¿Análisis de tecnología de renovación de bajo costo y ahorro de energía para grandes edificios comerciales?
1. Prólogo
El "XI Plan Quinquenal de Desarrollo Económico y Social Nacional" propone que para el año 2010, el consumo de energía por unidad de PIB será superior al del PIB. al final del período del "Décimo Plan Quinquenal" Una reducción del 20% significa que el consumo medio cayó un 4% durante el período del "XI Plan Quinquenal" y un 1,2% en 2006. En junio de 2007, el Congreso Nacional del Pueblo aprobó el "Congreso Nacional del Pueblo Chino *", que estipula claramente que las unidades consumidoras de energía con un consumo total anual de energía de más de 10.000 toneladas de carbón estándar son unidades clave de monitoreo de energía. Las unidades consumidoras deben centrarse en la planificación y la transformación del ahorro de energía. Los grandes edificios comerciales son básicamente unidades consumidoras de energía clave. En una competencia cada vez más feroz, la cuestión de la conservación de energía se vuelve más urgente.
2. Consumo energético de los grandes edificios comerciales
Con el rápido crecimiento de la economía, el ámbito de los edificios comerciales (hoteles, edificios de oficinas, centros comerciales, edificios complejos, etc.) .). ) se está expandiendo día a día en China, representando el 25,4% del área total de construcción del país. En la actualidad, hay alrededor de 2.000 hoteles de alto nivel, más de 3.000 edificios de oficinas de alto nivel, más de 800 grandes hospitales y más de 800 grandes centros comerciales.
En general, además del uso de equipos especiales, el principal consumo de energía de los grandes edificios comerciales incluye el consumo de energía del sistema de aire acondicionado central, el consumo de energía del sistema de iluminación, el consumo de energía de agua fría y caliente, la electricidad y otros tipos de energía. consumo. Tomando a Shanghai como ejemplo, la proporción de consumo de energía de los sistemas de iluminación de los edificios es de aproximadamente 10% ~ 20%, los sistemas de aire acondicionado son de aproximadamente 40% ~ 60% y otros sistemas de energía son de aproximadamente 30% ~ 40%.
3. Principales medidas para la rehabilitación de grandes edificios comerciales con bajo coste y ahorro energético.
Para grandes edificios comerciales, los principales objetivos de ahorro energético son el aire acondicionado central, el suministro y drenaje de agua, la iluminación y el ahorro de energía eléctrica.
3.1 Tecnología de transformación de bajo costo del aire acondicionado central
El consumo de energía del aire acondicionado central representa entre el 40% y el 60% del consumo energético total de los edificios comerciales. , el ahorro de energía del aire acondicionado central es un medio importante de ahorro de energía en edificios comerciales. A juzgar por el funcionamiento actual del aire acondicionado central, existe una situación generalizada de "gran caballo y carro", es decir, la selección de la unidad principal y la bomba de agua del sistema de aire acondicionado central es mayor que la demanda de carga real. del sistema, lo que resulta en una gran cantidad de desperdicio de energía. Aunque actualmente existen muchos métodos para la renovación de sistemas de aire acondicionado centrales que ahorran energía, la mayoría de ellos son difíciles y costosos, como el uso de tecnología de bomba de calor de fuente terrestre y de agua, tecnología de almacenamiento de hielo, etc. En la actualidad, existen principalmente los siguientes medios técnicos que se pueden aplicar a la transformación de sistemas de aire acondicionado centrales con ahorro de energía a bajo costo.
3.1.1 Tecnología de control automático del aire acondicionado central (BA)
La tecnología de control automático del aire acondicionado central se puede combinar fácilmente con la tecnología de control automático del edificio para lograr un control en red Según comercial, la carga en tiempo real del edificio se utiliza para ajustar la unidad principal y otros equipos de aire acondicionado para ahorrar energía tanto como sea posible y al mismo tiempo garantizar la temperatura y la humedad interiores. El sistema de control automático del aire acondicionado central incluye el control de fuentes de frío y calor (refrigerador, caldera, etc.). ), bombas de agua (bombas de congelación, bombas de refrigeración, bombas de agua caliente, bombas de suministro, etc.), equipos de refrigeración (torres de refrigeración y pozos de refrigeración), equipos terminales (unidades de aire fresco, unidades de aire acondicionado combinado, unidades fancoil, etc. ) y varios ventiladores, válvula.
Las principales ventajas de utilizar la tecnología de control automático del aire acondicionado central son: puede detectar automáticamente la temperatura ambiente y reducir el consumo de energía del equipo de aire acondicionado; proporcionar un ambiente confortable que se puede ajustar automáticamente para prevenir accidentes y proteger el equipo; inversión; extender la vida útil de los equipos, reducir los costos de gestión y operación; gestión unificada de todos los equipos de aire acondicionado en todo el edificio; completar todas las operaciones en la interfaz gráfica de operación; Sus principales deficiencias y deficiencias son: requiere programación secundaria en el sitio y se ve muy afectado por factores humanos debido a la falta de modelos de algoritmos de control avanzados, el efecto de ahorro de energía no es ideal y el costo de mantenimiento posterior es alto; -El efecto de ahorro es difícil de evaluar.
3.1.2 Tecnología de control de conversión de frecuencia difusa en la sala de ordenadores principal
El sistema de control de conversión de frecuencia difusa en la sala de ordenadores principal gestiona principalmente el funcionamiento de ahorro de energía de los sistemas que consumen energía. Equipos en la sala de congelación. Dado que el consumo de energía de los equipos congeladores representa aproximadamente el 50% del consumo de energía de los edificios comerciales, la aplicación de esta tecnología en edificios comerciales es muy valiosa.
Las principales ventajas de la tecnología de conversión de frecuencia difusa en la sala de computadoras principal son: la transformación de ahorro de energía se limita a la sala de computadoras principal, el período de transformación es corto y fácil de implementar la tasa de ahorro de energía del aire; el acondicionamiento en grandes centros comerciales es de hasta el 20% o más; la inversión es pequeña y el período de recuperación es corto, generalmente alrededor de tres años, también es conveniente incorporar el control de conversión de frecuencia de los equipos terminales; muy conveniente para establecer contactos o cooperar con el sistema BA. Sus desventajas son: la tasa de ahorro de energía fluctúa con los cambios de estaciones y el flujo de pasajeros, y la carga de trabajo para medir la tasa de ahorro de energía es grande; el sistema tiene una vida útil corta, alrededor de 15 años;
3.1.3 Tecnología de ventilación de aire fresco
Los grandes edificios comerciales son lugares extremadamente concurridos y, cuando el aire acondicionado está funcionando, en general, excepto en el primer piso, las puertas y ventanas en otros pisos están relativamente cerrados, por lo que el número de ventilaciones interiores naturales es muy pequeño. Se debe confiar en que el sistema de aire acondicionado suministre aire fresco al interior, mientras que el sistema de escape debe descargar una cantidad igual de aire interior y aire fresco al exterior para satisfacer las necesidades de salud de la población. Dado que la temperatura del aire exterior es baja y alta en verano, es una medida científica de ahorro de energía reducir la temperatura de entrada del aire exterior mediante el intercambio de calor con el aire exterior, lo que puede ahorrar mucha capacidad de refrigeración. del frigorífico.
Las principales ventajas de utilizar la tecnología de ventilación de aire fresco son: puede recuperar el calor frío del aire interior, ahorrando mucho consumo de energía en refrigeradores o calderas, la tasa de ahorro energético del aire acondicionado en grandes centros comerciales; puede llegar al 20%; baja inversión y largo período de recuperación. Corto, generalmente dos años. Sus principales deficiencias y deficiencias son: es grande, requiere una sala con aire acondicionado más grande y necesita modificar el sistema de conductos de aire, lo que dificulta la modificación del centro comercial ya construido porque el polvo del aire debe limpiarse con regularidad; La carga de trabajo de mantenimiento también es relativamente grande.
3.2 Tecnología de ahorro de energía en iluminación
En los edificios comerciales, el consumo de energía de iluminación generalmente ocupa el segundo lugar después del aire acondicionado central, pero la transformación de la iluminación para ahorrar energía debe completarse sobre la base de asegurando la iluminación en el edificio. Si se logra el ahorro de energía a expensas de la iluminación, las personas dentro del edificio se sentirán incómodas y afectarán la eficacia de la gestión de los edificios comerciales. Las tecnologías de modernización de bajo costo y ahorro de energía de iluminación comúnmente utilizadas incluyen el reemplazo de electrodomésticos de bajo consumo, la instalación de ahorradores de energía de iluminación y sistemas de control automático de iluminación.
3.2.1 Sustituir luminarias de bajo consumo.
Actualmente, la mayoría de las lámparas utilizadas en edificios comerciales son lámparas fluorescentes T8, lámparas fluorescentes compactas o lámparas de halogenuros metálicos y lámparas de halogenuros de tungsteno que se utilizan para resaltar productos y características arquitectónicas. Debido a los requisitos de uso reales y las características de instalación, es difícil reemplazar las lámparas en los grandes centros comerciales. Las lámparas fluorescentes T8 se utilizan ampliamente en grandes supermercados, edificios de oficinas, hospitales y grandes estacionamientos subterráneos de edificios comerciales, y el tiempo de iluminación también es muy largo. Por tanto, la sustitución de las lámparas tiene amplias perspectivas de ahorro energético.
Los datos muestran que las lámparas de bajo consumo ahorran un 80% de electricidad que las lámparas incandescentes, tienen una vida útil 5 veces mayor y una eficiencia luminosa 3,5 veces mayor. Aunque el costo de las lámparas de bajo consumo es varias veces mayor que el de las lámparas incandescentes, la diferencia de precio se puede ahorrar en el uso futuro, haciéndolas más rentables.
La práctica ha demostrado que sustituir las fuentes de luz y las lámparas de bajo consumo es la medida más eficaz para ahorrar energía en iluminación sin afectar al efecto de iluminación. Sin embargo, en la actualidad, las lámparas de bajo consumo están apareciendo sin cesar y la calidad de los productos también es desigual. Al elegir reemplazar accesorios de iluminación, elija el producto adecuado basándose estrictamente en las necesidades reales.
3.2.2 Instalación de ahorradores de energía en iluminación
La instalación de ahorradores de energía en iluminación puede estabilizar el voltaje, filtrar y mejorar el factor de potencia, ahorrando así energía y extendiendo la vida útil de las lámparas. Sin embargo, el efecto de instalar ahorradores de iluminación en edificios con buena calidad de energía no es obvio y algunos reducirán la iluminación del edificio. Por lo tanto, no es adecuado utilizar ahorradores de iluminación en lugares con requisitos estrictos de iluminación.
3.2.3 Sistema de control de iluminación automático
El sistema de control de iluminación inteligente puede controlar de forma inteligente y flexible el inicio, parada y atenuación del sistema de iluminación de grandes edificios comerciales, al tiempo que garantiza la iluminación. El sistema de iluminación es lo más eficiente desde el punto de vista energético y atractivo. Específicamente, incluye encender y apagar automáticamente las luces en horarios programados; abrir y cerrar automáticamente según la iluminación; atenuar automáticamente según la iluminación y cambiar los modos de iluminación de escena preestablecidos;
Las principales ventajas de la tecnología de control automático de iluminación son: control flexible de la escena; control de iluminación basado en iluminación o entrada de personal; se pueden utilizar computadoras para un control y gestión unificados para mejorar la eficiencia y es posible el control remoto; Sus principales deficiencias y deficiencias son: la estructura del sistema es compleja y requiere personal de operación y mantenimiento de alto nivel; el efecto de ahorro de energía es difícil de evaluar; el sistema se centra principalmente en mejorar la eficiencia de la gestión, complementada con la conservación de energía y la energía mensurable; -la tasa de ahorro no es alta.
3.3 Ahorro de energía en los sistemas de suministro y drenaje de agua de los edificios
El consumo de agua de los edificios comerciales es una parte importante del consumo de energía de los edificios. En la actualidad, frente a los recursos hídricos cada vez más escasos, la conservación del agua en los edificios comerciales también es de gran importancia. Sin embargo, algunas tecnologías (como la reutilización del agua recuperada, etc.) son difíciles de implementar en edificios existentes debido a sus complejas estructuras y dificultades de transformación. Las tecnologías comunes de renovación de bajo costo para el suministro de agua y el drenaje incluyen: reemplazar aparatos ahorradores de agua, ahorrar agua en el agua de refrigeración del aire acondicionado, etc.
3.3.1 Sustitución de aparatos ahorradores de agua.
Usar aparatos ahorradores de agua es la forma más directa de ahorrar agua en edificios comerciales, como instalar sanitarios ahorradores de agua, grifos con sensor de infrarrojos, cabezales de ducha ahorradores de agua, etc. o instalar un ahorrador de agua; Válvula (se puede instalar en el grifo o en la ducha. Agregue burbujas a la salida de agua del cabezal), ahorrando mucha agua.
3.3.2 Tecnología de ahorro de agua de refrigeración
El consumo de agua de refrigeración del aire acondicionado es enorme y representa el 50% del consumo total de agua en centros comerciales y edificios de oficinas en verano. Para un sistema de agua de refrigeración con un volumen de agua en circulación de 1000 m3/h, el volumen normal de agua evaporada es de aproximadamente 8,5 m3/h, lo que equivale a aproximadamente 100 t/día. El volumen de agua flotante es de aproximadamente 2,5 m3/h, aproximadamente 30 toneladas por día; el volumen de descarga de aguas residuales es de aproximadamente 4 m3/h, aproximadamente 50 toneladas por día. Entre ellos, además de la necesaria pérdida de agua evaporada, el agua con lejía y las aguas residuales tienen un gran espacio para el ahorro de agua.
Debajo del ventilador de la torre de enfriamiento, un cierto deflector en forma de onda puede evitar que salpiquen gotas de agua, lo que puede reducir efectivamente la cantidad flotante de agua de enfriamiento en un 80%, pero la resistencia del aire aumenta.
Utilizar las aguas residuales de las torres de refrigeración para descargar los inodoros y regar las zonas verdes es una medida importante para ahorrar agua de refrigeración. En términos generales, el volumen de agua de descarga de grandes edificios comerciales es más del 50% del volumen de aguas residuales de refrigeración. Los beneficios de utilizar agua de refrigeración para descargar los inodoros son: aumentar la cantidad de aguas residuales y mejorar la calidad del agua de refrigeración, ahorrando el uso de torres de refrigeración; complementar con agua del grifo a baja temperatura reduce la temperatura del agua de refrigeración, reduciendo así el consumo de energía del host. y torre de enfriamiento.
3.4 Ahorro de energía eléctrica
Las principales medidas de renovación para el ahorro de energía eléctrica en edificios comerciales incluyen la instalación de equipos para mejorar la calidad de la energía, el ahorro de energía con retroalimentación de energía cinética del ascensor y el control del ahorro de energía en escaleras mecánicas. sistemas.
3.4.1 Instalar equipos para mejorar la calidad de la energía
La presencia de grandes cantidades de armónicos y potencia reactiva no solo afectará negativamente el uso normal de los equipos de edificios comerciales, sino que también interferirá con Medición de energía eléctrica, provocando pérdida de potencia. Al instalar equipos que mejoren la calidad de la energía, la calidad de la energía de los edificios comerciales se puede mejorar de manera efectiva. En hoteles y edificios de oficinas, la eficiencia del ahorro de energía puede alcanzar entre el 8% y el 15%.
Las principales ventajas de mejorar la calidad de la energía y ahorrar energía son: el equipo está instalado en la sala de distribución de energía del edificio y la renovación no afectará el negocio; el proyecto de renovación es pequeño y fácil de implementar; la inversión es pequeña, los resultados rápidos y el efecto de ahorro de energía es fácil de medir y evaluar. Las principales desventajas son: la instalación de equipos de ahorro de energía en el lado de alto voltaje requiere permiso del departamento de energía, lo que trae ciertas dificultades para la transformación, diferentes proyectos tienen diferentes soluciones para la calidad de la energía y la carga de trabajo de investigación y evaluación preliminar; es grande.
3.4.2 Tecnología de ahorro de energía con retroalimentación de energía cinética del ascensor
El convertidor de frecuencia puede convertir la energía mecánica generada por la desaceleración del ascensor o la diferencia de masa entre la cabina y el contrapeso en energía eléctrica. energía y almacenarla en el condensador grande en el enlace de CC del convertidor de frecuencia, la energía eléctrica almacenada en el condensador grande se devuelve a la red a través del dispositivo de retroalimentación de energía activa sin consumirse. Esto logra el propósito de ahorrar energía y no hay consumo de energía ni resistencia de alta potencia, lo que mejora en gran medida el entorno operativo del sistema.
A través del análisis, cálculo y medición de prototipos, se demuestra que cuanto más rápido sube el ascensor, más alto es el piso y menor es el consumo de transmisión mecánica, más energía se puede devolver a la red eléctrica. y la cantidad máxima de electricidad devuelta puede alcanzar la energía total del ascensor del 40% del consumo.
3.4.3 Sistema de control de ahorro de energía en escaleras mecánicas
Añadir un sensor de pasajero en la entrada de la escalera mecánica para que deje de funcionar cuando no lleguen pasajeros. Cuando los pasajeros llegan al área de detección de entrada, el ascensor comienza a funcionar automáticamente. Si no llegan nuevos pasajeros después de un ciclo de transporte de pasajeros, el ascensor dejará de funcionar automáticamente. El ciclo de transporte de pasajeros comienza con la llegada del último pasajero.
El ascensor arranca y se detiene suavemente, sin sensación de salto. Acelere gradualmente hasta alcanzar la máxima velocidad al arrancar y desacelere gradualmente hasta llegar a velocidad cero al detenerse.
El sistema de control de ahorro de energía de las escaleras mecánicas tiene un efecto de ahorro de energía significativo y la eficiencia de ahorro de energía generalmente puede alcanzar el 20% ~ 60%.
4. Análisis comparativo de tecnologías de ahorro energético
En la actualidad, existen muchas tecnologías de ahorro energético para edificios comerciales. En combinación con el estado actual de ahorro de energía de los edificios comerciales, se pueden realizar análisis difusos y comparaciones de las tecnologías de modernización de bajo costo mencionadas anteriormente. Los resultados de la comparación se muestran en la siguiente tabla.
A través de la comparación, se puede encontrar que se debe dar prioridad a las siguientes cuatro tecnologías en la renovación de centros comerciales para ahorrar energía: sistema de control de conversión de frecuencia difusa en la sala de computadoras principal, reemplazo de fuentes de luz de bajo consumo; y lámparas; tecnología de ahorro de agua de refrigeración; e instalación de equipos para mejorar la calidad de la energía. Sus similitudes se reflejan principalmente en:
(1) La tecnología de ahorro de energía está madura, la transformación de ahorro de energía es grande y el riesgo es bajo;
(2) Transformación de ahorro de energía es simple, de bajo costo y no afecta el uso normal de los edificios comerciales;
(3) Los beneficios del ahorro de energía se pueden medir, lo que facilita el análisis comparativo del ahorro de energía;
(4) El período de recuperación de la inversión es corto y el retorno de la inversión es alto.
5. Conclusión
Según las estadísticas, los grandes edificios comerciales consumen mucha energía. El consumo de energía por unidad de área de construcción es de 10 a 15 veces mayor que el de los edificios residenciales. -30% Ahorro energético del espacio.
Debido al costo, los grandes edificios comerciales tienden a ser modernizados con tecnologías de ahorro de energía nulas o de bajo costo. Al comparar la inversión y los ingresos para el ahorro de energía, se debe dar prioridad al sistema de control de conversión de frecuencia difusa en la sala de computadoras principal, la sustitución de fuentes de luz y lámparas de bajo consumo, la tecnología de ahorro de agua de refrigeración y la instalación. de equipos para mejorar la calidad de la energía.
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