建筑节能技术第七章

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1、第七章 建筑智能化技术节能,7.1 建筑设备监控节能 7.2 绿色/生态建筑设施监控节能 7.3 能耗分项计量与能源管理,7.1 建筑设备监控节能,7.1.1 通风、采暖系统的节能控制 7.1.2 空调系统的节能控制 7.1.3 供配电监测与用电量计量 7.1.4 照明系统的节能控制,7.1.1 通风、采暖系统的节能控制,1.通风及其节能控制,通风的作用是将建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外，并将新鲜的空气补充进室内，从而保持室内的空气环境符合卫生标准，保证室内人员的热舒适和对新鲜空气需要。按所用方法分为自然通风和机械通风两种。 自然通风是利用外部空气的压力和循环实现的，合理利用自然通风

2、可以改善室内空气环境，节约能源。 机械通风利用换气扇等新风设备使房间空气循环流动。与自然通风相比较 ，机械通风可以使大量的空气进行循环，并能有效控制导入新风的大小、时效和风路，不需要依赖外部自然条件，但消耗能源。,7.1.1 通风、采暖系统的节能控制,独立机械式通风系统监控的内容主要有： 排送风设备的运行状态及故障状态的显示和打印； 机组的启停控制； 火灾时对排风（排烟）风机进行切换控制。,通风系统的节能控制措施主要有： 通过DDC实现通风设备集中联网控制，根据空气质量，采用变频或定时间歇开关的工作模式，达到节约能源的同时满足通风工艺的要求。,图7-1 供热系统监控原理图,7.1.1 通风、采

3、暖系统的节能控制,2.采暖节能控制,7.1.2 空调系统的节能控制,空调监控系统节能的主要策略： 根据系统实际冷负荷调节冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组以及冷却塔的运行台数，投入合适的运行台数。 根据室内实际温湿度变化调节新风/回风阀、冷/热水阀、蒸汽阀的开度。 根据房间实际负荷变化进行变风量（VAV）调节。 提前预冷关闭新风。 夏季工况的夜间吹洗。 焓差控制。 室内温度分层控制。,1.冷源系统的节能控制,监控内容： 冷冻水供回水温度 压力与回水流量监测 冷却水供回水温度监测 冷却水泵/冷冻水泵/冷却塔风机/冷水机组运行 故障状态监测及启停控制,7.1.2 空调系统的节能控制,图7-3 冷源系统监

4、控系统原理图,7.1.2 空调系统的节能控制,1）冷冻水泵的节能控制,2）冷水机组的节能群控,2.空气处理监控系统的节能控制,监控内容： 新风阀/排风阀/回风阀的开度 室内外温湿度 送回风温湿度 过滤器两侧压差 防冻开关状态 送风机/回风机的故障状态及启停控制 冷热水阀/蒸汽阀的开度控制,7.1.2 空调系统的节能控制,图7-4 空调机组监控原理图,7.1.2 空调系统的节能控制,1）室内温度浮动控制,2）最小新风量控制,3.VAV和TRAV技术,VAV系统中变风量控制器和房间温控器一起构成室内串级控制，采用室内温度为主控制量，空气流量为辅助控制量。变风量控制器按房间温度传感器检测到的实际温度

5、，与设定温度比较差值，以此输出所需风量的调整信号，调节变风量末端的风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围。同时，风道压力传感器检测风道内的压力变化，采用PI或者PID调节，通过变频器控制变风量空调机送风机的转速，消除压力波动的影响，维持送风量。,7.1.2 空调系统的节能控制,7.1.2 空调系统的节能控制,变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面:1、 节能由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到51%；当风量减少到50%时，风

6、机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60% 时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。2、 新风作冷源因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。3、 无冷凝水烦恼变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。,7.1.2 空调系统的节能控制,4、 系统灵活性好现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增

7、加风口。而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。5、 系统噪声低风机盘管系统存在现场噪声，而变风量空调系统噪声主要集中在机房，用户端噪声较小。6、 不会发生过冷或过热带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。7、 提高楼宇智能化程度 采用DDC数字控制的变风量空调系统，可以实现计算机联网运行，接入到楼宇自控系统中，从而提高楼宇智能化程度。8、 减少综合性初投资9、 变风量空调系统结构简单，维修工作量小，使用寿命长。,7.1.3供配电监测与用电量计量,建筑供配电系统监

8、测内容： 运行参数的监测 运行状态的监视 建筑物内用电设备的用电量统计及其费用的计算与管理 对各种电气设备的检修、维护保养进行管理 供配电用电量计量 由用电量计量装置来确定电能量值，用电量计量装置是计量电能所必须的计量器具和辅助设备（包括电能表、电流互感器及其二次回路等）。,7.1.4 照明系统的节能控制,目前，照明系统也日益成为建筑中的能耗大户。据统计，照明能耗一般占整个建筑能耗的25-35，占全国电力总消耗量的13，因此实现照明系统节能的意义十分重大，且经济效果明显。 照明控制实现方式有两种，一种是利用建筑设备监控系统对照明系统进行控制，另一种是独立设置智能照明控制系统。,1.利用BAS对

9、照明系统进行控制,通常以电气触点来实现分区域定时控制、中央监控等功能。 定时控制：将建筑物内部使用有规律的场所照明分成若干组，每组灯具均受照明控制器的控制，通过软件编程的方式使各组照明灯具按用户预置的时间表自动开启、关闭。 中央监控：用于公共场所的照明，根据各分区的具体用途、使用时段和天然采光状况，将公共场所所有的灯具分区、分组，设定各种照度参数和运行模式。,7.1.4 照明系统的节能控制,2.独立设置智能照明控制系统,图7-6 智能照明控制系统结构图,7.1.4 照明系统的节能控制,智能照明控制系统的组成及功能,智能照明控制系统设计,1）划分控制回路 按场景及控制要求进行划分。比如房间或场所

10、要实现自动调光，则所控灯列应与侧窗平行，根据室内天然光强弱，自动调节或开关各列灯具；对于电化教室、多功能会议室等场所，为实现多场景控制，所控灯列应按靠近或远离讲台分组，在使用投影仪时，可关闭讲台和邻近区段的灯光； 每条照明回路的灯具应该为同类型的灯具，以便于调光模块的选择和配置； 每条照明回路的最大负载功率应在需要选择的调光器允许的额定负载容量之内。,7.1.4 照明系统的节能控制,2）选配调光器及其他控制部件 调光器是智能照明控制系统的主要部件，按照明回路的性能选择调光器，不同类型的灯具应该选用不同的调光器。而后根据控制需要选择时间管理器、调光面板、摇控器、智能探测器等。,7.1.4 照明系

11、统的节能控制,3）与建筑设备综合管理系统集成 智能照明系统作为建筑智能化系统之一，一方面应与其它的系统共享资源，另一方面应将智能照明控制系统的监控信息及时传送到建筑设备综合管理系统，实现建筑设备综合管理系统对智能照明系统的监视和综合管理，因而应与BMS集成。 为满足集成要求，控制系统应采用国际标准的通信接口和协议，通过照明监控主机与楼宇智能管理系统相连接，实现建筑设备控制中心对照明监控系统的信号收集和监测。,7.1.4 照明系统的节能控制,智能照明控制系统设计,4）智能照明控制系统节能 智能照明系统中的自动调光功能，能根据室外光强弱，自动调节室内照度使其维持在设定值，充分利用自然光，实现节能；

12、同时自动调光功能还可有效地控制房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。,7.2 绿色/生态建筑设施监控节能,7.2.1 围护结构节能控制 7.2.2 新能源应用系统的监控与管理 7.2.3 中水及雨水回用系统的监控与管理 7.2.4 废弃物管理及处置系统的监控与管理,7.2.1 围护结构节能控制,1. 通风窗和遮阳板 通风窗，也称“呼吸窗”，是在双层玻璃的间层中加上百叶窗，间层下部有通风孔、上部连接排风管道和小型风机，靠风机动力使室内空调回风从下部进入间层，再从上部进入排风或回风管道。,通风窗的内部结构,智能遮阳系统的实现有两种方式，一种是通过DDC监控，并将其纳入建筑设备监控系统；另一种是将

13、专业的智能遮阳系统集成到智能化集成系统中，实现统一平台监控和管理。 智能遮阳系统DDC监控的方式分为基于时间的遮阳控制和基于气候的遮阳控制。,图7-8 气候遮阳系统的监控原理图,7.2.1 围护结构节能控制,2.太阳能屋顶 太阳能发电屋顶将两片玻璃之间夹硅片组成的太阳能板或薄膜无定型硅光电板等光电设备与屋顶相结合，一方面能有效地加强屋顶的隔热，另一方面能利用太阳能发电，从长远的观点来看，这种太阳能屋顶在新能源的利用方面独具优势。 用于节能发电的太阳能电池板自动跟踪装置有时钟式、程控式和光电式几种。,7.2.1 围护结构节能控制,1. 太阳能应用系统 1）太阳能热水监控系统 太阳能热水系统由太阳

14、能集热器、热水箱、补水箱、水泵、辅助加热装置、阀门以及管道等组成。,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,图7-10 太阳能热水系统监控原理图,太阳能热水系统监控的内容： 温度监测 液位监测 压力监测 水流监测 设备运行状态监视 设备故障状态监视 设备启停控制,2） 太阳能采暖监控系统 太阳能采暖监控系统主要包括太阳墙监控系统、太阳能热水辐射采暖监控系统和太阳能热泵供热采暖监控系统。 太阳墙采暖监控系统 太阳墙采暖系统核心组件是太阳墙板，太阳墙板吸收太阳光辐射将太阳能转换成热能，此外，太阳墙板还具有除尘功能。太阳墙采暖系统工作原理是将室外新鲜空气经太阳墙系统加热后由送风机送入室内，置换室内污

15、浊空气，起到供暖和换气的双重功效。,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,太阳墙采暖系统监控的内容： 温湿度监测 压差监测 送风机运行状态监视 送风机故障状态监视 风阀控制 加湿阀控制 风机启停控制,太阳能热水辐射采暖监控系统 该系统主要由太阳能集热器、储热水箱、辅助热源、补水箱以及地板辐射系统等组成。热水箱将太阳能集热器生产的热水储存起来，由供暖循环泵输送到敷设于地板中的加热盘管中，通过加热盘管的辐射散热提高室内温度，实现采暖的需求。热水箱内装有换热器，辅助热源可以是锅炉或者是热电联产后输送过来的热水，若仅靠太阳能集热器无法满足热水供应要求时，通过辅

16、助热源换热器与热水箱内的水交换热量，提高热水箱内热水的温度。,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,图7-12 太阳能热水辐射采暖系统的监控原理图,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,监控的内容 ： 温度监测 液位监测 压力监测 水流监测 水泵运行状态监视 水泵故障状态监视 水泵启停控制 阀门通断控制 阀门调节控制,太阳能热泵供热采暖监控系统 太阳能热泵供热系统主要由太阳能集热器、热水箱、电加热器、太阳能热水给水循环泵、太阳能热泵、热水循环泵、集水器和分水器等组成。太阳能热泵系统与建筑设备管理系统中的热力系统类似，只是热力系统的热源是锅炉，而太阳能热泵系统利用太阳能集热器在低温时收集太阳光辐射，将热量储备起来作为热泵的热源。,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,图7-13 太阳能热泵供热系统监控原理图,7.2.2 新能源应用系统的监控与管理,系统监控的内容 ： 温度监测 液位监测 压力监测 水流监测 设备运行状态监视 水泵故障状态监视 水泵启停控制 用户供水循环泵启停控制 电加热器控制 阀门通断控制,3） 太阳能空调监控系统 太阳能固体吸附式除湿空调机