¿Cuáles son los casos de renovación energéticamente eficiente de edificios hoteleros existentes?
El 26 de octubre de 2009, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma publicó "Las políticas y acciones de China para abordar el cambio climático - Informe anual 2009", que describe los nuevos avances de China en la lucha contra el cambio climático desde el año pasado. Al mismo tiempo, el gobierno chino también ha anunciado objetivos de acción para controlar las emisiones de gases de efecto invernadero: para 2020, las emisiones de dióxido de carbono de China por unidad de PIB se reducirán entre un 40% y un 45% en comparación con 2005. La conservación de energía y la reducción de emisiones se convertirán en el foco del trabajo del gobierno en la próxima etapa. En la actualidad, hay más de 40 mil millones de metros cuadrados de edificios existentes en nuestro país, y los nuevos edificios están creciendo a un ritmo de 2 mil millones de metros cuadrados cada año. Más del 95% de los edificios existentes son edificios que consumen mucha energía. Incluso entre los edificios nuevos, menos del 20% pueden cumplir con los estándares obligatorios de ahorro de energía establecidos por el estado. El rápido crecimiento y el elevado consumo de energía han convertido a la industria de la construcción en un importante consumidor de energía junto con la industria y el transporte. La conservación de la energía en los edificios es el medio más eficaz para reducir el consumo de energía en los edificios. En la actualidad, se han construido muchos casos de edificios que ahorran energía en nuestro país, pero los beneficios de ahorro de energía de estos edificios no son obvios o carecen de practicidad, lo que dificulta la promoción a gran escala del ahorro de energía en los edificios. A finales de 2008, Yuanda Air Conditioning Co., Ltd. comenzó a llevar a cabo renovaciones para ahorrar energía en edificios en la ciudad de Yuanda y ha completado la renovación de 8 edificios [2]. Principalmente presenta el primer edificio representativo, el Ark Hotel, así como la tecnología de ahorro de energía y el exclusivo sistema de aire acondicionado aplicado en la renovación, y elabora estadísticas sobre el consumo de energía del aire acondicionado. A juzgar por el consumo de energía del aire acondicionado después de la renovación, su tasa de ahorro de energía alcanzó el estándar de una habitación de 6 litros. 1 Descripción general del proyecto El Ark Hotel fue construido en 1994 y está ubicado en la ciudad de Yuanda, en los suburbios del este de Changsha. Se utiliza principalmente para recibir clientes importantes. El edificio se divide en cuatro plantas: el nivel 1 del sótano es la centralita de empresa y las habitaciones auxiliares del 1 al 3 son las habitaciones del hotel; La superficie construida es de 1.684 m2 y la superficie climatizada es de 1.420 m2. Antes de la renovación, la envolvente del edificio estaba dominada por paredes de ladrillo de 240 mm de espesor y ventanas de aleación de aluminio con acristalamiento simple. El aire acondicionado principal es un pequeño aire acondicionado no eléctrico y la habitación tiene un sistema fan coil tradicional, por lo que no hay aire fresco que se obtiene principalmente abriendo la ventana. De 2006 a 2008 se calculó el consumo de energía del Ark Hotel. Según datos estadísticos, el consumo de combustible para refrigeración y calefacción del edificio del Hotel Ark es de 354 kW-h/m2 (convertido en energía primaria, lo mismo a continuación), el consumo de energía del sistema de transmisión y distribución de energía es de 45 kW-h, y el consumo total de energía del sistema de aire acondicionado alcanza los 399 kW-h, que es un edificio típico de alto consumo de energía. 2 Análisis de carga de aire acondicionado Según las características de la envolvente del edificio y el sistema de aire acondicionado antes de la renovación, se utilizó el software de carga Hongye para calcular la carga de aire acondicionado del Ark Hotel. La relación de carga de aire acondicionado se muestra en la Figura 2. Se puede observar que la carga de la estructura envolvente y la carga de aire fresco representan el 79% de la carga total de aire acondicionado, mientras que el valor térmico interior (personal, equipos, accesorios de iluminación) solo representa el 21% de la carga de aire acondicionado. La estructura envolvente y la carga de aire fresco se han convertido en los principales factores que afectan el consumo de energía de los edificios. 3 Métodos de modernización y tecnología de aplicación En junio de 2008 + 065438 + octubre, Yuanda Air Conditioning Co., Ltd. llevó a cabo una renovación para ahorrar energía del Ark Hotel basándose en los resultados del análisis de carga de aire acondicionado, que se dividió principalmente en dos partes: estructura envolvente Renovación y renovación de sistemas de aire acondicionado. Se espera que la tasa de ahorro de energía del sistema de aire acondicionado alcance el 80% después de la renovación. 3.1 Renovación de la envolvente del edificio La envolvente del edificio incluye principalmente cinco partes: paredes exteriores, techos, ventanas, parasoles exteriores y puertas exteriores. 3.1.1 Renovación de paredes exteriores y techo El área total de paredes exteriores y techo del Ark Hotel es de aproximadamente 1.700 m2. No se tomaron medidas de ahorro de energía antes de la renovación y era la principal parte de disipación de calor del edificio. Durante la renovación, se adoptó un sistema de aislamiento externo de yeso fino y se pegaron placas de poliestireno expandido de 150 mm en las paredes exteriores originales, lo que redujo el coeficiente de transferencia de calor a 0,24 W/ (m-2K). La cubierta utiliza como aislamiento exterior una placa de poliestireno expandido de 100 mm, con un coeficiente de transferencia de calor de 0,34 W/(m2-K). 3.1.2 El ahorro de energía de las ventanas es más importante que el ahorro de energía de las paredes. El coeficiente de transferencia de calor por unidad de área del vidrio de una sola capa es generalmente de 3 a 4 veces mayor que el de las paredes normales. Por tanto, para ahorrar energía en ventanas exteriores, primero debemos reducir el coeficiente de transferencia de calor de las ventanas. Las ventanas exteriores originales del Ark Hotel eran ventanas de vidrio de una sola capa de aleación de aluminio con un coeficiente de transferencia de calor de 6,2 W/(m2-K) y un rendimiento de sellado deficiente. En la renovación de ventanas, el primer paso fue reducir el área de ventanas. El área total de ventanas del edificio original era de 298 m2, pero después de la renovación, el área de ventanas era de solo 75 m2 y la ventana a la pared. El ratio se redujo del 25% al 6,3%. En segundo lugar, todas las ventanas originales de vidrio de una sola capa de aleación de aluminio fueron reemplazadas por ventanas con marco de fibra de vidrio de tres capas, se llenó gas argón entre las particiones de vidrio y se instalaron tiras selladoras entre los marcos de las ventanas y el vidrio.
El coeficiente de transferencia de calor de las ventanas es de 1,65 W/(m-2K). 3.1.3 Transformación de la sombrilla La radiación solar que entra a la habitación a través del vidrio es una de las razones del alto consumo energético del aire acondicionado. El Ark Hotel está orientado al este y al oeste, y las ventanas se concentran en las direcciones este y oeste. La radiación solar puede ingresar directamente a la habitación, provocando un aumento en el consumo de energía del aire acondicionado. Los edificios están originalmente equipados con sombrillas internas, pero no pueden evitar que el calor de la radiación solar ingrese a la habitación y son fácilmente absorbidos por los componentes de las sombrillas. El efecto de aislamiento térmico y el potencial de ahorro de energía son mucho menores que los de las sombrillas externas. Para lograr el máximo efecto de ahorro de energía, se instalan parasoles externos en las ventanas de triple acristalamiento este y oeste. El parasol externo tiene la forma de persianas enrollables de tela eléctricas, que pueden ajustar el área del parasol según las condiciones climáticas exteriores y las necesidades de visualización de las personas en el interior, y controlar la radiación solar que ingresa a la habitación. Para las ventanas exteriores orientadas al sur, dado que el sol está inclinado la mayor parte del tiempo, solo se necesitan parasoles fijos para cumplir con los requisitos de protección solar en verano y calefacción en invierno. 3.1.4 Renovación de la puerta exterior La puerta exterior original del Ark Hotel es una puerta corrediza de vidrio de una sola capa con un gran coeficiente de transferencia de calor. Cuando la gente entra y sale con frecuencia, la circulación de aire interior y exterior es frecuente. Durante la renovación, se utilizó el dosel original fuera de la puerta para cerrar los cuatro lados para formar un pasillo, y se instaló una puerta de madera en el exterior. La parte superior y los laterales del techo están aislados con 150 mm. Las puertas de madera están fabricadas especialmente con tableros de poliestireno de 60 mm. La puerta transformada consta de dos puertas, con una zona de amortiguación en el medio como zona de transición, evitando eficazmente la pérdida de energía fría. 3.2 Transformación del sistema de aire acondicionado En el cálculo de carga, la carga de aire fresco del Ark Hotel representa el 46%, que es la carga máxima. Para garantizar la calidad del aire interior, abrir las ventanas para que entre aire fresco es el fenómeno más común, lo que conduce directamente a un aumento en el consumo de energía del aire acondicionado. 3.2.1 Durante la renovación del sistema de aire acondicionado, el sistema de aire acondicionado original fue completamente desmantelado y se adoptó un nuevo ventilador de recuperación de calor y un sistema de serpentín centralizado (Figura 9). Se instala un intercambiador de calor de alta eficiencia en el nuevo ventilador de recuperación de calor, y su eficiencia de intercambio de calor es del 70% en verano y del 90% en invierno. El proceso de tratamiento del aire en la estación fría se muestra en la Figura 10. Después de que el aire fresco exterior intercambia calor con el calor del aire de escape a través del intercambiador de calor, se procesa desde el punto de estado W al punto de estado W' y luego se mezcla con parte del aire de retorno interior para alcanzar el punto de estado c. El aire finalmente es enfriado por la bobina del aire acondicionado a 18 ℃ y enviado al interior, cerca del punto de rocío (17,6 ℃). Todo el edificio utiliza dos nuevos ventiladores de recuperación de calor, el volumen de aire fresco es de 1.500 m3/h y el número de intercambios de aire fresco alcanza 1,5 veces/h. 3.2.2 Aire fresco en la temporada de transición La carga de aire acondicionado en la temporada de transición es principalmente el valor calorífico interior. Cuando la temperatura ambiente es baja, la envolvente de bajo coeficiente de transferencia de calor puede evitar la pérdida de calor interior y reducir los requisitos de calefacción. Por el contrario, cuando la temperatura ambiente es varios grados diferente de la temperatura interior, la estructura envolvente con un bajo coeficiente de transferencia de calor no favorece la disipación interna del calor, lo que hace que la temperatura interior aumente y requiera refrigeración. Esto suele ocurrir durante las estaciones de entretiempo y las noches de verano. Al utilizar un sistema de aire completamente nuevo, el aire de escape no intercambia calor con el aire fresco del exterior y utiliza directamente el aire exterior de baja temperatura como fuente de enfriamiento natural, lo que puede lograr buenos propósitos de ahorro de energía. El ventilador introduce el aire fresco exterior en el nuevo ventilador de recuperación de calor y se abre la válvula de derivación en el ventilador de aire fresco. El aire fresco se envía directamente a la habitación a través de la válvula de derivación y el aire expulsado se descarga directamente a través de la válvula. intercambiador de calor bajo la acción del ventilador de extracción (Figura 11). El aire fresco y el aire de escape no se mezclarán por caminos diferentes, logrando un aire completamente nuevo. Dado que el aire fresco no pasa a través del intercambiador de calor en el nuevo ventilador de recuperación de calor, la resistencia del ventilador se reduce y el volumen de suministro de aire del ventilador puede alcanzar 1,2 veces el valor nominal. 3.2.3 Estrategia de control de ahorro de energía del sistema de aire acondicionado El sistema de control automático del edificio está instalado en todo el sistema de aire acondicionado. Su estrategia de control se muestra en la Tabla 2. El proceso de control realiza principalmente la conexión del sistema de aire acondicionado, el nuevo ventilador de recuperación de calor y la válvula de derivación mediante la detección de la temperatura exterior. Tomando el modo de aire fresco como ejemplo, cuando la temperatura exterior es de 10 ~ 25 ℃, la temperatura es adecuada, el sistema de aire acondicionado se apaga, el nuevo ventilador de recuperación de calor adopta el modo de aire fresco y la frecuencia del ventilador se ajusta mediante seguimiento de la temperatura del aire de escape para mantener la temperatura ambiente entre 18 y 26 ℃, lo que ahorra energía. También satisface las necesidades de aire fresco en interiores. En modo de refrigeración o calefacción, el nuevo ventilador de recuperación de calor puede controlar la fracción de volumen de CO2 en el aire interior por debajo de 1 000-10-6 ajustando la frecuencia del ventilador. 4 Análisis de beneficios de la renovación con ahorro de energía La apariencia del renovado Ark Hotel no es diferente de la de un edificio común, pero el funcionamiento de una tecnología integral de ahorro de energía ha traído enormes beneficios económicos y ambientales.
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