摘要：建筑节能是降低能耗、提高能源利用率、保护环境的一项重大举措，关系到国家可持续发展战略的实施。近年来，我国民航的规模不断扩大，机场数量和等级不断增加，对能源的需求也持续加大，能源不足的矛盾日益突出。目前，机场能耗约占民航业能耗的3%，其中供暖、制冷、照明又占机场能耗的70%左右。因此，挖掘已有机场航站楼节能潜力，逐步实现航站楼低能耗水平下的持续快速增长具有重要意义。
关键词：机场航站楼；空调系统；节能控制；技术研究；实施
前言
空调系统作为机场建筑中的能耗大户之一，其节能控制技术的研究具有较高的应用价值。节能技术的成功实施可以很大程度上节省机场的运行费用，还可以大幅度地降低其对外部环境的影响。
1、航站楼能源系统现状
1.1能耗现状
就能耗看，主要分为冬季采暖和夏季供冷两大部分。由于该机场地处北方，冬季采暖期为每年10月15日至次年4月15日，共6个月，所以冬季采暖负荷较大，夏季供冷负荷较小。夏季冷负荷主要是机场新航站楼，建筑面积约5m2，冬季采暖除新航站楼外，还有旧航站楼和机场住宅区共18万m2，总计约23万m2。
1.2锅炉房现状及存在问题
1.2.1锅炉房概况
航站楼锅炉房配置4台20t/h热水锅炉和2台10t/h蒸汽锅炉。热水锅炉2用2备，主要为冬季采暖用。蒸汽锅炉全年运行，1用1备，提供蒸汽和生活热水。蒸汽主要用于餐厅和夏季空调箱蒸汽加湿，生活热水主要用于机场宾馆等全年生活热水。热水锅炉为直供式形式，采暖循环水在锅炉加热升温后通过分水器直接送入用户。热交换站采暖热水分为四支:一支供向新航站楼，为二次网系统，设置板式换热器;其余三支分别供向旧航站楼和住宅区，为直供式系统。热水锅炉包括:烟风系统、上煤系统、出渣系统、汽水系统、锅炉房采暖给排水及卫生生活热水换热系统;鼓风机、引风机为配套设备;鼓风采用除尘室及锅炉间室内风;除尘器为水浴脱硫除尘净化器。
1.2.2锅炉房存在问题
通过调研，发现航站楼锅炉房存在以下问题:
(1)由于设计选型不当，约50%的传感器数据不准确，对锅炉的安全运行造成威胁。
(2)锅炉炉排调节为手动方式，操作起来很不方便，也影响锅炉的运行效率。
(3)热水锅炉循环水泵实际变频作用不明显，蒸汽锅炉给水泵只有1台使用变频调节。
(4)现场测试分水器各支流量为新航站楼530m3/h、旧航站楼208m3/h、南区180m3/h、北区200m3/h，各分支管网不平衡情况较严重，水量分配不均。
1.3制冷站现状及存在问题
机场制冷站共有3台水冷离心式冷水机组，额定功率581.5kW，名义制冷量3516kW;冷机辅机包括3台冷冻水泵，功率为55kW;3台冷却水泵，功率55kW;冷却塔3台，每台2组风扇，单组风扇功率11kW。航站楼一年供冷时间为每年6月～10月，共4个月，各水泵和风机无变频设备，整个系统无运行调节手段，不利于节能运行。
1.4空调系统现状及存在问题
航站楼空调系统共两种形式，一种为新风+回风的变风量系统，结合地板采暖和供冷，共16台空气处理机组;另一种为新风+风机盘管系统，其中新风机组5台。空调箱风机总功率为1210kW。航站楼空调系统主要问题是:由于该机场地处我国北方地区，在冬季空调系统要使用室外新风时新风机组的防冻必须可靠;空调箱风机运行未安装变频器，没有实现根据室内负荷变化调节风量;整个航站
楼冷热不均比较严重，调研时发现航站楼大厅一楼偏冷，二楼偏热，少量区域过热比较严重，说明空调风系统的管网失调比较严重。
2、航站楼节能改造方案
针对上述调研中总结的航站楼能源系统中的不节能问题，提出相关解决方案。
2.1信息化能耗监测系统
根据国外的普遍经验，实施能耗计量监测后，通过节能管理，通常能够实现15%左右的节能效果。信息化能耗监测系统，能自动采集能耗计量数据，将各区域、各时段、各种能源的消耗量记录分类保存到数据库中，并且通过调整采样频率，可以实现逐年、逐月、逐日、逐时、甚至每分钟能源消耗的统计，为能耗的动态分析提供依据。在能耗分析软件的帮助下，利用能耗数据库记录的数据，绘制各个时段、各区域能耗曲线，并对设备参数进行诊断分析，判断存在高能耗的原因，准确找到设备与能源效率相匹配的最佳工况点，并提出最佳方案，整改系统存在的不利因素，以降低由此引起的能耗，提高能源的合理利用。针对机场航站楼的具体情况，预计通过信息化能耗监测管理系统的实施，可实现节能效果10%左右。
2.2锅炉节能改造
(1)四台热水锅炉和蒸汽锅炉的鼓风机和引风机已经变频运行，炉排控制为炉排电磁调速电机控制器，考虑把调速电机更换为变频控制。
(2)为解决锅炉相当一部分传感器不准确问题，需现场测试;对于蒸汽锅炉重要的液位传感器考虑更换为双室平衡容器，以提高蒸汽锅炉运行安全。
(3)锅炉房热水锅炉循环水泵保留原有ABB变频器，改造为1拖2形式方便水泵切换运行，增加控制器把所有水泵的自动运行控制接入锅炉中控室。
2.3制冷站节能改造
制冷站三台离心式制冷机，相应的冷冻、冷却水泵均没有变频设备，这显然不能实现根据末端负荷需要来供应冷量的需求，因此水泵的电耗较大，需增加变频器与冷水系统变水量节能控制系统相配合。变水量变水温节能控制系统是利用现代化的自动化控制技术和计算机网络通讯技术对其内部的各类机电设备实现有机的监控，即对制冷站的中央空调系统、排风系统、给排水系统、变配电系统等设备进行集中监视、控制和管理，并根据负荷大小自动改变制冷站的冷水供水量和制冷机的出水温度，形成一个智能化综合系统。
2.4空调系统改造
2.4.1航站楼换热站
航站楼换热站改造主要包括:循环水泵的变频改造，现有循环水泵只有1台已做变频，可以满足冬季使用要求，但换热站冬夏季共用一套系统，夏季循环水泵需开启2台，故对另外一台水泵进行变频改造;增加必要的温度、压力传感器和调节阀使换热站真正自动运行;更换现有读数不准的机械式温度计和压力表。换热站系统示意如图1所示。
2.4.2空调箱改造
对组合式空调机组而言，控制包括三方面内容:根据回风温度控制风机变频;根据CO2浓度控制新风阀开度;空调机组水侧根据回风温度调节水阀开度。组合式空调机组控制原理图如图2所示。
2.4.3新风机组防冻
新风机组防冻解决方案的原理如图3所示。新风机组防冻控制装置由混风装置和防冻控制器组成。
混风装置由新风电动风阀和混风风道(包括旁通电动风阀、手动调节风阀以及旁通风道)两部分构成，利用新风机组主风机M0将加热后的空气经混风风道送回机组入口处与室外新风混合，并通过旁通电动风阀M2和新风电动风阀M1的开关以及其开度大小来调节混风温度T3，以彻底解决新风机组的防冻问题。防冻控制器是新风机组防冻控制装置的神经系统。它根据室外新风温度T1和加热后的送风温度T2，按一定的优化算法，控制新风电动风阀M1和旁通电动风阀M2的开关以及其开度大小，使混风温度T3保持在设定目标范围以内，以防止新风机组换热器盘管内的水在冬季被冻结损坏的控制系统。
3、结语
通过对内蒙古某机场航站楼空调系统分析发现，对于既有机场航站楼进行节能改造具有重大的意义，且节能改造的潜力较大。
参考文献
[1]华东建筑设计研究院.智能建筑设计技术.第二版.上海：同济大学出版社，2002：301-411.-411.
[2]刘军，等．公共建筑空调节能设计的探讨［J］．低温建筑技术，2010，(2):113－114．
论文作者:车恒
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：新风论文; 航站楼论文; 系统论文; 节能论文; 水泵论文; 机场论文; 机组论文; 《基层建设》2019年第15期论文;