他山之石:北京西單大悅城節能改造技術亮點簡介

(源自網絡,僅為學習用)

2020年9月,北京西單大悅城商場節能改造項目確定為“中國公共建築能效提升項目”示范子項目,通過實施中央空調系統全面節能措施,實現年二氧化碳減排2985噸,同時促進高效制冷機房成套技術、組合式空調機組風機變頻控制措施、夜間通風措施和BIM運維等關鍵技術的研究與推廣。

#1項目簡介

西單大悅城是集購物中心、寫字樓和酒店的綜合業態建築,地處北京最為繁華的商業中心——西單商圈,是北京最具人氣的購物中心之一。大悅城位於北京市西城區西單北大街131號,於2007年底開業,項目總建築面積約為205276.7平方米。空調系統形式為電制冷空調系統,空調系統形式典型、存在問題普遍、具備節能技術推廣性。

#2技術亮點

目前我國商場類建築建設飛速發展,數量不斷增加,建築耗電量巨大,包括照明、辦公設備、電梯、空調、供熱等多個系統。夏季由於集中空調系統的使用,用電量要明顯高於其他季節。以西單為例,商場營業時間為9:00-22:00,每天運行12小時以上,全年基本沒有節假日,空調系統作為建築中耗能大戶,改造前空調系統年總能耗為1113.7萬kWh,占到整個建築能耗的40%左右。因此,有效控制建築中空調系統的能耗對建築節能工作的開展至關重要。

西單大悅城節能改造示范項目主要內容為中央空調系統的節能改造,應用技術涵蓋瞭中央空調系統的冷源、輸配系統和末端設備,對中央空調系統進行瞭全面節能改造。應用的關鍵技術主要有高效制冷機房成套技術、組合式空調機組風機變頻控制措施、夜間通風措施和基於BIM運維的設施管理。

(一)高效制冷機房成套技術

西單大悅城改造前存在冷卻塔佈水不均導致回水溫度較高、商業制冷機負荷率過高而辦公和酒店的制冷機負荷率過低等問題,從而使整個制冷系統綜合能效較低。

高效制冷機房成套技術是多項節能技術的聯合應用,包含冷卻塔近濕球溫度控制技術、冷卻水變流量控制技術、冷卻塔風機聯合變頻和制冷站聯合運行方式等內容。

其中冷卻塔近濕球溫度控制是核心技術,通過對冷卻塔進出水溫度的環比,實時監控冷卻塔風機功率與冷卻塔出水溫度的變化關系,計算出近濕球溫度值,作為當前冷卻塔最佳冷卻目標,提升冷卻塔整體運行效率。該技術的實施解決瞭目前商業建築冷卻塔回水溫度普遍高於設計狀態,導致冷水機組運行效率下降的問題。

冷卻水變流量控制技術是對各冷卻塔設置水力穩壓器和變流量噴嘴,變流量噴嘴設計瞭立式下水槽,進入佈水盤的冷卻水首先形成積水,然後從每個下水孔流向填料,從而實現各佈水盤間均勻佈水,單臺冷卻塔的填料得到充分利用。

變流量噴嘴實現均勻佈水

冷卻塔水力穩壓器現場圖片

在優化冷卻塔佈水基礎上,對冷卻塔風機進行變頻改造,采用風機聯合控制技術和近濕球溫度控制技術,使冷卻塔以最低的能耗,提供最理想的冷卻效果。如圖所示,在聯合變頻工況下,開啟瞭3臺冷卻塔,額定功率隻為1.5倍單臺塔額定功率,而出水溫度降低到29℃,比不采用聯合變頻技術工況下的出水溫度降低1~2℃。

聯合變頻技術產生的節能效果

(二)夜間通風措施

夜間機械通風將夜間室外自然冷風送入室內,使其與室內空氣、圍護結構、傢具等換熱,進行預冷和蓄冷。白天圍護結構、傢具等放出蓄存的冷量,推遲空調的開啟時間或降低空調運行功率,從而降低空調的運行能耗。

夜間機械通風,在消耗部分風機電耗的基礎上,將室外自然冷源引入室內,帶走房間的熱量。因此,合理的通風控制策略是夜間機械通風技術節能的關鍵。夜間通風目前普遍還停留在理論分析上,擬通過該項目進行研究分析與實驗,探討夜間通風在商業建築推廣的可能性。

夜間通風技術路線

夜間通風模擬研究區域

(三)BIM運維技術

西單大悅城項目的管理平臺以實現全部運維活動有規章,全部事件處理有流程,全部運維操作有標準,全部運維過程有數據的目標開發,目前已經初步開發完成,內置建築和機電系統BIM模型,已經可以實現設備設施信息管理、維修工派單與跟蹤、巡檢計劃與路線安排等功能。

BIM運維的設施管理為設施管理提供瞭提供瞭更加便捷、真實、形象的數據源,同時借助物聯網技術應用,不但能為建築物實現三維可視化的信息模型管理,而且為建築物的所有組件和設備賦予瞭感知能力和生命力,從而將建築物的運行維護提升到智慧建築的全新高度。

BIM運維可視化界面

#3預期實施效果

大悅城處於商業地產行業前列,具備極高的品牌價值。以上節能技術措施結合大悅城品牌進行推廣,將極大地推動國內其他商業建築的節能改造工作開展。

西單大悅城商場節能改造項目實施完成後,預計綜合節能率32%,綜合節能量為400萬kWh,減少二氧化碳排放量2985噸/年,減少二氧化硫排放量28噸/年,減少氮氧化物排放量8噸/年,全年可節約費用424萬元。

供稿單位:

“中國公共建築能效提升項目”管理辦公室

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