建筑节能改造中的节能技术探究论文_周予倩

建筑节能改造中的节能技术探究论文_周予倩

武汉开来建筑设计股份有限公司 430000

摘要:建筑节能,是指建筑生产过程中在满足建筑施工要求的前提下,最大限度的降低能源消耗。因此,随着建筑能源消耗的越来要大,节能技术已经成为了在建筑节能改造中不可或缺的技术。为了减少能源的消耗,提高人们的生活质量,本文就建筑节能改造中的节能技术进行探究,希望可以给相关的工作人员提供一些有效的参考意见。

关键词:建筑节能;技术改造;节能技术

引言

随着我国城市化进程的加快,人们生活的水平越来越高,因此,人们对于建筑节能中存在的问题越来越重视。本文介绍了《上海市公共建筑节能改造重点城市示范项目》的基本内容,并且对于能源的消耗进行全面的分析,之后制定了改造的方案。希望可以给其他企业在公共建筑节能的改造过程中提供一些有价值的建议。

1、照明节能改造

建筑节能中重要的组成部分之一就是照明节能。照明节能就是通过对利用窗口、阳台等自然光的采集,实现自然光利用的最大化。另外,还要对节能的光源进行优化方案,例如,选择节能的LED。除此之外,还要重视照明分度和照明时间的控制,才能在减少能源消耗的前提下,提高照明的效率。LED(Lighting Emitting Diode)照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。照明是人类消耗能源的重要方面,约占世界总耗能的20%,因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。LED 光源相比传统光源,具有发光效率高、使用寿命长、易受控制等特征,由于能量转化效率非常高,理论能耗仅为白炽灯的10%,相比荧光灯,可以达到50% 的节能效果,因而具有节能、环保和长寿命的优势,可广泛应用于景观照明、安全照明、特种照明和普通照明光源等照明领域。

2、磁悬浮无油冷冻机

制冷系统的核心就是制冷压缩机,压缩机的能力决定了制冷系统的能力,因此,世界各国在制冷压缩机上都投入了大量的精力和财力。但是传统的制冷压缩机存在着很严重的问题,它的机械轴承的摩擦给制冷系统带来了很大的损失,不仅如此,润滑油随制冷循环而进入到热交换器中,在传热表面形成的油膜成为热阻,影响换热器的效率,过多的润滑油存在于系统中对制冷效率带来很大的影响。磁悬浮轴承是一种利用磁场,使转子悬浮起来,从而在旋转时不产生机械接触、机械磨擦,不再需要机械轴承和润滑系统[1]。这种新型的压缩机无需润滑油, 无油化设计不仅排除了油污染对制冷效率的影响,同时也减少了油热器、油泵、油分离器、油过滤器等配件。

3、空气源热泵替代燃气锅炉供热

空气源热泵替代燃气锅炉供热主要包括空调供热和生活热水,下面对这两方面进行具体的分析:

3.1 空气源热泵和燃气锅炉能耗比较(空调供热)

以一座10 万㎡的办公大楼为例,单位面积平均热负荷为60 W/ ㎡,年供热时间为90 d,每天供热时间为10 h/d。燃气热值为9 300 kcal/Nm³,折标系数为1.3 kgce/Nm³,燃气锅炉效率:η=0.9,锅炉平均耗电32 kW(以5 台1.4 MW 燃气锅炉电机功率8kW/ 台,需用系数0.8 计算)。

冬季总耗热电量为5 400 MWh

3.2 空气源热泵和燃气锅炉能耗比较(生活热水)

以一座10 万㎡的酒店为例,客房1 000 间,每间用热水量240 L/d,水温从20 ℃,加热到55℃。供热水时间为365 d,客房利用率为60%。燃气热值为9 300 kcal/Nm³,折标系数为1.3 kgce/Nm³,燃气锅炉效率:η=0.9,锅炉平均耗电6.4 kW(以1 台1.4MW 燃气锅炉电机功率8 kW/ 台,需用系数0.8 计算)[2]。

表3 给出了空气源热泵和燃气锅炉能耗比较。

全年供热耗电量2 139 MWh

从上面计算可以看出空气源热泵替代燃气锅炉供热能取得比较好的节能效果,尤其是酒店用空气源热泵替代燃气锅炉制备生活热水,节能效果更为特出。

4、用空气源热泵替代溴化锂机

以一座10 万㎡的办公大楼为例,单位面积平均冷负荷为120 W/ ㎡,年供冷时间为120 d,每天供热时间为10 h。空气源热泵平均COP=3.2。电折标系数为0.3kgce/kWh。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆燃气热值为9 300 kcal/Nm³,折标系数为1.3 kgce/Nm³,燃气锅炉效率:η=0.9,锅炉平均耗电48.8 kW(以5 台2.1 MW 燃气锅炉电机功率

12.2 kW/ 台,需用系数0.8 计算)。溴化锂机组平均COP=0.9(使用10 年),平均电功率250 kW(以5 台200 万kcal/h 溴化锂机组,每台配循环冷却水泵电机功率55 kW/ 台;每台配溶液循环泵、溶剂循环泵电机功率7.5 kW/ 套,需

用系数0.8 计算)。总冷电量=120•100000•1200/1000=14400 MWh

表4 给出了空气源热泵取代燃气锅炉+溴化锂机组制冷的能耗比较。

早期建筑用燃气锅炉+ 溴化锂机组制冷消耗一次能源;原溴化锂机组能效比不高;又多年使用,效率下降;因此用空气源热泵取代燃气锅炉+ 溴化锂机组供冷节能效果明显。但溴化锂机组用在余热比较充分的地方,还是有很大的优点,而且随着溴化锂机组技术性能不断提高,最近推出三效溴化锂机组,COP 高达1.8左右,相同耗热量制冷量增加25% 左右[3]。尤其在分布式能源系统,燃气通过燃气内燃机、燃气轮机发电后,余热通过溴化锂机组制冷,溴化锂机组有着不可替代的作用。

5、热源塔热泵机组

热源塔热泵是针对南方地区而设计的,因为南方地区的冬季特点是潮湿阴冷,因此南方的冬季空气湿度比较大,传统的空气源热泵在这个时候就会显现出一个严重的弊端,那就是供热时会结霜。因此,热源塔热泵机应运而生。它不仅能够在室外的环境下运行,还能够利用冬季的湿空气进行相变替热,从而减少表面结霜的时间。热源塔分为开式和闭式两类。一般常用闭式热源塔。闭式热源塔在夏季为开式负压冷却塔,通过调节风机的流量来实现变风量控制,可在高温高湿的气候条件下实现负压蒸发,冷却水温度低于传统冷却塔,提高了制冷机效率。冬季热源塔提取环境低品位热能的性能比空气源热泵稳定,无结霜困扰。夏季由于热源塔散热能力比传统冷却塔强,起到高效冷却塔的作用,因此热源塔热泵综合效率比空气源热泵高25% 左右。热源塔热泵系统不仅可以夏季制冷、冬季供暖,而且机组还可以提供一年四季生活热水,特别是夏季机组可以做热回收将室内热量收集起来转移到生活热水中,相当于夏季免费制取生活热水。

6、太阳能光伏发电

光伏发电系统(PV System)是将太阳能转换成电能的发电系统,利用的是光生伏特效应。光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统[4]。10000 ㎡的屋顶可敷设1MWp 容量的光伏电站,需安装245Wp×4081 块光伏电池,光伏电池板总面积约为6 600 ㎡。光伏系统设置逆变器,自发能马上自用可不设电池组,可降低一次投资费用和电的转换损耗,1 MWp 容量的光伏电站上海地区理论计算平均年发电总量为100 万kWh 左右。

表5 给出了上海地区太阳辐照度。

7、其它节能技术

(1)分项计量、能源监测、智能控制系统根据城建委要求,每一个改造建筑,必需建立电力分项计量系统,并通过网络上传到建科院电力监测平台。公共建筑能效监测、智能控制系统,可大大提高对公共建筑能源的管理,使系统在最佳状态下运行,从而达到节能目的。

(2)围护结构改造

部分建筑建成时间比较早,围护结构热工性能没有达到要求,他们将单层玻璃全部改成了双层玻璃、使用3M 太阳隔热膜、采用综合外墙保温是不错的节能措施。上海属于夏热冬冷地区,围护结构热工性能必需符合《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005 对外墙、屋顶、外窗、遮阳等热工要求。

结语

根据上文叙述可知,节能技术的应用在建筑节能改造中有着举足轻重的作用,因此,我国企业在进行公共建筑节能改造的过程中,一定要应用节能技术。只有在照明技术、磁悬浮无油冷冻机等技术中应用节能技术,才能保证建筑节能改造的过程中,实现节能效果的最大化,从而提高人们的生活水平。

参考文献

[1] 宋丹丹.建筑节能改造中的节能技术[J].上海节能,2016(05):455-461.

[2] 秦力.东北严寒地区既有住宅建筑节能改造技术探究[J].建筑节能,2015(04):345-349.

[3] 张军杰. 绿色生态节能技术在建筑改造中的应用探究[J].工业建筑,2016, (03):523-525.

[4] 韦婷婷.城市既有建筑节能改造关键技术研究[J].建筑知识,2016,(03):531-538.

论文作者:周予倩

论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/29

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