重庆公共建筑中央空调的行为节能研究.doc

重庆公共建筑中央空调的行为节能研究 重庆大学 唐华宇 卢军 摘要: 本文根据重庆地区公共建筑能耗调查的结果，归纳了中央空调系统能耗特点，概括了行为节能的内涵和作用。本文简要介绍了行为节能的技术措施,着重分析不同主体对中央空调行为节能工作产生的影响和作用，得出了现行建筑能耗管理体制无力实现行为节能的结论。本文分析了EMC这一新型能源管理模式，认为EMC是解决现有管理弊端的有效办法。 关键词:公共建筑；中央空调；行为节能；EMC 1 公共建筑能耗调查概述 2005年和2006年,重庆市对数十栋采取电制冷方式的公共建筑进行了能耗调查, 调查结果表明:本市办公室建筑的在115149 kWh/m2之间，商场建筑的在259307 kWh/ m2之间，建筑的平均电耗指标在100142 kWh/ m2之间[1] 图1 重庆市商场（左）、办公建筑（中）和酒店（右）的电耗构成 2 行为节能的内涵及意义 中央空调系统的用能单位由制冷机组、水系统泵组、末端设备构成。随着季节变化，这些设备参与系统运行的频度不同。以某酒店(图2)为例，其制冷主机和水泵、末端的能耗曲线的变化趋势是不一致的。此外，在同一季节内，不同工作日的气象环境、建筑使用频度所产生的室内总负荷变化和区域负荷变化，都会要求中央空调系统进行相应调整。 图2 重庆鹅岭某酒店2006年全年能耗变化曲线图 表1为重庆市10家市级机关办公楼的能耗调查数据。这些建筑竣工年代相近，围护结构条件类似，空调系统都为风机盘管+独立新风形式，选用的制冷主机也都为传统的电制冷型中央空调使用时段较为固定，年运行时间大致相等。但在实际运行过程中，能耗差别显著，最大可相差150%。这说明在硬件技术水平相近的情况下,中央空调系统设备的运行管理行为将是空调能耗的决定性因素。运行管理中可实现的节能潜力,占空调系统运行能耗的20%[2]。 表1 重庆市10家市级机关办公楼的能耗调查数据 编 号 建筑 面积 ㎡ 采暖空调 能耗密度 kwh/㎡ 照明 能耗密度 kwh/㎡ 总能耗 密度 kwh/㎡ 编 号 建筑 面积 ㎡ 采暖空调 能耗密度 kwh/㎡ 照明 能耗密度 kwh/㎡ 总能耗 密度 kwh/㎡ 1 1780 53.36 22.01 116.61 6 4578 103.41 15.01 152.41 2 2478 55.38 28.69 126.87 7 2671 40.27 12.31 82.54 3 593 45.61 15.04 116.78 8 7923 68.21 36.39 158.08 4 2378 44.66 24.76 99.38 9 3120 64.43 27.39 140.65 5 6724 98.73 20.02 183.22 10 15753 98.55 17.92 146.35 中央空调系统的行为节能就是在不对原系统进行大规模调整的前提下，通过人的主动行为,减少不必要的能源浪费,提高能效比。其实现途径是由管理者根据建筑冷热负荷的实时变化，主动对中央空调用能系统进行合理调配，使能源与建筑的使用达到最佳配比，实现合理用能与舒适的双向满足。达成这一目标需要对中央空调系统进行合理优化和专业管理，包括楼宇结构与用能系统的协调、控制系统与用能设备的协调、用能设备间的协调。 行为节能作为一种主动节能模式,其实施效果与各行为主体密不可分。因此它不仅是技术问题，在更高层面上，是一个管理体制的问题。通常与中央空调系统的使用、管理、消费相关的有如下几方:建筑的开发商、设计单位、业主、物业管理部门。尽管在行为节能中起主要作用的是业主和物管,但其它几方对行为节能效果的影响也是不可忽视的。 3 中央空调系统行为节能的技术措施 3.1 合理设定公共建筑室内温度 根据以往研究的结果，重庆地区公共建筑室内空调设定温度与建筑负荷的变化关系如图3[3]：从图中可以看出，在夏季如果把室内设定温度从26℃改为27℃，空调负荷可减少5%。可见在重庆地区通过改变室内的空调设定温度具有较大的节能潜力。 3.2 适时调节新风与回风的混合比例 在冬季和过渡季节，对于那些室内周边负荷影响小而内区发热量较大的建筑，如大商店、会堂、剧场等，室内需供冷风。此时可充分利用室外新风具有的冷量，减少人工冷源的能耗。图4为两种新风策略模拟效果的对比，一种设定新风比从30%到100%可调，另一种设定新风比全年固定为30%。结果显示变新风比方式与定新风比方式相比较，建筑负荷减少了15.1%。 图3 重庆市公共建筑空调设 图4 两种新风策略模拟效果对比 定温度对建筑空调负荷的影响 3.3 预冷或预热 商场、办公楼等建筑的中央空调系统