重庆市某公共建筑节能改造项目的改造技术措施及效果分析

2020-11-25冷艳锋

建材发展导向 2020年23期

关键词：蒸汽锅炉中央空调热水

皮璐冷艳锋

（重庆市建设技术发展中心，重庆 400000）

1 项目概况

重庆市某公共建筑节能改造项目为宾馆饭店类建筑，建筑改造面积共8.89万m2，建筑物理层19层，地下5层、地上14层，建筑总高度68m。用能系统主要为：照明插座系统、中央空调系统、动力系统、生活热水系统、特殊用能系统。

2 节能改造措施

2.1 围护结构

酒店外窗均采用6mm+6mm双层中空玻璃，内置活动遮阳。酒店与办公楼南面及西面在夏季受日照时间较长，太阳得热系数较大，引起空调负荷增大，通过贴隔热膜的方式降低酒店及办公楼南面与西面透过玻璃的日射得热，减少空调系统冷负荷。酒店客房区域（4-14楼）贴膜朝向为南面和西面，贴膜面积1980m2；办公楼区域（19-23楼）四面均张贴隔热膜，贴膜面积855m2，共贴膜2835m2。改造前遮阳系数0.86，可见光透射比为0.71，传热系数为2.8；改造后遮阳系数为0.47，可见光透射比为0.47，传热系数为2.71。

2.2 照明插座系统

作为宾馆饭店类建筑，照明灯具与插座用电占比较大，在不影响酒店舒适度的前提下，对建筑既有的白炽灯、荧光灯、卤素灯等高能耗灯具进行改造，更换为LED节能灯具以降低高耗能。

2.3 中央空调系统

该项目空调系统采用1台110kW 和1台55kW 的冷却水泵替换原132kW 和75kW 冷却循环水泵，并对空调机组、冷冻、冷却水泵进行模糊控制。根据中央空调系统冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的配置数量和日常运行使用情况，选择了一套EMS600中央空调能源管理系统对其进行节能控制。

2.4 动力系统

本项目酒店区配置5台电梯，运行高度为40m，运行速度为2.5m/s，额定载重量为1350Kg；办公区配置6台电梯，运行高度为80m，运行速度为2.5m/s，额定载重量为1350Kg。现对11台电梯加装电能回馈装置，即电梯轻载上行及重载下行以及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下，利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电（再生电能）转化为直流电，并利用一种电能回馈器将直流电电能回馈至交流电网，供附近其他用电设备使用，使电力拖动系统在单位时间内消耗电网电能下降，从而起到节约电能的目的。

2.5 生活热水系统

酒店生活热水由2台真空燃气锅炉、2台生活热水循环水泵组成，现新增3台额定制热量为39kW 的空气源热泵在过渡季节和夏季辅助提供酒店生活热水，减少运行能耗，达到节能效果。

2.6 特殊用能系统

酒店厨房采用传统灶具，燃烧过程中存在能源浪费。现用节能型燃气灶芯替换传统灶芯，节能型燃气灶芯使天燃气在燃烧前充分与空气中的氧气进行预混，使燃烧更充分，在保证火力和使用效果的前提下减少燃气耗量，亦可杜绝燃气泄漏的危险。

酒店洗衣房配置一台1MW 的蒸汽锅炉，锅炉的烟气、蒸汽与水混合物直接排放，排放的热量大，导致洗衣房环境温度很高。现安装烟气余热回收装置将排放的200℃左右烟气，经过余热回收将烟气温度降至150℃后排放，余热回收对蒸汽锅炉软水补水进行预热，预热后的补水再供入蒸汽锅炉，实现蒸汽锅炉循环水的废热利用。

洗衣房另外加装1套余热回收装置，回收废弃冷凝水热量用于卫生热水加热，热交换后的冷凝水回收到原有的蓄水罐，再到软化水箱，用于蒸汽锅炉的补水，达到完全回收水资源和余热。

3 节能效果分析

第三方节能量核定机构依据《重庆市公共建筑节能改造节能量核定办法》、重庆市《公共建筑节能（绿色建筑）设计标准》DBJ50-052对节能改造技术效果进行节能量核定，具体分析如下：

3.1 围护结构系统

结合空调负荷计算书，酒店改造前夏季空调总负荷为1668.94kW；改造后夏季空调总负荷为1620.08kW，负荷差为48.86kW；办公楼改造前夏季空调总负荷为2753.35kW；改造后夏季空调总负荷为2706.93kW，负荷差为46.42kW；总负荷差为95.28kW，空调系统能效比为3.04。根据酒店空调运行记录，夏季空调工作时间为3360h。围护结构节能量为68451.16kW·h。

3.2 照明插座系统

通过对照明系统的数量、额定功率、运行情况进行分析，计算区域照明灯具总额定功率，统计照明用电运行情况，对应区域照明开启时间，计算各区域照明灯具同时使用系数，经过分析得出照明系统改造后节能量为793460.49 kW·h。

3.3 中央空调系统

将原有1台132kW 和1台75kW 冷却循环水泵替换成1台110kW 和1台55kW 的水泵，132kW 空调冷却水泵更换为110kW 后节能量为7972.67kW·h，75kW 空调冷却水泵更换为55kW 后节能量为65601.14kW·h，更换空调冷却水泵总节能量为73573.81kW·h。

对螺杆式冷水机组，45kW 冷冻水泵，55kW 冷却水泵，离心式冷水机组，45kW 冷冻水泵，110kW 冷却水泵进行模糊控制，由第三方检测机构对中央空调管理平台使用前后的中央空调系统进行现场节能效果测试，经计算，中央空调智能控制系统节能量为266947.28kW·h。

空调系统的总节能量为340521.09kW·h。

3.4 动力系统

对酒店和办公楼共11台电梯加装电能回馈装置，电梯运行速度2.5m/s，年待机能耗约为560.64kW·h，最大载重1350Kg。电梯每天开启24小时，有人员上下时由各楼层呼叫面板控制电梯往返运动，无人员进出时电梯处于待机状态。经计算，电梯系统总节能量为83036.8kW·h。

3.5 生活热水系统

3台空气源热泵使用时间主要是夏季和温度较高的过渡季节，根据酒店2015及2016年5-9月份的生活热水用水量，计算出每天用水量为84.5m3，计算节能量。由第三方检测机构提供锅炉及空气源热泵出水温度及小时耗气、耗电量。经计算，改造后，空气源热泵日加热水量为32.4m3，锅炉日产水量为52.1m3，通过空气源热泵替代锅炉供应生活热水部分的节能量为4202.67kW·h。

3.6 特殊用能系统

根据第三方检测机构出具的在相同实验条件下采用节能灶芯与非节能灶芯进行对比试验得出的数据，可计算出节气率35.8%。进行改造的灶具改造前年耗气总量为厨房用气量、员工厨房和建工食堂用气量总量为90679.66m3。燃气灶具节气量为32463.32m3，则燃气灶具节能改造节能量为108102.86kW·h。

酒店洗衣房蒸汽锅炉安装烟气余热回收装置，根据酒店提供的能耗统计数据，改造前蒸汽锅炉年耗气量为158156.5m3，烟气回收前温度为200℃，回收后烟气温度为150℃；则回收的热量为 102711797.2kJ，即节能量10691.93kW·h。

另外加装1套余热回收装置，回收洗衣房废弃冷凝水热量用于卫生热水加热，热交换后的冷凝水回收到原有的蓄水罐。板式换热器冷介质出口平均温度60.3℃，板式换热器冷介质进口平均温度27.4℃；则回收的热量为774215854.7 kJ，即节能量80593.03kW·h。

特殊用电系统总节能量为199387.82kW·h

3.7 总节能率计算

该项目经过节能改造后，围护结构节能量68451.16kW·h，照明插座系统节能量633850.88kW·h，空调系统节能量340521.09kW·h，动力系统节能量83036.8kW·h，生活热水系统节能量4202.67kW·h，特殊用能系统节能量199387.82kW·h，总节能量为1489060.03kW·h。改造前建筑总能耗为7263535.95kW·h。总节能率为20.50%，达到了《重庆市公共建筑节能改造示范项目和资金管理办法》的要求，改造后实现单位建筑面积能耗下降20%及以上。