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浅谈某多功能图书馆空调系统能源管理方案设计与实践

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论文导读:
摘要:介绍了某大学多功能图书馆空调系统的能源管理方案的设计目标、设计思路、以及实施方案。同时讨论了现代建筑物的能耗特点及管理模式,提出一种全新的能源管理制约策略,并对能源管理方案节能实施后的收益进行了估算。
关键词:能源管理方案 空调系统能耗 能源计量 制约 收益

一、概述
1.1某大学多功能图书馆建筑面积35019米2,其中图书馆主楼31672米2,地上四层;学术报告中心3305米2,地上两层,全楼设计空调系统。
1.2空调系统冷、热负荷参数:图书馆主楼夏季空调总冷负荷为2365KW,冬季空调总热负荷为1482KW;学术报告中心夏季空调总冷负荷为392KW,冬季空调总热负荷为392KW。
1.3用电负荷参数:图书馆主楼空调系统总装机容量为:夏季,906.2KW;冬季,236.4KW。学术报告中心空调系统总装机容量为:夏季及冬季,12

4.9KW。

1.4图书馆主楼夏季冷源由制冷机房供给7-12℃冷水,冬季热源为校区内城市集中供热管网,设置二次换热器,提供60-50℃热水;学术报告中心冷热源均为电力驱动的风冷多联式热泵机组,夏季供冷、冬季供热。
1.5通风区域:一层的书库、学术报告中心一层和二层的报告厅设置全热交换式新风换气机组,公共卫生间设置吊顶排气扇。

二、能源管理方案设计的目标

2.1提高空调系统管理的效率:调整动态负荷,用科学系统的管理手段提升由于管理不到位引起的耗能理由。

2.2改善环境舒适度:根据室内人员状况,调节温度及空气质量,达到人体最佳舒适状态。

2.3降低建筑的能耗:对建筑物内外环境数据进行分析,建立能耗模型得出建筑本身的能耗改善空间。
2.4实现分项能耗数据采集及数据互通:保证数据上传到校级能耗监测平台,同时与本校或本建筑其它管理系统进行数据互通。
2.5提高设备的性能:通过对空调设备的特性进行分析,采取合适的节能措施,提高设备的效率。

三、空调系统能耗的分析

3.1能耗管理

在空调系统能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施,亦与操作人员的技术素质直接相关。然而就现阶段来说最难提高的也是操作人员的技术水平,因此,在加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质的同时,提供一种先进的技术管理手段,可以帮助操作人员更快更好地掌握空调系统的节能运转技巧。另外,实行实时计量和收费,从源头上为能耗管理提供事实依据,也是建筑节能的一项基本措施。

3.2设备耗能

管理好了空调系统的末端设备,意味着减少了使用造成的能耗浪费。即从主观上帮助系统节能。此外,设备本身的运转能耗也是空调能耗的重要组成部分。因此,在选择系统设备的时候,必须考虑设备本身的能效比,采用能效比高的空调设备。

3.3环境能耗

由于室外温湿度在不断的变化,为保持相对恒定的室内温、湿度,必须提供匹配当量的能量补充,由此带来的能量损耗,我们称之为环境能耗。因此,对建筑内外的环境参数实时监测,计算因此产生的理论能量,与实际用掉的电力能量对比,找出系统的最佳运转工况和不同时段的最佳设定参数,提高能效,科学节能。

四、能源管理方案设计

4.1方案结构

能源管理方案的设计包括前端采集和计量两大部分。第一部分是空调系统的监测与制约,包括空调系统的参数监测、工况的调控,和对其周围相关环境的监测。第二部分是对能耗的分项计量,即主机和末端设备运转的能耗。
第一部分主要采用DDC设备,其特点为操作简便,可靠性高,独立制约性能好,适合中小系统的制约使用。
第二部分的主要功能是分项能耗的计量和采集,系统网络平台采用RS485工业总线,逻某大学多功能图书馆空调系统能源管理方案的设计与实践由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.辑上单层透明,物理上双层隔离结构,自由式网络拓扑连接,通讯可靠稳定。

4.2能源管理方案分析

4.

2.1简洁管理原则

我们在方案中首先应用简洁管理原则——精简制约点、减少变量,优化制约环路,避开系统冗余。系统越简洁,过渡期越短,系统越可靠、稳定及可用性好。因此,我们在设计开始前,对系统进行反复的研讨、通过对框图的不断优化,合并功能相同的制约节点,删除作用不大的系统变量,使数据的监测、传输及处理均达到最简的目的。
4.

2.2对建筑物空调系统负荷的分析

形成建筑物空调系统夏季冷负荷及冬季热负荷的因素主要包括:①围护结构各种得热(耗热)量②人体的散热、散湿量③照明散热量④各种工艺设备、电气设备的散热量⑤新风系统的耗冷(耗热)量⑥空气渗透带入的热(冷)量⑦各种散湿带来的潜热量。在以上因素中,太阳辐射形成的负荷在一天内变化幅度较大,而其他因素形成的负荷值则相对稳定。因此从建筑物总负荷的角度分析,波动并不剧烈,变化也不是时刻发生。许多工程实例也证明了通常在工作时间内,负荷往往是相对稳定的,即在不同的日期以及在每一天的不同时刻内温度的变化是缓慢的。当负荷变化幅度增大时,系统并不试图保持温度的绝对恒定,而是保证在一定范围内波动。这样一方面可以节能,另一方面可以保证执行机构不会忽高忽低的大幅度动作,延长执行机构的寿命。
4.

2.3预冷(热)阶段

每天在开馆前首先进行预冷(热),使楼内空气温度达到设计温度值。此后,能源管理系统再根据冷热负荷进行调节制约,这样就避开了系统极限调节的工况。在预冷、预热时,系统关闭室外新风风阀,可以减少新风带来冷却或加热的能量消耗。
在制约系统实践中,具有一定惯性的制约参数及被控对象是房间的温度及湿度。尤其是房间的相对湿度指标,往往在制约系统发出指令停止或运转相关设备后,相对湿度值还会沿原来的变化趋势上升或下降一个数值区间后再回到受控范围。据此,在系统设计时,要对设备的最佳启停时间进行计算,根据计算结论对受控对象予以调控,达到在保证环境参数达到设计指标的前提下,缩短不必要的设备启停宽容时间,降低系统的能源消耗,缩短设备的运转时间,延长了系统及设备的使用寿命。
4.2.4 空气平衡的论文导读:转中维持一个恒定的数值(最大新风量值)。但建筑物内人员的数量减少时,新风量无法实现相应的调整,带来了新风量偏大,耗能始终处于高位的局面。某大学多功能图书馆空调系统能源管理方案的设计与实践由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.上一页12
策略
暖通空调系统中两个平衡至关重要——热平衡及空气平衡。在建筑物中保证新风量与排风量的稳定比例,是建筑物相对室外环境维持5Pa左右的正压值,是降低建筑物能耗、保证室内洁净度的关键环节。因此,建筑物内所有风机的运转参数均与密不可分。在制约框图及编程中,维持风量平衡、实现楼内正压是必要条件,也是通过软件制约新风风机、排风风机转速的基本依据。但新风量变化时,风量平衡被打破,制约系统就要建立新的空气平衡点,调节排风风机转变转速;如果房间的空气品质发生变化而需要调节排风量时,同样需要制约系统作出反应,加大或减少新风量的供应,仍然维持房间的一定正压值,避开成室外环境的冷(热)空气渗入楼内,增大了系统空调系统的负荷,使能耗持续增加。
4.

2.5新风量的管理与制约

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)的要求,建筑物内的新鲜空气供给必须达到一定的标准。传统的做法是对建筑物内的最大人数进行统计,并计算出建筑物所需的最大新风量。据此数据选择新风设备,并在运转中维持一个恒定的数值(最大新风量值)。但建筑物内人员的数量减少时,新风量无法实现相应的调整,带来了新风量偏大,耗能始终处于高位的局面。
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