五個(gè)系部樓(均為地上5層，建筑面積共計(jì)33058.33平方米)。

2 該學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

根據(jù)能源審計(jì)報(bào)告，除了行政樓和圖書(shū)館的局部采用集中空調(diào)系統(tǒng)外，學(xué)校其它各大樓空調(diào)系統(tǒng)主要為分體機(jī)，其中有一半的分體機(jī)的能效比達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏有效的養(yǎng)護(hù)和維修，部分分體機(jī)存在損壞或故障問(wèn)題。

行政樓采用集中空調(diào)系統(tǒng)，其冷源采用西亞特雙工況螺桿式冷水機(jī)+蓄冰槽，熱源采用電鍋爐+蓄熱水箱，由于學(xué)校的作息時(shí)間特點(diǎn)，最冷月和最熱月均處于假期，集中空調(diào)系統(tǒng)使用頻率不高，且設(shè)備容量配置過(guò)大，造成資源的浪費(fèi)。根據(jù)調(diào)研，行政樓原有冷熱源如表1所示。

表1 行政樓原有冷熱源表

在目前無(wú)分時(shí)電價(jià)的情況下，使用電鍋爐蓄熱、蓄冰槽蓄冷的方式既不節(jié)能，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用也較高，維護(hù)管理復(fù)雜。

對(duì)該學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該行政樓集中空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

(1)根據(jù)行政樓使用情況，冬季全樓辦公區(qū)域的供暖是由電鍋爐提供熱媒水，消耗了大量的高品位能源；夏季并無(wú)超過(guò)主機(jī)容量的負(fù)荷存在，故蓄冰系統(tǒng)從未啟用，一般都是由主機(jī)通過(guò)板式換熱器間接供冷，效率不高。

(2)由于蓄冰系統(tǒng)和蓄熱罐系統(tǒng)的外表面管道較多，保溫多處已經(jīng)破損，輸送過(guò)程中的冷熱損失增大。

(3)空調(diào)系統(tǒng)缺少必要的控制閥門(mén)和控制策略，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，無(wú)法及時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)，不能減少水泵和主機(jī)的能耗。

3 節(jié)能改造方案設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)分析

3.1 方案設(shè)計(jì)

針對(duì)該學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的主要對(duì)象為行政樓的集中空調(diào)系統(tǒng)以及其他各棟建筑中能效比達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)或存在損壞或故障問(wèn)題的分體機(jī)。

對(duì)于行政樓的集中空調(diào)系統(tǒng)，在盡量利用原有的蓄熱罐的前提下，停用電鍋爐，保留原系統(tǒng)的蓄冰槽、冷卻塔及雙工況主機(jī)等配套設(shè)備作為備用，在二層屋頂增設(shè)4臺(tái)額定制冷量為140kW的模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，在設(shè)備房二層設(shè)置一次循環(huán)水泵，并利用原有的蓄熱罐、空調(diào)冷水循環(huán)泵組成二次泵系統(tǒng)。冬夏均使用風(fēng)冷熱泵供能，在夏季冷負(fù)荷較大、經(jīng)計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可使用原有的雙工況主機(jī)經(jīng)過(guò)板換間接供冷。為了適應(yīng)低負(fù)荷時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，二次泵設(shè)置變頻系統(tǒng)，變頻控制器根據(jù)供回水干管的壓差調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，節(jié)省輸送能耗。蓄熱罐作為能量緩沖器使用，讓主機(jī)工作在高效率區(qū)間。

其它各棟建筑中，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)損壞和達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的分體機(jī)共212臺(tái)，其中柜機(jī)204臺(tái)，掛機(jī)8臺(tái)。本次節(jié)能改造將它們?nèi)扛鼡Q成達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)(2級(jí)及二級(jí)以上能效)的高效分體機(jī)。該學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)備表如表2所示。

表2 某學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)備表

3.2 經(jīng)濟(jì)分析

改造后的行政樓的集中空調(diào)系統(tǒng)與改造前比較，由于風(fēng)冷熱泵在夏季的額定COP比螺桿機(jī)要低，除在較小負(fù)荷下使用外，夏季使用風(fēng)冷熱泵供冷基本不產(chǎn)生節(jié)能量，故不考慮夏季的節(jié)能量。風(fēng)冷熱泵在冬季的理論節(jié)能量計(jì)算如表3所示。

表3 風(fēng)冷熱泵在冬季的理論節(jié)能量表

根據(jù)以上表格，每年冬季可節(jié)約12.27萬(wàn)kWh電量，電價(jià)按0.58元/ kWh，合計(jì)7.1萬(wàn)元。

其它各棟建筑中分體機(jī)更換前后比較，改造前后的配電情況對(duì)比如表4所示。

表4 分體機(jī)改造前后配電情況對(duì)比表

根據(jù)上表，改造前分體機(jī)的總功率為916kW，改造后總功率為689kW，按照改造前后功率的比例，可知在滿(mǎn)足制冷量的前提下，節(jié)能率為24.8%。

按照學(xué)校的作息時(shí)間規(guī)律，取分體空調(diào)冬夏各開(kāi)啟兩個(gè)月，每天開(kāi)啟時(shí)間8小時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)0.8,可知改造前年耗電量70.35萬(wàn)kWh，預(yù)期改造后可節(jié)省電17.45萬(wàn)kWh，電價(jià)按0.58元/ kWh，年節(jié)省費(fèi)用10.12萬(wàn)元。

綜上，空調(diào)系統(tǒng)的改造每年可節(jié)約費(fèi)用17.23萬(wàn)元，其改造一次性投資為226.38萬(wàn)元，具體各項(xiàng)的初投資如表5所示，投資回收期為13.14年；

表5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造初投資表

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于武漢地區(qū)某學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造做了分析研究，可為同類(lèi)項(xiàng)目提供一定參考。

(1)既有建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造需要具體問(wèn)題具體分析，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有空調(diào)情況的調(diào)研，診斷分析存在的問(wèn)題，發(fā)掘節(jié)能潛力，綜合考慮設(shè)備性能、投資經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)行環(huán)境條件、安裝條件、運(yùn)輸高度、改造施工的可行性等各種因素，確定改造方案。

(2)在既有建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造中，不是對(duì)原有設(shè)施的全盤(pán)否定、一味地增設(shè)節(jié)能設(shè)備，而是在全面調(diào)查評(píng)估的基礎(chǔ)上考慮如何最大限度地利用原有設(shè)施，以最小的投入達(dá)到最好的節(jié)能效果和最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)該學(xué)?？照{(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造后每年節(jié)省電費(fèi)大約17.2萬(wàn)元，具有良好的節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益。此外，該節(jié)能改造項(xiàng)目采用合同能源管理[3]模式，學(xué)校無(wú)需初始投資，并且與空調(diào)節(jié)能公司逐年分享節(jié)能收益，對(duì)學(xué)校而言有很好的經(jīng)濟(jì)性。

1 閆曉政.太原地區(qū)既有公共建筑節(jié)能改造實(shí)例研究[J].山西建筑，2012，38(27)：213-215

2 發(fā)展改革委,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.綠色建筑行動(dòng)方案[J].政策發(fā)布，2013

3 王閃，袁汝華.基于EMC的公共建筑節(jié)能改造項(xiàng)目陳本效益分析[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2013，11(8)：103-107

(責(zé)任編輯：張 輝)

Air-conditioning System Energy Efficiency Reconstruction of a School in Wuhan

HUANG Li

(Wuhan Institute of shipbuilding Technology,Wuhan 430050,China)

In this paper，a project which air-conditioning system energy efficiency reconstruction of a school in Wuhan was introduced. Analyze the problems of the school’s air-conditioning system，and take an air-conditioning system energy efficiency reconstruction scheme for the problems，compare the economic benefit between before and after，the reconstruction scheme has s good energy saving effect and economic benefit with about 172,000 yuan to be saved every year.

school;air-conditioning system;energy efficiency reconstruction;economic analysis

2014-12-19

黃 麗,主要從事供熱通風(fēng)與空調(diào)工程技術(shù)方面的教學(xué)和科研工作。

TK0

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1671-8100(2015)03-0055-03