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建筑采暖能源审计及节能潜力分析

      摘要: 运用建筑能源审计的方法,通过对某高校的建筑采暖能源现状进行统计和现场测量,找出存在的问题,分析其节能潜力,并提出了具体的节能措施。 

  关键词: 能源审计;能耗分析;节能  

  0 引言 

  建筑能源审计是一种建筑节能的科学管理和服务的方法,其主要内容是对用能单位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的经济效果进行客观考察,对用能单位建筑能源利用状况进行定量分析,对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济和环境效果进行核查、监测、诊断和评价,分析其节能潜力,并提出改进措施的建议,以增强对建筑用能活动的监控能力和提高建筑能源利用效率[1]。笔者结合本次审计工作,对某高校的能源现状进行了一些调查和现场测量,并提出了节能措施。 

  通过对曲阜师范大学学日照校区进行能源审计,分析、评价校区的用能状况,找出用能浪费环节,寻找节能方向,确定节能方案,提高能源利用效率,降低能源消耗和学校的运营成本,最终达到校园能源消耗合理、经济。 

  1 建筑基本信息 

  根据《能源审计导则》,对日照校区公共建筑区进行采暖能源审计分析,其总建筑面积为105891m2。通过对校区采暖能源消耗分析,通过现场调查和统计得出,该校区公共建筑近三年暖气消耗量为2912003元(按建筑面积和供暖日期折算),冷气消耗量为6767000MJ。 

  2 校园采暖(空调)能耗审计及节能潜力分析 

  2.1 采暖(空调)消耗情况分析 

  冬季采暖总消耗量为43347467MJ,供暖面积为105891m2。 

  空调冷量总消耗量为6767000MJ,空调面积为39287 m2。 

  空调制冷设备耗电量为656288kWh,按制冷能量消耗量费用占制冷设备运行费用的85%计算,制冷机组实际COP=6767000/(656288×3.6×0.85)=3.36,远低于设备设计参数COP=5.2的数值,具备较大的节能空间。如该制冷站制冷设备、运行水泵等进行技改措施,达到标准状况,一年光电费即可节约656288×(1-3.36/5.0)×0.5=10.76万元。 

  制冷机房运行效率低下原因分析: 

  ①制冷主机与循环水泵皆无变频措施,运行是能耗较大。 

  ②循环水泵无压差控制装置,在实际运行过程中存在水利失衡现象。 

  改进建议:①加装变频控制装置,使机器运行能够根据水力工况进行自动调节调节。②在管道上加设自力式流量调节阀,尽量水利失衡现象。 

  曲阜师范大学日照校区空调系统总面积为39287m2(其中留学生会馆南楼9553m2,留学生会馆北楼6774 m2,教学楼C楼10299m2,教学楼E楼427m2,教学楼F楼5874m2,图书馆5400m2,音乐厅960m2),全部为风机盘管系统。自2008年开始对空调系统进行能耗计量,主管安装热计量表一块,留学生会馆南楼安装热计量表WPH-XKA600 DN200一块,留学生会馆北楼安装热计量表WPH-XKA600 DN150一块,热量表全部为德国荷德鲁美特表计有限公司产品。 

  留学生会馆南楼2008年度空调能耗量: 

  △Q =Q1-Q2=1154000-496000=658000MJ 

  单位面积能耗为:△Q/M=658000/9553=68.88MJ/m2 

  式中:△Q――耗冷量,MJ;Q1――供冷期初能量表数值,MJ;Q2――供冷期末能量表数值,MJ;M――建筑面积,m2。 

  其他楼计算如表1所示。 

  日照校区其他办公楼的空调能耗为学生会馆的246.69/67.56=3.65倍。 

  考虑到留学生会馆为宾馆使用性质,夏季来日照旅游的较多,基本爆满,空调使用率较高;而教学区其他办公建筑的使用有两个多月的时间在暑假里,空调使用率较低,一反一正,可以看出,日照校区办公楼空调的使用浪费是惊人的。 

  可以看出,中央空调一直是以大流量、小温差的模式在运行,这种大流量小温差的运行模式不但浪费大量的能源,而且还使初投资大大增加。位于美国科罗拉多州丹佛市的JD Edwards办公楼群,其改建项目就是一个很好的例证,其冷水系统节省了35%的初投资,使总成本节省了17%;位于Logan机场的低流量系统为业主节省了43.6万美元的初投资及7.3%的运行费用[2]。 

  2.2 存在问题原因分析 

  经实际现场调查走访发现,存在以下问题: 

  ①冷冻水循环管线过长。冷冻水循环管线距最近的教学楼有551m,距最远的图书馆约900m,而距留学生会馆只有65m,过长的管线沿途极大地损耗了冷量。 

  ②冷冻水循环管线外保温破坏严重,部分管道保温层厚度不够;施工时未按规范施工,管道支架与管道之间无隔热措施,这也直接导致了冷桥的产生;循环管道有些地方直接裸露在空气外面,有些地方裸露并且与其他管道直接接触,极大地加大了冷量的散失;由于地下水位较高,部分管道井内与污水、自来水交叉敷设,上述存在跑冒滴漏现象,管道井排水设施不完备,造成约1/10的管道浸泡在水中,造成管道腐蚀,保温层脱落,冷量散失巨大,也进一步增加了管道的腐蚀,减少了管网的使用寿命。管道外保温不完善,是造成教学办公区空调能耗巨大的一个主要原因。 

  ③各教学办公楼较分散,并且楼前皆无水利平衡装置,造成管网水利失衡严重,进一步增加了能耗。经现场调查走访发现,处于最末端的图书馆,空调系统冬天不热,夏天不冷,办公室里设计了中央空调系统,安装了风机盘管,但是各办公室还是又增加了挂机,造成了巨大的浪费。 

  ④人的主观因素。由于空调的能耗未与单位、个人的利益直接挂钩,个人的节能意识、节能观念淡薄,在行动上也不积极。在实际调查中发现存在如下现象:房间温度过低(<22℃);空调系统运行的同时开着门窗;无人时间段房间风机盘管仍照常运行等等不节能现象。 

  ⑤既有建筑未供热计量改造,执行传统的按面积收费办法,造成用多用少一个样,用与不用一个样,致使使用人的主观上也没有这块节能意识。 

  2.3 整改措施建议 

  通过对校区能源消耗情况进行统计分析,提出了以下节能措施和建议,并部分进行了实施,取得了一定的效果。 

  ①对室外管网进行维护维修改造。对破损的保温层进行修补、重做,达到设计要求;对管道支架进行处理,杜绝冷桥的出现;对管沟排水系统进行改造,局部低点加设排污泵,不得有管道浸泡在水中的现象。②在各教学楼前加设水力平衡装置,减少水利失衡造成的能耗损失。③加强教职员工的行为节能意识,减少不必要的能源浪费或有利于节能的行为,并且从制度上促进节能行为。④对既有建筑进行保温改造,加设外墙保温系统,减少向室外散热。⑤对既有建筑进行热力量改造,加设热量表、温控阀,平衡阀。 

  3 结语 

  通过建筑采暖能源审计,对校区所有公共教学建筑采暖(空调)运行情况进行了全面体检,查找出了能源浪费的环节和节能潜力的部位,分析了存在问题的原因,提出合理的解决措施,通过组织措施和经济措施进行了针对性的整改,节约了大量能源。 

  参考文献: 

  [1]龙惟定,白玮,马素贞,等.国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则[S].2007. 

  [2]Mick Schwedler High Performance Chilled Water Systems,Trane Engineering Presentation 2003. 

  [3]龙惟定编著.建筑节能与建筑能效管理[M].中国建筑工业出版社,2005.

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建筑采暖能源审计及节能潜力分析
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