中央空調系統(tǒng)節(jié)能技術應用

摘要：2016年的G20峰會在我國杭州成功開辦。習近平主席在G20杭州領導人峰會上強調，要把提高能效等領域制定的行動計劃落到實處。文章對G20主會場的中央空調的節(jié)能原理和實踐進行了論述，為其他建筑物的節(jié)能型中央空調設計和運行提供了一定參考借鑒意義。

關鍵詞：G20主會場；中央空調系統(tǒng)；節(jié)能技術；建筑節(jié)能；節(jié)能原理；節(jié)能減排 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU8 文章編號：1009-2374（2017）04-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.045

中國作為今年G20峰會的主辦國，非常重視“節(jié)能減排”這一國際化的理念。在峰會的主會場采用了大量節(jié)能高效的設備和技術，其中中央空調系統(tǒng)是一個亮點。過去十多年，我們大力推進國內節(jié)能工作，全社會皆鼓勵節(jié)能減排新技術和新設備的研發(fā)。原理上和技術上都積累了豐富的經驗，社會上則成長起一批優(yōu)秀的企業(yè)，一批優(yōu)秀的人才受到中央空調領域的吸引并參與節(jié)能工作。

1 中央空調系統(tǒng)的節(jié)能技術概述

1.1 中央空調系統(tǒng)的節(jié)能技術研發(fā)的背景

近年來，我國大力推進工業(yè)、建筑、公共機構節(jié)能減排，加大節(jié)能技術進步和創(chuàng)新力度，一些優(yōu)秀企業(yè)的節(jié)能水平要超出國外許多龍頭企業(yè)。同時考慮到國際上對節(jié)能低碳共識越來越多，國內節(jié)能技術裝備水平有明顯提高，積累有很多寶貴經驗，所以具備了參與國際節(jié)能合作的良好基礎，適宜施行“走出去”戰(zhàn)略。以《G20能效引領計劃》為契機，我國應不斷推動先進的能效理念、技術、產品、服務等“引進來”與“走出去”，促進各國能效水平共同提升，為推動全球可持續(xù)發(fā)展和應對氣候變化做出更大貢獻，實現(xiàn)世界各國可持續(xù)發(fā)展更高水平、更寬領域的合作共贏。

1.2 國內優(yōu)秀的中央空調系統(tǒng)節(jié)能新技術

我國于2016年成功研制出了節(jié)能型中央空調系統(tǒng)。這是一種以水為制冷劑、不需要壓縮機而且耗電量不到傳統(tǒng)中央空調1/5的開放式中央空調系統(tǒng)。經過河北省科技廳組織的專家組的鑒定，這種新型開放式中央空調系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)相比，顯著節(jié)能又節(jié)水。實踐證明，使用這種新型節(jié)能型中央空調能夠有效保持室內空氣的清新自然，降低“空調病”發(fā)病率，避免了一些有害病菌的交叉?zhèn)鞑?。此中央空調系統(tǒng)最大的突出特點是耗電量低。只是傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)耗電量的1/8～1/5，節(jié)能空間還會不斷擴展。系統(tǒng)的換氣次數(shù)平均每小時在25次，用戶使用更舒適，更接近“自然之風”效果。

2 主會場中央空調系統(tǒng)的應用

2.1 G20主會場中央空調系統(tǒng)的應用技術

我國順應時代發(fā)展的趨勢，充分又綜合地應用國內外中央空調系統(tǒng)節(jié)能減排的先進技術，保證項目的建筑物配套使用國際領先水平、先進的綜合性多功能中央空調節(jié)能系統(tǒng)。同時保證中央空調系統(tǒng)的經濟效益、環(huán)境效益、社會效益。總結來說，杭州G20峰會的主會場中央空調系統(tǒng)節(jié)能技術主要采用的包括冰蓄冷技術、DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)。

每年夏天，空調的供電負荷最多，電網壓力很大。在此基礎上，中央空調系統(tǒng)技術中的冰蓄冷技術越來越受到大眾的關注。杭州供電公司營銷部大力推廣的冰蓄冷項目是指利用夜晚電網低谷電價時，將水制成冰，放入蓄冰池儲存起來。在白天電價高時，用冰融化釋放的冷能當空調使用，這樣有利于平衡電網壓力，而且節(jié)能環(huán)保。

浙江杭州的大沖節(jié)能公司是我國的優(yōu)秀節(jié)能設備開發(fā)公司之一。該公司以為人類創(chuàng)造綠色的適宜環(huán)境為己任，專注提高能源使用效率，期待以專業(yè)的知識、豐富的經驗、領先的技術、成熟的產品和貼心的服務，與社會各界共同攜手，為中國的節(jié)能減排事業(yè)做出貢獻。大沖公司自主研發(fā)了一系列高品質、高性價比的中央空調節(jié)能控制系統(tǒng)。其中中央空調系統(tǒng)中的DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)更是處于國際領先水平，可實現(xiàn)中央空調循環(huán)水泵、末端空調箱風機等設備節(jié)電率達40%～70%，中央空調系統(tǒng)綜合節(jié)電率達到25%～40%。

2.2 G20主會場中央空調系統(tǒng)的節(jié)能效果

杭州市奧林匹克體育中心建筑總面積達到272萬平方米，是一個以體育和博覽功能為主，集綜合體育場館、會議中心、五星酒店及商貿旅游于一體的大型城市綜合體。杭州G20峰會會議主場館杭州國際博覽中心，單體建筑達到了84萬平方米，是亞洲最大的單體建筑。由于面積巨大，必須做好節(jié)能控制，組委會對此專門進行了招標。我國借鑒經驗國外先進的中央空調系統(tǒng)節(jié)能原理，開發(fā)出有利于我國建筑業(yè)節(jié)能減排技術高效率發(fā)展的領先技術。G20杭州峰會主會場，場館空調系統(tǒng)全面應用冰蓄冷技術，應用設備功率3.1萬千瓦，供冷面積54萬平方米，實現(xiàn)主場館、周邊配套場館及功能用房全覆蓋。還整套運用大沖公司DCU SCADA800產品，實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)年綜合節(jié)能率約26.20%，年節(jié)約能耗費用約為780萬元。換算成標準煤炭量就是2496噸，也就是說每天平均節(jié)約兩萬元人民幣。

3 大沖公司的DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)

3.1 DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)概述

浙江杭州的本土企業(yè)——浙江大沖節(jié)能設備銷售有限公司，在節(jié)能效率上戰(zhàn)勝了來自歐美、日本等多個優(yōu)秀國際巨頭企業(yè)百分之十幾及以上，最后被G20峰會組委會選中為中標方。浙江大沖節(jié)能設備銷售有限公司能夠脫穎而出主要依靠的是公司先進的大數(shù)據(jù)節(jié)能技術，這項技術是禮拜一到禮拜五每天早上八點到晚上六點對于大量空調進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。大沖企業(yè)的不同之處也是閃光點在于它們并沒有盲目地跟風現(xiàn)存社會上的一系列空調技術公司，而是發(fā)現(xiàn)了社會上普遍存在的一個空調行業(yè)的誤區(qū)，即市場上的公司都在著力于空調小組件上的節(jié)能改造，這樣的方案不僅不會提高空調的性能而且還會反向增加能耗和資金消耗。2008年前后，大沖公司的主要負責人開始就這一問題展開研究，試圖探索出節(jié)能新技術和新系統(tǒng)。起初研究出了SCADA200系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以一對一控制為主，比較簡單，節(jié)能效率在10%左右。后續(xù)研發(fā)的DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)具有以下革命性創(chuàng)新技術：冷熱量模糊預判控制技術、多區(qū)域冷熱量均衡分配控制技術、泵組優(yōu)選組合控制技術、動態(tài)雙向變流量控制技術、基于中央空調錯峰電網調節(jié)的智能控制技術、主機小溫差補償節(jié)能優(yōu)化控制技術和基于COP主機優(yōu)化的主機群控技術。

3.2 DCU SCADA800中央空調節(jié)能管理控制系統(tǒng)意義

負責人進一步考慮將網絡大數(shù)據(jù)融入空調控制研究之中。經過大量舒適度數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)綜合處理，數(shù)次改版，科學地對中央空調進行優(yōu)化升級，節(jié)能效率上升到26%左右。在每個區(qū)域的末端都安裝有溫度傳感器、壓力傳感器，在總管上安裝有流量傳感器。在此基礎上，如果現(xiàn)實的外部負荷比較大，工作人員可以通過末端的控制調節(jié)閥進行有效又及時的調節(jié)。大數(shù)據(jù)的引用可以幫助同一類型同一區(qū)域的項目的某些參數(shù)作為共享，這樣可以實現(xiàn)比原有的單個項目的控制精度高得多。平均節(jié)能效率達到25%以上這一效果是非常引人注目的，因此該公司整套的中央空調控制系統(tǒng)被應用到了杭州G20峰會會議的主會場中。

3.3 對空調系統(tǒng)設備的安全運行措施管理

3.3.1 連鎖安全保護管制，系統(tǒng)對設備開機和關機進行連鎖順序管制，避免人為控制造成的安全隱患。

3.3.2 空調冷凍水流量的低限保護及流量調節(jié)速率保護，在控制系統(tǒng)中設置了冷凍水流量的低限保護，避免蒸發(fā)器因冷凍水流量過低而出現(xiàn)的喘震或結冰現(xiàn)象，同時在冷凍水的流量調節(jié)過程中對冷凍水流量的調節(jié)速率進行了控制，防止調節(jié)速率過快造成蒸發(fā)器制冷劑流量過高而造成的銅管破裂。

3.3.3 冷卻水系統(tǒng)流量調節(jié)保護，在控制系統(tǒng)中設置了冷卻水流量的低限保護，避免因流量過低引起冷凝壓力過高而造成制冷量下降和壓縮機故障。

3.3.4 冷凍水出水、冷卻水回水低溫保護，防止蒸發(fā)器內冷凍水溫度過低造成結冰現(xiàn)象，對于機組冷卻水的出水和進水進行高溫和低溫保護，防止因溫度過高而發(fā)生機組喘震和低效率運行，同時又防止冷卻水溫度過低而使機組不能正常工作。

3.3.5 對于冷凍水供、回水之間采用壓差保護，防止因壓差過低而出現(xiàn)空調系統(tǒng)最不利點的冷凍水流量不夠的現(xiàn)象，也防止冷凍水管路中因負荷極劇下降或者是阻塞而造成的爆管現(xiàn)象。

4 結語

2016年，利用我國是G20主席國的有利契機，我們依靠本土優(yōu)秀企業(yè)自主研發(fā)的先進技術，成功做好本國節(jié)能工作，中央空調系統(tǒng)的節(jié)能效果領先于國際水平。我國還要推動國內外優(yōu)秀節(jié)能技術裝備和產品的“引進來”和“走出去”，引領全球的節(jié)能工作，鼓勵節(jié)能管理經驗交流分享，提升我國在國際能效領域的影響力和話語權。

參考文獻

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[3] 王玨，陳建華，朱自淙，謝拯民.G20峰會主會場建筑聲學設計概述[J].演藝科技，2016，（10）.

作者簡介：陳永順（1980-），男，浙江臨海人，臺州洲洲節(jié)能設備科技有限公司工程師，研究方向：合同能源管理。

（責任編輯：王 波）