节能减排与绿色建筑.ppt
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1、节能减排与绿色建筑 Energy Saving and Green Building,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,在过去的30年里,格陵兰岛的融化地区已经扩大了30%,而且冰川正在以每年100150立方公里的速度消融 超过阿尔比斯山的所有冰川。,真有趣!可是2050年时还会如此吗?,过去的一个世纪里,地球表面温度已经上升了约1华氏度(17.22摄氏度),尤其在过去的20年里加速变暖。新的有力证据表明
2、,过去50年间地球变暖主要与人类活动相关。,二氧化碳排放与全球气温上升,冰川覆盖,阿拉斯加,全球变暖的事实,节能减排就是节约成本,在哥本哈根世界气候大会上,温家宝总理公布了中国的碳减排目标到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降4045减少二氧化碳排放的两个关键节约化石能源和使用可再生能源从另一个角度来看,碳排放不仅严重影响全球的气候和环境,还与能源短缺时代的到来密切相关,国际油价的步步高升、美国和欧盟拟征“碳税”、国内油、煤价上涨等,无一不预示着电能价格的进一步攀升,节能实际上就是在节约成本,减排0.997千克“二氧化碳”,减排0.272千克碳粉尘,减排0.03千克二氧
3、化硫,减排0.015千克氮氧化物,中国以火力发电为主每节约一度电,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,低碳经济与绿色建筑,建筑由于其自身的特点,被看作是走向低碳经济的最重要目标:一、总量大,能耗高,发展快;二、对建筑采取节能减排的成本最小,效果最好。建筑能耗约占全球终端能耗的40%,只要提高建筑能效,全球在2010年可以减排7.15亿吨二氧化碳,相当于预计的2010年全球排放总量的27%。对建筑节能来说,采
4、取行动的收益远大于成本!,建筑能耗,建筑能耗是指在建筑物使用过程中的能耗。主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、电器、电梯、通风等方面的能耗。中国目前建筑能耗巨大,占全社会总能耗的约30。目前建筑基本分为以下类型,节能减排改造的主要目标既有的大型公用建筑节能改造。,大型公用建筑的供热与制冷能耗占据了约60%的最大比例,是节能减排改造项目的首选目标;照明/办公系统用电占30%,推广绿色照明,节能效果将十分明显;电梯等其他设施也可以实施节能改造。,建筑内部能耗分布情况,建筑节能的主要途径,建筑节能的主要途径:(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调
5、、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术。,建筑节能专家,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,建筑能源管理系统,建筑能源管理系统(Building Energy Management System(BEMS),针对建筑内的能源站和能源输送与分配系统,主要包括:空调系统(供暖与供冷系统)供配电系统照明系统热水供应空调风系统 运用先进的技术手段
6、,如现代化的控制技术、通讯技术、空调技术、电气技术等,在建筑能源系统中实施一系列节能措施,建立先进、实用与可靠的能源监控管理体系,以达到建筑能源系统的高效、节能运行、提高建筑运营单位的经济效益的目的。,能源管理系统,现代的建筑能源管理系统(BEMS)已经具有以下几个方面的作用:(1)对建筑能源系统的各个子系统进行优化控制(2)实现对空调、供热系统、供配电系统、供水系统及照明系统的实时调度;(3)完善建筑的能源消费计量系统,为各系统能源消耗分析提供准确数据;(4)提高设备的维护效率。BEMS管理的对象:-风冷热泵机组-空调机组-新风机组(与空调机组基本相同)-高低压配电系统(包括变压器、高压柜、
7、低压柜、直流屏)-照明系统(包括公共照明、建筑立面照明、泛光照明)-排风系统-给排水系统-电梯系统,BEMS技术的重要作用,节能效益,采用建筑能源管理系统(Building Energy Management System(BEMS)后,可为企业带来的节能效益:建筑整体能耗的1520%!,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,中央空调节能,中央空调只有工作在设计负荷下,其“能效比”才是最佳的,但目前普遍存在设
8、计冗余较大问题,即“大马拉小车”,导致日常运行中存在较大的能源浪费:中央空调系统是按天气最热、负荷最大时设计,并且留15左右设计余量。并且,由于有四季的变化(图一)、天气阴晴及白天与黑夜时(图二),外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。,大型中央空调系统普遍存在30以上的无效能耗!,中央空调人工智能优化节能控制系统,系统集成技术,楼宇自动化(BAS),美国NI公司图形化工作平台,变频技术,群控理论,人工智能算法,中央空调系统运行特性物理数学模型,实际运行经验值,基本原理:安装中央空调人工智能优化节能控制系统,实时采集、监控中央空调系统各子系统的运行参数,根据热负荷实
9、际变化要求,系统智能、自动地匹配投入运行机组台数以及水泵梯级变频,对中央空调系统主机、冷冻水泵、冷却水泵、风机柜、空气处理机组等设备进行远程群控,使整个中央空调工作在最佳负荷状态,从而实现科学节能、安全节能、高效节能。,中央空调人工智能优化节能控制系统,系统架构图,软件控制主界面,软件界面,主机运行控制界面,冷冻泵运行控制界面,电动阀运行控制界面,中央空调节能控制系统已经在工程项目中得到实际应用。部分工程案例:广州建设工程交易中心中央空调系统节能改造项目广州都市华庭中央空调系统节能改造工程项目海南电信大楼中央空调系统节能改造工程项目辽宁省移动枢纽楼中央空调节能改造项目华南理工大学电力楼中央空调
10、系统安装及节能系统项目节能效果:用户安装该系统后,中央空调系统平均实现了冷却水泵节能40以上、冷冻水泵节能40以上、系统综合节能20以上的实际节能效果。投资回收期:一般能在12年内收回投资成本。后期维护:维护费用极低,系统运行稳定可靠,具有很好的拓展性和可操作性。,工程案例及应用效果,工程案例实景,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,蓄冷部分,中央空调水(冰)蓄冷系统,水(冰)蓄冷技术是利用夜间廉价低谷电,
11、全部或部分制出建筑物日间所需冷量,将冷量以低温冷水(冰)的方式蓄存起来,在白天高峰电价时段,制冷机组停机或部分开启,其余部分用夜间蓄存的冷量来满足,从而达到“移峰填谷”、降低电力设备和制冷设备的装机容量、为用户节省运行费用的目的。,蓄冷总量,主机供冷部分,蓄冷方式下的装机容量,22:00,08:00,18:00,22:00,蓄冷运行时间,空调运行时间,非蓄冷方式下的装机容量,负荷,低电价,高电价,电力负荷峰谷差能源浪费,用户侧调峰最佳手段:蓄冷,社会效益(能源合理化利用),峰谷电价差政策,降低用户运行费用,经济效益(享受低价电力),水(冰)蓄冷的应用意义,目前为止,全国已安装400余套冰蓄冷空
12、调系统,中央空调水(冰)蓄冷系统特点,经济、实用:-“移峰填谷”,节约电费;-适合供冷系统的扩容和节能改造,夏季蓄冷,冬季蓄热,实现蓄冷和蓄热的双重使用功能;-可以利用消防水池、原有蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄水槽,从而降低初投资;效率高、节能:-蓄冷过程在夜间进行,气温更低,制冷主机效率更高,制冷单耗下降;-在蓄冷时制冷主机能维持满额度容量运行,COP值高,耗电少;-通过合理的匹配,水蓄冷空调系统较常规中央空调系统节省运行费用1025。运行维护简便:-水(冰)蓄冷系统及控制方式与常规空调系统相似,技术要求较低,维修简单;-减少空调后期维护,节省空调和电力设备的维护保养费用。,冰球,盘管(内
13、融冰、外融冰),冰浆,静态冰蓄冷,动态冰蓄冷,第一代,第二代,制冰效率较低 系统能效(COP)较低 占地面积大 释冷过程负荷适应性较差 应用广泛,技术成熟可靠,制冰效率较高系统能效(COP)较高场地制约小适应性强,应用范围广技术较新,控制较复杂,技术发展,显著节省运行费用,相对非蓄冷空调,可降低运行费用30%以上。减小系统装机容量和功率达30%-50%,提高设备利用率。减少一次性电力初投资,得到相关电力优惠(如减免增容费等)。集中供冷,集中设置中央机房,统一布置系统设备,可以节省大量建筑空间,美化环境。,节能效益,可口可乐装瓶商生产(东莞)有限公司厂房、宿舍、仓库共占地面积为五万一千一百三十九
14、平方米,建筑面积共四万五千平方米。改造效果:项目建成后,每年可以减少95万KWh的高峰用电,增加10.1万KWh平段用电量,增加83万KWh低谷用电量。年节约电费超过60万元,节省率达23.1%。基本上3年内收回成本。,实际案例可口可乐公司水蓄冷,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,提供可被人们所用的高品位热能的装置。可利用的低温热源:
15、-土壤源:于当地年平均气温一致-地下水,河(湖)水,海水-城市污水-空气源,热泵技术,回收其它装置无法回收的低品位热能;系统效率高,每1kW电能可提供约4kW的热能;一机多用,采暖、空调、热水三联供,一套装置代替制冷机和锅炉;自动化程度高,可实现全自动化控制,实现无人化运行;运行成本低,制冷时节约运行费用20%40%;供热时节能50以上;洁净环保,降低有害气体的排放,改善大气环境。,热泵技术特点,热泵供冷供热系统已在广东外商活动中心、肇庆皇朝酒店得到应用;风冷热泵热水系统也在东莞巨辉手袋厂、东莞力祥鞋厂等地建立了示范工程,取得显著的经济社会效益;太阳能风冷热泵供热系统也正在华南师范大学实施,为
16、6栋学生宿舍提供生活热水。,实际应用案例广东外商活动中心,广东外商活动中心热泵供冷供热系统,实际应用案例中国科学院外国专家公寓,中国科学院外国专家公寓地源热泵系统,设备投资:热泵供热、制冷系统:1400元/kW锅炉+制冷机系统:1600元/kW运行费用:热泵系统:0.17元/kW燃气锅炉:0.28元/kW燃油锅炉:0.50元/kW,实际效益比较,背景2.打造绿色建筑(1)先进的能源管理系统(2)中央空调节能系统(3)水(冰)蓄冷技术(4)热泵空调、采暖、供热(5)太阳能光电利用与绿色照明(6)办公系统用电节能技术(7)建筑护围结构节能(8)电梯节能技术3.总结,目录,太阳能光伏发电技术作为太阳
17、能利用中最具意义的技术,成为世界各国竞相研究应用的热点。最近10年以平均30%/年的速度递增,最近3年更是以50%/年以上的速度高速增长。目前,大面积商品化太阳电池效率达到18-19%。在国外,日本相继提出了“阳光计划”和“新阳光计划”,德国有“十万屋顶计划”,美国提出了“百万太阳能屋顶计划”。这些计划中有的已完成,有的还在实施中,在国际上形成了应用热潮。在国内,上海市正在着手制定“十万屋顶计划,到2010年世博会期间建设十万个太阳能光伏屋顶电站;在深圳建成了国内最大的并网光伏电站;在北京2008年的奥运场馆也开始采用光伏建筑。太阳能光伏发电技术已十分成熟,今后的研究重点主要集中在降低成本与提
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