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AG体育·(中国)官方网站·AG SPORT_空调节能或成广州建筑的低碳抓手?专家:要打造高效制冷机房

  前不久,广州有三个项目荣获2020年度全国绿色建筑创新奖,其中白天鹅宾馆更新改造工程是获奖项目内唯一一个既有高星级酒店改造项目,实现文物保护之余也开拓了管理节能的新路子。

  发展绿色建筑,广州早有谋划。今年1月,《关于广州市能源资源节约“1+N”行动方案》审议通过,要求新建民用建筑严格执行绿色建筑标准,同时推进既有建筑节能改造。从建筑面积2万平方米以上、年用电量500万千瓦时以上且具备中央空调系统的商业(包括商业办公、商场、宾馆饭店等)、教育、医疗卫生、机关办公等不同类型的大型公共建筑中,选择能效水平较低的建筑实行节能改造。

  在现有条件下,广州市建筑节能的抓手何在?“就是要狠抓空调系统节能”,广州市设计院副院长、广东省建筑节能工程技术研究中心主任李觐说。广州市设计院正是白天鹅宾馆更新改造中新型节能技术的研发力量所在。

  “广州常年高温潮湿,空调制冷需求大。”李觐表示,根据现有统计数据,空调能耗在建筑总能耗中占比达40%-50%,“公共建筑中广泛使用的中央空调系统现状是能耗高、效率低。”他指出,如同白天鹅宾馆改造时在广东乃至全国首次引进高效机房建设,绿色建筑可高效制冷机房来实现节能运行。

  “很多人说用不起中央空调了。”李觐常听到类似的观点,他告诉南都记者,这是由于传统的中央空调普遍存在能耗高、能效低的问题,“我们做过很多测试,对比能效比为3.2以上的分体机,不少中央空调的能效还达不到3.2。”

  什么是能效比?据李觐介绍,通常以制冷机房的能效比(即EER=总制冷量/总电量,以水冷式冷水机组为例)为指标,来衡量其实际运行情况。尽管目前业内未有统一的官方标准,但从各国的标准看,机房能效比达到5.0以上的就被视为“高效机房”。

  能耗高、能效低,让传统中央空调陷入“贵买贵用”的窘境。李觐指AG体育出,中央空调系统的复杂性是制约空调节能的一大因素。

  “相比于建筑的其他机电系统,例如电梯、照明等系统更多的设备的节能,中央空调强调系统节能,这对高效机房的设计、运行和维护提出了很高的要求。”李觐表示,高效机房运作是一项系统整合性工作,涉及制冷机、水泵、冷却塔、输送管道等多方面。经系统整合后,由于节能的要求,高效机房各个部分的电力使用都要做到变频,从而达到在不同冷气使用需求的情况下保持相对平稳的能效。

  而建造高效机房的全过程,包含设计、设备采购、施工、调试到运营等多个环节。“中间有的环节做不好,就会导致原本的设计能效是4.5,实际上运行时只有3.5甚至更低。”李觐说。

  岭南地区高温炎热,空调制冷需求大。“制冷站能耗占空调总能耗的比重为80%左右,只要抓住制冷站能耗,就抓住了建筑能耗的‘牛AG体育鼻子’。”李觐认为,通过打造高效制冷机房系统,广州的空调节能潜力巨大,这更是广州建筑节能的特点与优势,“如果把制冷站能效提高到5.0,空调就能省电30%。目前广州的公共建筑能耗估算用电量超过1000亿度,如果1/3的公共建筑采用高效空调制冷机房,按照制冷机房对建筑总能耗的贡献值为10%来算,每年可省电超过30亿度。”

  在采访中,李觐反复强调着“系统节能”的概念,提出要打造集成空调制冷技术、自动控制技术、通信技术、强弱电一体化技术等多种技术,实现以能效算法为核心的自动化无人值守机房。位于广州城东的美林M·LIVE天地A馆内,就隐藏着一座这样的高效机房。

  据了解,该机房于2019年10月正式投入运营,相比于传统的中央空调机房,该机房在运行时噪声更小,高达6.0的综合平均能效指标在全国处于领先水平,还实现了无人值守全自动运行。

  该机房的设计者,广州市设计院绿色建筑与机电顾问中心总工程师林心关介绍称,美林M·LIVE天地曾饱受旧机房效率低下、能耗高昂的困扰,通过对机房进行全面重建,引入了低碳节能的新技术。目前,整个高效机房的运行维护,最不可或缺的就是以能效算法为核心的数智控制系统,即林心关眼里的最强“大脑”。

  从机房数控室的电子屏幕上,南都记者看到,自2019年10月10日投入使用至今,空调机房系统的整体能效是6.08,实时能效可达到6.32。

  林心关介绍,该系统可根据室外环境温度及末端空调负荷的变化,在实现空调水系统动态水力平衡及进出水温恒定的前提下,通过巡游调整冷源设备的运行状态点,实现系统综合能耗的最小化。同时,通过控制系统的自我学习功能,进一步提升系统能效。

  最强“大脑”的运行离不开“心脏”等“器官”的支撑,来自格兰富的水泵正扮演着“心脏”的角色。格兰富高级工程师邹建告诉南都记者,在普通的空调系统中,水泵是主机设备中能耗比例最高的设备,用电占比达到20%-25%,其中冷冻泵占比为8%-12%,冷却泵占比为8%-10%,“在高效机房中,我们整个水泵的耗电总占比只有8.4%,冷冻泵是2.8%,冷却泵是5.6%。”

  “格兰富的水泵能效很高,和我们整个系统的适配性也很好。”李觐表示,系统中包括格兰富水泵在内的所有设备,在设计时都经过精心挑选,最终达到与系统的最优适配,消除技术漏洞的同时也达到高能效的要求。

  据统计,美林M·LIVE天地A馆进行高效机房的改造后,每年节电300万度,节能率达50%。

  2019年6月,国家七部委联合印发了《绿色高效制冷行动方案》,当中明确提出,到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%,制冷总体能效水平提升25%以上,绿色高效制冷产品市场占有率提高40%以上,实现年节约电4000亿千瓦时左右的主要目标。

  在此背景下,不少传统的制冷行业巨头纷纷投入到高效机房的发展中。尽管如此,李觐发现,国内的高效机房建设仍处于发展阶段,推广步伐较为缓慢。国内尚未出台相关的能效评价体系成为一大制约因素。

  广东于2018年4月1日颁布实施了《集中空调制冷机房系统能效监测及评价标准(DBJ/T 15-129)》(以下简称《标准》),是全国首个省级评价标准。该标准规定,建筑中空调总装机容量大于500RT(冷吨)的,一级能效比需达到5.0。广州市设计院就是制定该省级标准的参与单位之一,在李觐看来,“相关国家标准的缺失,对早期甚至目前省外设计生产的中央空调没有相应的能效标准规定,也会导致能效问题不被重视。”

  随着白天鹅宾馆更新改造工程荣获2020年度全国绿色建筑创新奖,李觐表示,广州是国内高效机房技术的发端地,也是全国率先将高效机房投入到建筑改造之中的城市,“广州具有技术先发优势,政府要推动节能事业发展,需要运用好现有的优势技术。”

  李觐建议,在新建、改造大型公共建筑项目时,广州应提倡高效的空调系统设计,降低运营能耗,“当采用集中空调系统时,制冷机房系统能效应按《标准》实施和管理。”并且,加强公共建筑和公共机构运行能耗的管理,其中公共建筑参照《公共建筑能耗标准(DBJ/T 15-126)》,公共机构参照《公共机构能源资源消耗限额(DB44/T 2267-2021)》。


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