周颖
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：2005年以前的大型公共建筑在围护结构、用能设备等方面节能设计要求较低，导致其空调系统现在运行能耗较高，对这些老建筑实施节能改造已是迫切的需求。从既有大型公共建筑空调系统节能改造的角度出发,利用建筑能耗实时监测数据，对建筑空调系统的用能情况进行分析，对比计算机能耗模拟结果，分析存在差距的原因，对空调系统能源利用的合理性做出评价，并提出相应的改造建议。
关键词：能耗监测数据； 建筑节能； 节能改造
0 引言
我国十多年以前的公共建筑节能状况跟现在建筑相比差别较大,导致这些老建筑的空调系统现在运行能耗较高，尤其对于大型公建更是如此。目前,青岛市已有多栋此类建筑安装了建筑能耗监测系统，分析能耗监测数据,对这些老建筑空调系统实施节能改造已是迫切的需求。如何运用好监测数据，使节能改造工作顺利进行，需要科学的途径。本文以能耗监测数据为依据,并结合能耗模拟软件eQUEST对该建筑进行能耗模拟，经过数据与模拟分析，探讨可行的建筑空调系统节能改造模拟方法，为以后的建筑节能改造项目提供参考。
1 建筑概况
1.1 建筑基本信息
本建筑起建于2004年（早于公建节能标准GB50189—2005[4]版与2015版），分为主楼和裙楼，主楼地上25层，为一般办公，裙楼地上5层，为会议厅等。地下3层，地下1层为厨房、职工餐厅、冷库、档案室等，地下2层为变配电室、车库等，地下3层为洗衣房、空调机房、车库等。
1.2 空调系统详情（见表1)
本建筑采用集中式冷热源,夏季由制冷机组提供冷量,冬季由板换与市政热水进行换热提供热量。门
厅 、会议厅、健身房、档案、休息厅等公共空间采用全空气空调系统，办公室等采用风机盘管加新风系统。
6月末到9月末根据回水温度手动启停空调系统。
表1 空调系统主要设备表
1.3 监测系统概况
本建筑能耗监测系统为后加,共监测48路，空调主机、水泵、冷却塔、新风机等采集的数据通过GPRS
无线传输到数据中心。
2 建筑能源消耗比较基准
(1)空调能耗计算时间按设计中指定的工作日8:00—17:00开启。由于要调取实际数据，制冷采暖季按照实际时间计算。根据实时数据，自2013年6月19日一9月29日为制冷季，共102d 。自2013年11月13 日一2014年4月3日为采暖季，共141d。其他时间作为过渡季。
(2)冬季供暖采用市政热源，其中采用间接加热热水锅炉，主要能耗为天燃气,另外少量电量用于风机 、各类辅助泵等，由于冷却侧冬季不运行，故仅对用电能耗进行分析。
(3)由于eQUEST设置项与实际各设备运行参数的差别,结果会有误差，仅作为粗略比较，数据结果仅作为参照。
3 实际用能与eQUEST模拟结果对比
3.1 实际运行监测数据汇总结果
从表2、图1中可以看出，监测阶段该建筑制冷季的7、8月份用电量较多,处于过渡季的5、10月份用电量较少。空调系统用电量较高时，建筑总用电量也较高，空调系统用电对建筑整体用能有很大程度的影响。
图3采暖季空调系统各项用能比例
从制冷季与采暖季设备用能分布图图2、3可以看出，制冷季用能较多的为空调主机，占空调系统总用能的56.41%。由于采用的风盘加独立新风系统占很大比例，末端的新风机较多，其用能也较多。采暖季用能较多的为热水泵，约占62.83%,空调末端约为34.03%,主机仅占4.13%。
3.2 eQUEST模拟能耗结果
模拟能耗具体数据说明见表3。
表 3 采暖季空调系统各设备用能比例
3.3 实测数据与模拟数据对比分析
由实测数据与模拟数据对比可知，实际运行能耗与模拟能耗存在较大差距，实际运行能耗存在很大的
节能潜力。
主机能耗存在差距,实际主机用能204042.00kWh，eQUEST模拟结果主机用能为166400.00kWh，存在37 642kWh的差值。供暖季期间主机不参与运转,但是主机在除制冷季以外的月份都存在2000kWh上下的耗电量，根据实际调研是有关油泵运行导致。另外,存在空调能效比过低，主机负载率较低的问题。
相关泵存在能耗差距，在实际检测中冷冻泵、冷却泵和热水泵产生的能耗为238170.57kWh，而eQUEST 模拟结果仅113200kWh，能源利用相差一倍多。夏季冷却泵选型过大、冷冻水泵流量过大和冬季热水泵流量过大是造成能耗过大的主要原因。
供回水温差过小也是影响空调系统效率的重要原因之一。设计中空调系统夏季采用5°C的供回水温差，冬季采用10°C的供回水温差。通过对制冷季和供暖季各一周的典型数据分析，该建筑空调运行时刻供回水温差较低，夏季时供回水温差，高温为2.51°C，低温为0.03°C，平均仅为1.15°C ，而冬季仅保持在5°C左右。整个空调系统循环存在问题，造成能源浪费。
4节能改造分析
经过实测数据与模拟数据分析可得，本建筑空调系统节能的关键是提高空调系统的能效比，这需要从全局对系统进行优化配置。提高主机的负载率，合理调开机组;水系统的流量随负荷变化,节约输送系统能耗;深化部分控制系统等都是关键。目前，这些措施都较容易实现。比如对水泵进行变频改造，以节省水泵的输送动力；或者更换现有的大水泵，以满足实际负荷的运行，输配系统能耗也将相应地降低。当然，若从降低围护结构传热角度考虑，节能潜力会更加明显。
5 安科瑞重点用能单位能耗在线监测系统
5.1 系统概述
工业能耗在线监测系统是一个集成Intranet/Internet网络技术、GPRS无线传输技术、Web Service软件技术、数据库技术等于一体的大型数据综合管理系统。系统为管理者、各级能耗内部用户、浏览者提供了一个访问的网络通道，搭建了一个合理、高效的信息传输平台和管理平台。工业能耗在线监测系统的开发应用为政府管理部门、企业生产管理、计量管理、节能管理提高到一个新的高度，是我们对节能减排、节能降耗实现的一种行之有效的解决方案。
能源组成及监测内容：
图5 监测内容
用电类：采集采暖、锅炉、空调、制冷、照明、办公、电梯、水泵、风机、通风机等耗电设备的用电信息。主要监测其用电量，对于大耗电设备监测其电流、电压及功率因数等信息。
配电类：采集6kv/10kv配电开关设备、变压器，状态信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能质量、电能量等。
用水：自来水和蒸汽；采集具有485通讯功能的智能热量表、蒸汽流量计、水表等；
用气：煤气、天然气；采集具有485通讯功能燃气表；
环境参数：采集具有485通讯功能的温度/湿度计；采暖空调供回水温度；
5.2 系统框架
图6 系统框架
(1)能源消费管理系统：该系统可以对重点用能企业煤、电、油、气、热、水等能源和耗能工质进行定期录入和实时采集，并将收集到的能耗数据进行整理存储，为汇总分析和上报作数据支持。
(2)能源利用状况信息报送系统
重点用能企业可通过该系统将企业本年度的《能源利用状况报告》，报送至市节能监察中心，经初审核后，上传至省节能监察总队审核，而后上报国家有关部门。
(3)单位能耗水平识别评价系统
利用重点用能单位能耗数据，对企业用能状况进行分析评价，查找问题。为政府节能管理部门掌握、分析信息和研究节能改造并制定相关政策措施提供科学的依据和平台。
(4)决策服务和专家咨询服务系统
系统提供直观、简明、快捷的数据信息查询和决策支持服务。对重点用能企业的能耗进行科学、合理的咨询指导，帮助重点用能企业做出及时、正确、可行、有效的解决方案。
(5)能耗预测、能源安全预警系统
通过系统全面掌握重点用能企业能源购置、使用、消耗及生产情况，对企业的用能情况进行综合的评判和分析，对比同期值和限定值，对能耗超标情况予以预警提示。
在全面获取能源使用的基础上，进行数据挖掘分析，实现能耗的预测分析功能，为政府相关部门的宏观决策提供支撑体系。
(6)节能监察及信息发布、法律法规知识培训系统：
通过该系统平台，可对省重点耗能企业做全面节能监察工作；发布节能法律法规标准以及能源基础知识、能源统计知识、节能监测方法等资料；处理日常节能管理工作相关的公文、通知、公告等。
5.3 系统网络结构
系统把数据信息从各个企业的能源监控中心采集到后台的数据库系统，经分析与处理，提供分析预测和预警功能。同时通过门户网站、无线终端等手段为省、市领导以及相关委办局提供了多方位、可视化的便捷服务。
图7 系统结构
5.4 能耗监测系统产品选型
6 结语
本文从既有大型公共建筑节能的角度出发，充分利用建筑能耗监测实时数据，对建筑空调系统的用能情况进行归类分析,并参照eQUEST能耗模拟计算结果，对空调系统能源利用的合理性做出评价，并提出相应的改造建议。
【参考文献】
[1] 涂逢祥，王庆一 .建筑节能研究报告[J].建筑节能,2004,42(3):11-32.
[2] 逯红梅,王亚茹.基于能耗监测数据的建筑节能改造分析
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.
作者简介：周颖，女，本科，现就职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为重点用能单位能耗在线监测。邮箱:2880956070@qq.com；手机：18721095851（微信同号）；QQ：2880956070