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建筑暖通市场高速增长 自控技术助力绿色、节能

Building 's HVAC market rapid growth control technology to help the green industry and energy saving

文:刘恒 | 2017年第三期 (0) | (0)

    建筑物暖通空调应用一般包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环等控制系统,被统称为HVAC系统。交流变频器已被广泛应用于建筑物以及基础建设设施中的各种暖通空调系统和水加压设备中。

节能低碳、绿色生态、集约高效

    建筑物暖通空调应用一般包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环等控制系统,被统称为HVAC系统(Heating,VentilationandAirConditioning)。供暖、通风和空调是商用和居住建筑中最耗能的系统之一,随着人们对建筑设计创新和对建筑能效的关注,全球建筑市场正在追求不同提升能效的方法,并积极投资能效解决方案以应对不断增加的能源成本,同时不能降低服务品质。商用领域正更多地在建筑中采用绿色系统,以提升室内环境的舒适度和工作效率,提高能效和降低对外部环境的影响,而这些系统还可以获得能源和环境设计(LEED)认证或能源之星认证。对于整个暖通空调行业来说,其增长很大一部分与建筑行业的发展息息相关,房地产对行业增速变动有着举足轻重的影响,尤其是在商业建筑领域中,大部分项目集中在写字楼、工厂、政府设施和基础设施的建造等。近年来,国内建筑行业的发展极大地推动了暖通空调市场的发展,住宅、商用和工业领域的新建筑增加了对暖通空调系统的需求,也为环保、节能领域内各个细分行业的发展创造了良好的机遇。

    根据中国住房和城乡建设部的统计,到2016年,全国建筑业总产值达19.35万亿元人民币,建筑业增加值达4.95万亿元,占国内生产总值的6.66%,建筑业增加值已超过美国,居全球第一。按照住房和城乡建设部发布的《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》指出,2016-2020年的建设目标旨在建设节能低碳、绿色生态、集约高效的建筑用能体系,推动住房城乡建设领域供给侧结构性改革。因此,有分析机构表示,得益于政策推广力度的持续加大以及创新模式下资金支持的逐渐到位,绿色建材、再生能源应用、门窗幕墙类、光伏建筑一体,以及绝热/节能建材等相关领域将在未来五年实现较快发展。

变频技术大幅提升节能效果

    目前,交流变频器已被广泛应用于建筑物以及基础设施系统中的各种暖通空调系统和水加压设备中。建筑物HVAC系统一般都装有风机、水泵、制冷压缩机和空气处理单元等设备,所有这些都需要使用到电机,使用定制化变频器产品,可提高建筑物内部的空气质量和室内舒适度,改善控制,节约能源,确保更高的资产保护级别,降低维修成本,提升稳定性。这些HVAC设备的日常负荷波动相当大,采用电动机变速控制是减少成本的较有效的措施之一。

    变频器在HVAC系统中的应用主要是针对风机和泵类。以典型设备冷却水泵和冷却塔风机为例,中央空调冷水机组进行热交换,冷却水泵将热交换后升了温的冷却水压入冷却塔,使之在冷却塔中与大气进行热交换,然后再将降了温的冷却水,送回到冷水机组。冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷工作设计的,若环境温度及各种外界因素使得冷冻机组不需要开启全部压缩机组,此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小,这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速,降低冷却水的循环速度及流量,使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用,从而达到节能目的。

    冷却塔风机主要用于降低冷却塔的水温,加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。风机功率若较小,节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温,这对于机组制冷恒温极为关键;且能使机组溶液循环稳定,获得最大限度的节省燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度减少漂水,节省水源、延缓水质劣化、减少水雾对周围的影响。同时,大功率风机的节电效果仍很明显。

暖通空调行业未来发展趋势

    当前,“互联网+”正超速改变着人们生活的各个方面,同样,在暖通空调领域中,互联网思维的不断渗透也令到行业应用发生着剧变。“互联网+”与暖通系统相结合,实现进一步节能减排、提升能源的可利用率,是重要的发展趋势之一,具体包括以下几方面:

    1、从单一能源向多种能源转变,尤其是可再生能源和“未利用能源”,由于可再生能源的低能量密度,所以需要集成应用以及用少量外加能源,加以提升,这就需要运用到热泵,在这一过程中也将促进国内压缩机、换热器和自动控制系统技术的向前发展。

    2、暖通空调的控制将从现在的逻辑控制转向基于大数据的自学习控制,室内设定温湿度控制、设备运行策略、能源利用等优化都将基于大数据,依托传感器物联网。

    3、能源互联网实现资源共享、通过蓄能平衡峰谷,水环热泵就是一个典型。而在互联的可再生能源发电系统和智能电网中,热泵起到关键性的作用,即通过热泵蓄热间接蓄电,从而平衡发电系统的峰谷和波动性。

    4、未来的设备管理系统,将不再是通过控制中心的单向分级垂直化管理,而将是通过移动终端,实现供需双方的双向管理,从而在满足个性化需求的基础上进行能效和经济性的优化管理,实现智能化。

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