北京海林办公楼节能系统解决方案

1、科技Technology北京海林节能设备股份有限公司办公楼全面展现了我国建筑节能的前瞻性、低碳性、经济性和人文性,实现了太阳能玻璃幕墙、阳光屋顶太阳能与宏伟建筑的完美融合,并将地源热泵、余热利用、雨水收集、空气质量监控、节能控制及能量计量系统全部融合应用于建筑中,是国内一流的“太阳能建筑一体化及节能综合解决方案”的示范工程。一、项目概况新落成的北京海林节能设备股份有限公司办公楼坐落于北京回龙观国际信息产业基地,总建筑面积为25564.11m2,其中厂房建筑面积为24971.58m2,分二期建设,建筑总高度为23.95m,地上五层。框架结构主要为厂房,局部为办公。设计冬季采暖费用每m2低于10元

2、,夏季空调费用每m2低于8元。海林大楼充分利用强大的建筑节能智能控制技术,将地源热泵与太阳能光热结合,利用太阳能与地热两种可再生清洁能源,为研发生产基地提供供暖、制冷以及生活热水。通过把平板太阳能集热器与幕墙大面积结合安装的形式,实现了规模化的光热利用。加之智能化节能控制技术的应用,使阳光成为不断地为整个建筑的供暖、生活热水提供能量的源泉。大楼的智能化监控系统可以实时监测各个区域的能耗,利用无线网络技术随时随地都可以通过电脑查询并控制楼栋内每个区域的温度、湿度、空气质量以及空调或采暖系统的运行状态。二、系统节能综合解决方案思路办公楼节能设计主要展现为:太阳能玻璃幕墙结合一体化建筑;地源热泵实现

3、夏季制冷冬季采暖;太阳能与地源热泵结合提供采暖及日常用热水;自控系统统一管理各个区域温度、湿度、空气质量、空调计费及采暖计量;办公楼能效分析与评估;通过互联网实现对办公楼所有上述功能的监测及控制;利用建筑节能的前瞻性、低碳性、高科技性和人文性,实现太阳能玻璃幕墙、阳光屋顶太阳能与宏伟建筑的完美对接,并把地源热泵、余热利用、雨水收集、节能控制及能量计量系统融合并应用到建筑当中。三、技术及应用创新1.太阳能光热系统与建筑幕墙完美结合高效平板太阳能集热器不仅代替建筑物幕墙和阳光屋顶材料,在节省建筑成本和后期运行成本的同时,还吸收太阳光热产生热水。热水可直接提供给大厦500名员工的生活使用;通过二次加

4、热后变成可直接饮用水;再供给地源热泵机组,二次加热后为整个大厦提供冬季采暖,如图1所示。平板太阳能集热系统优势有:适用范围广。可与绝大多数热源以及新型能源结合使用,如:燃煤、燃气、燃油、电能、地源热泵、水源热泵、空气源热泵、生物质锅炉等,可广泛应用于住宅、医院、酒店、学校、办公大楼等多种不同用途建筑。节约能源并具较高经济效益。1m2海林太阳能集热器,可节约常规能源数据为:节省燃煤29.83千克/年;节省燃煤费268.44元/年;节省燃气费390.97元/年;节省燃油费820.19元/年;节省电费1156元/年。图2集中展示了办公大楼太阳能热北京海林办公楼节能系统解决方案北京海林节能设备股份有限

5、公司|王立建 李琳 热板的进、出水温度,太阳能系统的启停指令等。同时,系统中每台能量表都可以自动绘制数据曲线,方便决策者了解和协调各个职能部门进行节能评估和控制。2.海林监控及能效评估软件网络管理平台将中央空调系统、采暖系统、太阳能光热利用系统、光伏发电并网系统、热回收利用系统、空气环境控制系统、新风换气系统、毛细管辅射呼吸生态采暖系统、自动照明系统、安防消防以及音响系统进行集中控制,实现了强大的智能化监控体系。通过实时计量每个区域的能耗状况、各个绿色能源设备提供能量的多少并计算整个办公楼的能耗及节能状况、输出数据报表,通过对室内外温度、湿度、CO2浓度等数据进行分析,自动启停地源热泵主机、温

6、控器、新风机组、照明等设备,实现无人值守也能让设备在最佳节能状态自动运行。3.地源热泵系统的应用采用地源热泵系统能达到为整个大楼提供夏天制冷、冬天供暖的作用。对办公区的空调末端系统,采用风机盘管加全热新风换气系统,使换气的能耗降到最低,热交换效率是55%65%;车间空调风柜系统的风机和水阀是DDC控制按照温度自动启停和调整,风阀是按照室内设定浓度自动控制。的CO2采用地埋管形式的地源热泵,大楼前广场用于钻孔的面积为8600m2,室外地耦管总钻孔长度达到了18000m,深度为80m。地源热泵提供的冷量达到了1200kW。地源热泵系统除了提供制冷和供暖常规运行模式外,还设计了在过渡季节节能使用的地

7、耦管直供模式,使系统效能进一步提高。太阳能集热系统与地源热泵系统结合,这套系统的目的是为大楼提供采暖。全系统共采用136.9m2太阳能集热器,按照冬季太阳能辐照量计算,采暖季每天约可节能200kW,相当于28.67kg标准煤。DDC控制调节阀把热能直接输送到大楼供楼内采暖使用,减少空调运行成本和CO2的排放,详见图3。4.中央空调(制冷、采暖监控与计费系统海林节能办公大楼采用了时间型计费、能量型计费、能量、时间综合型计费三种中央空调(制冷、采暖计费方式,有效地解决了空调的合理收费问题(按照实际能耗量进行计费,同时也可促进用户节能意识的提高,并且从真正意义上实现了物业管理的信息化、合理化、高效化

8、。该系统的优点有:操作灵活。既可在房间内直接操作,也可通过计算机进行远程操作。管理方便。利于物业集中管理,可同时监控所有房间空调系统的工作状况。功能强大。集监控与计量于一体,既实现了计费,又可实现对设备运行情况的监控。节约成本。在温控器的基础上实现计费功能,系统成本低。读取便捷。数据齐全,液晶显示记录数据,一目了然。5.DDC节能控制系统DDC节能控制系统可以对整座建筑的暖通设备,如冷冻机组、空调机组、新风机组、风机盘管进行运行工况的监视、控制、测量、记录。实现楼宇内设备管理系统的自动化,起到集中管理、分散控制、节能降耗的作用。该系统还可以将智能建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上和功

9、能上连接在一起,以实现信息综合、资源共享。考虑到建筑的实际情况,从中挖掘出更加优化的控制和节能方案,是节约能源不可缺少的重要手段。电能监测系统。大楼内任何时刻的每台网络电表的数据,都集中汇总至DDC 系统数据库中。系统中的每台电表可自动绘制数据曲线,方便决策者了解、协调各职能部门进行节能评估及控制。办公区域的空调监控系统。大楼每一层的网络温控器均可通过监控中心的电脑进行直接控制,操作简单方便。同时,大楼每一层的各区域温、湿度以及二氧化碳浓度均处于时刻监控状态。可实现功能有:控制车间空调自动启停(空调运行工况由水源热泵机组的工作模式自动控制,采用联动工作模式;控制空调新、排及回风阀的开度,保持室

10、内空气环境舒适。热交换新风监控系统。海林办公大楼采用了风机盘管与热交换新风系统,DDC系统时刻检测办公区域的二氧化碳浓度以及设备各个部位的温度,并自动控制热交换新风机的启停,这样既可保证办公区域空气质量,又可节约电能及热能。公共区域的红外线控制照明系统。海林办公楼内的走廊照明采用红外感应和时间表综合照明控制,节能效果显著:每天20:007:00之间,走廊灯自动关闭,红外线感应系统自动启动。此时,走廊灯可随人员的走动自动开启、关闭。DDC报警系统。楼内设备发生运行异常状况时,报警窗口可自动弹出,提示操作员及时处理,保障系统安全运行。通过报警窗口可以查询以前的报警记录,便于管理。四、经济效益分析1

11、.大楼采暖的节能效益表1数据分析:大楼正常使用期间(室外平均温度-5.69,平均室温19.0,大楼采暖的平均能耗为15.2W/m2。由此推算,标准室外温度-9.0,标准室温为18.0的情况下,大楼采暖的能耗为16.6W/m2。目前北京地区办公楼的采暖能耗平均为50W/m2左右(室外温度-9.0,标准室温18.0。结论:海林办公大楼的节能效率达到66.8%。表2数据分析:采暖集中智能控制,春节放假期间平均室外温度为-5.0,平均室温为9,在满足大楼低温防冻的条件下,大楼采暖的平均能耗只有4.4W/m2。由此推算,标准室外温度-9.0,标准室温为18.0的情况下,大楼采暖能耗为8.5W/m2。目前

12、北京地区办公楼的采暖能耗为50W/m2左右(室外温度-9.0,标准室温为18。结论:海林办公大楼的节能效率达到83%。数据分析结果显示:单位面积采暖耗电8W/m2,相当于采暖季的费用为19.8元/(m2*采暖季,单位电价为0.86元/(kW·h。目前北京地区采用集中供暖的办公楼的采暖平均费用为35元/(m2*采暖季,海林办公大楼节省的采暖费的比例达到43.4%。若按居民用电价格0.5元/(kW·h计算,相同面积大楼的采暖季费用为11.52元/(m2*采暖季,则海林办公大楼节省的采暖费的比例达到67.1%。本大楼如采用集中供热,则采暖费用为35元/(m2*采暖季;因本大楼采用

13、节能综合解决方案,则采暖费用按工业用电计算,仅为19.8元/(m2*采暖季;若按居民用电计算,则仅为11.52/(m2*采暖季。2.太阳能系统的节能效益日均节省标准煤17.7kg/d;日均二氧化碳减排量:70.27kg/d。3.大楼照明设施的节电效益通过DDC系统的控制,海林办公大楼的走廊照明设备每天20:00自动开启,第二天早上7:00自动关闭,每天7:0020:00的时间段内停止工作。以夜间保安巡视为例,假设保安每1小时巡查1次,每次每组照明设备工作1分钟,则计算出单个楼层每晚耗能量为0.837kW·h,五个楼层耗电量共计为4.2kW·h。如不采用红外感应系统,所有灯具

14、均用手动控制方式,按照保安巡视单个楼层用时20分钟计,每层照明设备每次要工作10分钟,则单个楼层每晚耗能量为8.37kW·h,五个楼层耗电量共计为8.37×5=41.9kW·h。由此可知,通过照明设备的自动控制系统,海林办公大楼的节能量为37.7kW·h/天,按照1元/kW·h的电价计算,则每天可节约资金37.7元。1-19大楼采暖能耗值/kW·h231327.01-31大楼采暖能耗值/kW·h291030.01-19至1-31采暖能耗/kW·h59703大楼采暖面积/m212581.5单位面积采暖能耗/W/m215.2表12011-