大厦管理环保概念及能源效益管理.ppt
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1、大厦管理环保概念及能源效益管理,主要内容,各类商用建筑的能耗,为什么要节能,分项计量,各种节能措施,家庭常用节能措施,1度电能为我们做什么?,可将一只25瓦的灯泡点亮40个小时;可将一只11瓦的节能灯(亮度相当于40瓦的白炽 灯)点亮90个小时;可供一台普通家用电冰箱运转36个小时;可供一台普通电扇连续运行15个小时;可供一台普通空调运行1.5个小时;可将50公斤衣服洗干净;可将8公斤的水烧开;可看10个小时的电视节目。,为什么要节能,我国节能措施,我国关于节能的事件有1.基本建立节能减排法律、法规及管理体系。2.加强了节能减排相关技术、政策问题的研究。3.能源价格逐步面向市场,为什么要节能,
2、节能减排的重要性,商场的工程设备维修费用及能源消耗是商场重要开支项目,一般商场用于能源消耗上的费用约占营业额的20%左右,有的甚至更高。工程设备的运行维护保养,能源消耗费用的节约,能直接降低成本,即纯利润增加。俗话说:“赚一分钱是毛利,节约一分钱是纯利”,确保顾客满意前题之上,为了争取利润最大化,做好节能降耗工作,减少能源开支,各部门要把关“节能降耗”与“节约型商场建设”工作结合起来,争取以更少的资源消耗,获得更大的经济效益。,为什么要节能,如何在保证服务质量的同时降低能耗,减少成本是我们面临的重大难题。,如何解决,我们只有通过不断地学习、培训,结合自身的实际情况,加上科学地进行管理,我们的节
3、能降耗工作才做得更加完美。,为什么要节能,1-1各类公共建筑分项能耗数据标准值,注1:以上单位面积能耗数值均为:建筑年总能耗耗/(建筑面积-车库面积)注2:一般采用样本的统计平均值+1倍方差作为标准值;部分标准值计算得到,各类建筑的能耗,1-2大型公共建筑能耗比例,各类建筑的能耗,1-3,各类建筑的能耗,1-4电系统的分配,2023/2/18,10,各类建筑的能耗,1-5,各类建筑的能耗,大型公共建筑的能源消耗特点,类型相同,使用情况大致相同的建筑物之间能耗差异大表明节能潜力大,也说明设计存在大量问题,导致运行能耗高,各类建筑的能耗,济南全年:4880万KWH,全部190;不含车库287;租赁
4、区:610,分项计量,加装分项计量带来的好处,可以量化管理,知道各类负荷到底耗电多少。可以进行目标管理,对大厦的各类供电负荷制定用电指标,“奖勤罚懒”提高能源使用效率。可以实时看到整个建筑的用电情况,对供电系统实施实时监控。可以和同类建筑进行横向用电比较,发现问题及时解决。可以看到节能改造的成果。当用电设备实施了节能改造可以立即见到改造的效果,知道节约了多少度电。可以校核供电部门高压计量的准确性,避免不必要的损失。,分项计量,1.总用电量。2.冷、热源用电量。3.风机、水泵用电量。4.照明系统(含插座)用电量。5.商铺用电量。6.电梯用电量。7.厨房及其它动力系统用电量。,分项计量,分项计量的
5、分类,电气节能的方法,提高变压器负荷率,当变压器负荷率较低时轮换使用变压器将现有变压器更换高效节能变压器调整三相负荷使其尽可能平衡将耗能大的设备改为节能设备增加新型功率因数补偿电容器增加谐波滤波器消除线路上的谐波电流将发光效率低的光源更换为高效光源将电感式镇流器改为电子式镇流器调整灯具的数量,满足照度标准照明系统的自动控制(声、光、时控)调整电气设备的使用时间(风机盘管、开水器、电梯、泛光照明),各种节能措施,一、照明节能,1、产品和技术 目前市场上的照明节电产品主要分为两种:传统的发光效率低的光源(如:T8荧光灯、金卤灯、白炽灯、石英灯等)。发光效率更高的光源(如:T5荧光灯、紧凑型荧光灯、
6、冷阴极灯或发光二极管),各种节能措施,一、照明节能,2、效用分析使用高效发光光源代替原有的低效光源,在节电的同时提高照度、显色度,改善照明环境,从而给人们提供一个舒适、稳定的照明环境,既提高了工作效率亦保护了人体健康。用T5型(荧光灯+镇流器)替换T8型(荧光灯+电感镇流器),节电率达到30%以上,如T8型36W一套(灯管+镇流器)的功率48W=36W+8W,用T5荧光灯代替只需32W=28W+4W,节电率达到25%,且照度提高15%。用大功率紧凑型荧光灯替换自镇流汞灯,在保持原有照度的前提下节电率达 到50%,如用大功率85W(镇流器+灯管为95W)替换自镇流汞灯250W,节电率为62%。其
7、照度提高1030%,颜色还原度提高60%,同时大大 降低了频闪,改善了照明环境,提高了工作效率。,各种节能措施,二、动力系统节能,1、电机变频器节能定义:变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能 实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。在交流异步电动机的诸多调速方法中,变频调速的性能最好,调速范围大,稳定性好,运行效率高。采用通用变频器对笼型异步电动机进行调速控制,由于使用方 便、可靠性高并且经济效益显著,所以逐步得到推广。变频器用于电动机调速、负载功率变化的场合,如注塑机、各类泵(风机、空压机等)、电
8、机拖动系统、桥式 起重机。一般开环控制的电动机由于不能感知外部负载的变化只能以恒功率的方式运行,存在能源浪费。而由变频器拖动的电机,可实现闭环控制,由传感器感知外 部负荷和速度的变化,然后交计算机处理,通过计算机控制变 频器来调节电动机的转速和功率输出,始终一最优化的方式来控制电动机的 功率输入,从而达到节能的 目的。变 频器的节电率一般可达到23%40%,并延长电机寿命24倍以上。,各种节能措施,2、电机相控器节能,3、电网三相布控节电器节能,什么是变频器?,基本原理,交直交变频器系统框图,控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆
9、变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。,变频器:AC-DC 然后 DC-AC,AC TO DC,DC TO AC,1、省电:由于可变速运行,可根据实际,情况确定转速,2、提高生产工艺及产品为质,控制精度提高,到位准确,高速加工,提高效率,3、机械、设备损耗小,省掉变速机械装置,省掉控制阀及挡板等装置,减少管网振动及损坏,减少电机冲激,减少电网容量,4、环保产品,空调通风更舒适,静噪音变换,欧美品牌西门子、科比、伦茨、施耐德、ABB 丹佛斯、ROCKWELL、VACON、AB、西威 日本品牌富士、三菱
10、、安川、三垦、日立、欧姆龙 松下电器、松下电工、东芝、明电舍国产品牌安邦信、佳灵、森兰、英威腾、康沃、科姆龙、惠丰港台品牌台达、普传、台安、东元、美高韩国品牌LG、现代、三星、收获,变频器主要品牌,二、动力系统节能,2、电机相控器节能 在中国,有近10亿台交流电机在使用之中。60%的工业电机消耗了约70%的电网电能,电机的耗能在电力工业中占主足轻重的地位。电机在额定负载状态下,其机电转换效率可达95%,但当电机在轻载状态下运行时,其机电转换效率可低至20%。美国国家电力研究所(EPRI)的研究表明:60%的交流电动机是在其设计额定负荷的 55%或更低状态下运行。在此状态下,电 机消耗的电能中有
11、相当部分是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉。,各种节能措施,二、动力系统节能,造成轻载运行电机效率很低的主要原因是电机偏离最佳效率的额定功率运行,且无论电机负载怎么变化,电机与电网之间的电压和频率不可调节的硬性供电方式所致。在电机与电网之间加上一能量管理控制器,通过实时检测电机运行的电压和电流及其相位角的大小,判断电机所处运行负荷和效率状态;当电机在低效率轻载状态下 运行时,通过优化运算决策实时调节加于电机的电压和电流的大小,以调整对电机的功率的输入,保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配,实现“所供即所需”的 柔性化能量管理模式,(达到软启动和节能效果。)不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗
12、,提高功率因数,改善电机运行状态和电网运行品质,而且具有软启动功 能,是一种不同于变频器的电机节能产品。这种电机的输入功率和电压能自动跟随电机负载的动态变化的模式,是一种柔性化电力能量管理新模式,也就是相控技术设计理念的精髓。,各种节能措施,二、动力系统节能,应用对象:适用于经常处于轻载或变负载运行且不需要调速的交流电机软启动及节电控制,如冲压机、电动衣车、啤机、皮带传送机、空气压缩机等。由于冲压机的电机选型是参照冲压时的最大负荷来设计的,并留有一定的富余空间,而冲床其加工过程具有周期性,向上提升冲头时需要能量,处于电动过程;而向 下冲压工件时是势能转化为动能的阶段,是处于能量释放过程。实际运
13、行状况决定了冲床长时间轻载和空载的低效率运行状态。啤机、衣车用离合器控制带动机器工作,当机器停止加工时离合器跟电机分离,电机空转,待工人把工料准备就绪以后踩动离合器使其电机连动的飞轮咬合带动机器运转。工人备料的时间占整个生产周期很长的一部分,而这部分时间里,电机一直处于空转状态,造成机器的低效率运行。对于这类间歇性(冲击)负载,可采用在电机安装相位控制节电器,通过相位控制器实时监测电机负荷的变化情况,应用最优化原理,动态调整电机的运行电压和电流,使其与负载匹配,从而有效提高电机在低负荷下的用电效率,达到节能的目的。,各种节能措施,二、动力系统节能,适用场所:负载变化较大且不允许速度变化的设备。
14、与传统变频控制器相比,相控控制器不影响电机的速度,转矩的动态响应,因而具有下列特点:*不改变电机速度,避免了采用变频器调低速度而导致生产效率下降的弊端;*不需要整流和逆变,可大大降低高次谐波对电网的污染,减少电机的谐波损耗与噪音;*不需要改变电机原有控制线路,安装接线简单,且能自动跟踪最佳节能状态;*成本更低,运行更可靠。,各种节能措施,二、动力系统节能,功能特性:适用各种处于轻负载运行交流电机,综合节能电率达15%40%,并大幅度降低无功损耗。软 启 动:有效降低电机启动时的冲击电流;改善运行:可有效降低电机运行噪音、振动和发热、减少电机维护量,延长电机使用寿命的24倍。优化特性:不改变电机
15、运行特性和转矩特性,不改变电机转速;一旦设定,自动跟随控制,不需人为调节。安装方便:不改变电机原有控制线路,直接串接于电机供电输入端。使用环境:全静态固体部件,箱体整机密封、防雨、防尘、静态散热。,各种节能措施,二、动力系统节能,3、电网三相布控节电器节能节电器主要用于220V380V供电系统中,是一种系统的节电保护器,适用于电压、电 流波动较大的场合,节电率可达到15%左 右,并能取到保护电路的作 用。它根据三相系统因开关动作、电机启动、电子电路开关电源、雷击等引起的顺变、浪涌引起的谐波,采用国际上最先进的技术去平衡、抑制和吸收危害系统耗费 电能的有害因素。从而达到保护电路,又节省电能的双重
16、功效。节电器一般通过分级布控,才能达到最佳效果,主控制极一般安装在电路总表的输出端,分控制级一 般安装于各车间或各楼层分闸或电表的输出端,未级(用电极)一般安装于大型负载处。,各种节能措施,三、中央空调节能,1、常用的中央空调控制方法:目前,国内的中央空调系统,由于没有先进的技术手段支持,基本上都采用传统的定流量控制方式,即空调冷冻水流量、冷却水流量和冷却风风量都是恒定的。也就是说,只要起动空调主机,冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、末端风机都在50Hz工频状态下运行。定流量控制方式的特征是系统的循环水量保持定值不变,当负荷变化时,通过改变供水或回水温度来匹配。定流量供水方式的优点是系统简单,不
17、需要复杂的自控设备。但这种控制方式存在以下问题:(1)无论末端负荷大小如何变化,空调系统均在设计的额定状态下运行,系统能耗始终处于设计的最大值,能源浪费很大。实际上由于受多种因素不断变化的影响,中央空调系统的负荷是一个始终变化着的量。这些因素有:季节交替(春、夏、秋、冬的替换);气候变幻(阴、晴、雨、雪的变化);昼夜轮回(白昼与黑夜温度的差别);使用变化(上班、下班交替);人流量增减(人流量的变化)等。,各种节能措施,三、中央空调节能,空调负荷的这种不恒定性,决定了系统对空调冷量的需求也是一个随机变化的量。若不论空调负荷大小如何变化,系统都在设计的额定状态下运行,势必造成大量的能源浪费。一些有
18、经验的中央空调系统操作和维护人员,在没有技术手段的情况下,常常采用人工控制的方法来进行节能。如:空调负荷轻时,减少投入运行的主机数量、水泵 台数或者使运行主机间断工作等,这可以收到一定节能效果,但受人的因素影响较大且空调效果与节能效果都难以控制得很好。(2)舒适性中央空调系统是一个多参量、非线性、时变性的复杂系统,由于末端负荷的频繁波动,必然造成系统循环溶液(冷冻水、冷却水、制冷剂溶液)的运行参量偏 离空调主机的最佳工作状态,导致主机热转换效率(COP值)降低,系统长期在低效率状态下运行,也会增加系统的能源消耗。(3)在工频状态下启停大功率水泵和风机,冲击电流大,不利于电网的安全运行,且水泵、
19、风机等机电设备长期在工频额定状态下高速运行,机械磨损严重,导致设备故障增加和使用寿命缩短。,各种节能措施,三、中央空调节能,2、提高空调能源利用效率 我们可通过改善以下几个方面来提高空调能源利用效率:(1)善建筑的隔热性能 房间内冷量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷负荷,深圳有一大型超市,玻璃采用贴膜后,主机系统 能耗下降了30%-40%。改善建筑的隔热性能可以从以下几个方面着手:确定合适的窗墙面积比例。合理设计窗户遮阳。充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。单 层玻璃采用贴膜技术。(2)选择合理的室内参数 人体感觉舒适的室内空气参数区域,大约是
20、空气温度1323,空气相对湿度2080。如果设计温度太低,会增加建筑的冷负荷。在满足舒适要求的条件下,要尽量提高室内设计温度和相对湿度。局部热源就地排除 在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风机,将设备散热量直接排出室外,以减少夏季的冷负荷。合理使用室外新风量 由于新风负荷占建筑物总负荷的2030,控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风,新风阀门采用焓差法自动控制,根据室内外空气的焓差值自动调节新风阀门的开度。,各种节能措施,三、中央空调节能,(3)提高冷源效率,可采取以下一些措施:降低冷凝温度 由于冷却水温度越低,冷凝温度越低,冷
21、机的制冷系数越高。降低冷却水温度需要加强运行管理,停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭,否则,来自停开的冷却 塔的温度较高的水使混合后的水温提高,冷机的制冷系数就减低了。冷却塔、冷凝器使用一段时间后,应及时检修清洗。目前深圳市节能协会正在积极推广一种冷凝 器自动在线清洗装置,能使冷却水出水和冷凝温差控制在1左右(相当于新机的效果),使冷凝器始终保持最佳热转换效率,主机节能10%左右。对于风冷主机,主机应尽量安装在通风性能良好的场所,或增加排风机将冷凝废热抽到室外,或增加喷淋装置实现部分水冷效果。提高蒸发温度 由于冷冻水温度越高,蒸发温度越高,冷机的制冷效率越高,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻
22、水温度。例如,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度;关闭停止运 行的冷机的水阀,防止部分冷冻水走旁通管路,经过运行中的冷机的水量较少,冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。蒸发器注意清洗,保持高的热转换系数。,各种节能措施,三、中央空调节能,制冷设备优选 要选用能效比高的制冷设备,不但要注意设计工况下制冷设备能量特性,还要注意部分负荷工况下的能量特性,选用是要统筹考虑。利用自然冷源 比较常见的自然冷源主要有两种,一种是地下水源及土壤源,另一种是春冬季的室外冷空气。深圳地下水及地下土壤常年保持在20左右的温度,所以地下水可以 在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量,也就是地温式空调的使用。第二种较好的自然
23、冷源是春冬季的室外冷空气,当室外空气温度较低时,可以直接将室外低温 空气送至室内,为室内降温。对于全新风系统而言,排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数,通过全热交换器,将排风的冷量传递给新风,可以回收排风冷量 的7080左右,有明显的节能作用。,各种节能措施,三、中央空调节能,(4)减少水系统泵机的电耗。空调系统中的水泵耗电量也非常大。空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的816,占空调系统耗电量的1530,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手:减小阀门、过滤网阻力 阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中,要定期清洗过滤器
24、,如果过滤器被沉淀物堵塞,空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。阀门是调节管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡,以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗,所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。,各种节能措施,三、中央空调节能,提高水泵效率 水泵效率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0最大效率(一般80左右)变化。在输送流体的要求相 同,如果水泵的效率较低,那么就需要较大的输入功率,水泵的能耗就会较大。因此,空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵,使其工作在高效率状态点。空调 系
25、统运行管理时,也要注意让水泵工作在高效率状态点。设定合适的空调系统水流量 空调系统的水流量是由空调冷负荷和空调水供回水温差决定的,空调水供回水温差越大,空调水流量越小,从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少,流经制冷 机的蒸发器时流速降低,引起换热系数降低,需要的换热面积增大,金属耗量增大。所以经过技术经济比较,空调冷冻水的供回水温差46较经济合理,大多数 空调系统都按照5的冷冻冷却供回水温差工况设计。空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比,实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有23,如果将供回水温差提高到5,水流量将减少到原来的50左右,所以如果水流量减少50,水泵耗电量将减少87.5
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