新世界商城公共建筑节能改造项目实施方案.docx
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新世界商城公共建筑节能改造项目实施方案
新世界商城
公共建筑节能改造项目
实施方案
一、工程概况3
1.1用能分析4
二、建筑节能诊断情况5
2.1照明设备能耗情况5
2.2中央空调设备能耗情况5
三、建筑节能改造判定情况7
3.1灯具替换7
3.2中央空调改造8
3.3可再生能源利用8
四、建筑节能改造内容及方案8
4.1照明灯具改造8
4.1.2改造后LED灯具用能分析11
4.2可再生能源利用12
4.2.1分布式光伏并网系统优势12
4.2.2分布式国家政策13
4.2.3分布式光伏并网系统定义和应用范围13
4.2.4光伏并网发电系统总体设计方案:
14
五、中央空调更换改造方案15
5.1项目简介15
5.2更换制冷机组、循环水泵用能情况分析26
5.3室温调控功能27
5.4中央空调循环水系统节能控制系统27
5.4.1设计思路27
5.4.2设计依据28
5.4.3设计原则28
5.4.4项目概况29
5.4.5设计过程30
5.4.6技改说明31
5.4.7技改步骤33
六、数据传输方案35
七、改造效益分析36
7.1改造节能率分析39
八、节能改造总投资概算40
九、工程实施进度计划安排43
一、工程概况
某市新世界商城位于马鞍山路15号,商城建成于1993年,建筑面积32000平方米,东侧是老干部活动中心和省体育中心,南侧为英雄山文化市场,北侧为中华美食城,经过几十年的发展,新世界商城从开始的小百货市场发展为以经营家具、百货、服装、食品、古玩字画等门类齐全的商贸中心。
新世界商城外墙腐蚀严重,经常有脱落东西的现象,外墙没有保温层,耗能较为严重,配套设施年久失修,电路老化,没到用电高峰期都会存在很大安全隐患,空调设备耗电量大,制冷制热效果差,已不能满足商城正常使用。
商场内销售的大多是易燃物品,再加上消防通道大多时候堵塞,通道形若迷宫,顾客密集,一旦发生火灾后果不堪设想。
新世界商城还面临着停车难的问题,停车位不够,道路拥挤,向区里申请并通过了在楼顶新建停车场,来解决这一问题。
与新世界商城相连的新世界珠宝古玩城在2012年经过从新装饰装修和节能改造,如今焕然一新,用电量也明显的降低。
序号
建筑名称
建筑层数(地上)
建筑层数(地下)
建筑面积(万)
建筑年代
建筑结构形式
空调面积(万)
采暖面积(万)
1
新世界商城
4
1
3.2
1993
框架
2.75
2.75
合计
/
/
/
3.2
/
/
/
/
新世界商城2014年用电在2211705Kwh,能耗巨大,为了缓解这一状态,并响应国家有关能源政策和法规,决定优先使用节能、环保的先进技术和产品,充分的挖掘潜力,以达到能源的高效综合利用。
1.1用能分析
2014年主要能源消耗量如下所示:
月份
2014年日常电量(度)
2014年供热(折算等效电)
合计:
2035353.6
2211705
综合分析:
自2013年以来新世界商城用电量成缓慢上升趋势,据统计中央空调用电、照明用电、电梯用电巨大,随着使用年限的增长能耗用电呈上升趋势,空调、照明插座用电比例占据很大比例。
单位逐渐对LED灯具的改造减缓了这一上升趋势,但是新世界商城对节能环保意识不断加强,对可再生能源利用这一方面也加强了投入。
二、建筑节能诊断情况
2.1照明设备能耗情况
新世界商城2014年照明能耗情况实测功率分析
序号
1
2
3
光源型号
T8支架灯
普通节能灯
T5格栅灯
数量(套)
666
110
3492
实耗(W)
36
24
54
运行时间(h/天)
9
9
9
运行天数(天/年)
365
365
365
年耗电量(KWh)
78761.16
8672.4
619445.88
总计(KWh)
706879.44
/
/
总计标煤(吨)
233.27
/
/
商场灯具照明能耗巨大,采用LED照明灯具替代传统的低效照明灯具可节电50%以上,照明节电潜力巨大。
2.2中央空调设备能耗情况
某新世界商城中央空调系统能耗尤为突出,制冷主机为活塞式冷水机组,供暖采用市政热源,经板式换热器后,制成供暖热水,循环水系统已使用了近22年,严重偏离最佳工况点,存在“大流量、低效率、高能耗”这个问题,水泵、电机及相应配套电器柜都老化严重,效率低下,造成能源的浪费。
循环水泵运行基本情况表:
冷冻水(供暖水)循环泵
功率
75KW
运行台数
三用一备
运行电流
/
每天使用时间
5小时
运行方式
工频
设备已运行年限
20年
水泵扬程
80m
流量
200m³/小时
运行方式
卧式
设备已运行年限
20年
供冷开始月份
6月15日
供冷停止月份
9月30日
供暖开始月份
11月15日
供暖停止月份
次年3月15日
冷却水循环泵
功率
90KW
运行台数
三用一备
运行电流
/
每天使用时间
5小时
运行方式
工频
设备已运行年限
20年
水泵扬程
96m
流量
211m³/小时
运行方式
卧式
设备已运行年限
22年
供冷开始月份
6月15日
供冷停止月份
9月30日
冷却塔风机
功率
5.5KW
运行台数
10用
运行电流
/
每天使用时间
5小时
运行方式
工频
设备已运行年限
20年
供冷开始月份
6月15日
供冷停止月份
9月30日
中央空调冷水机组改造前能耗基本情况表:
活塞式冷水机组中央空调改造
名称
数量
额定功率(kwh)
全年运行时间h
实际运行功率(kwh)
备注
活塞式冷水机组中央空调改造
2
852
600
1022400
一用一备
冷冻循环水泵
3
75
600
135000
三用一备
冷却循环水泵
3
90
600
162000
三用一备
冷却塔
10
5.5
600
33000
/
风机盘管
135
0.12
600
9720
/
合计总量(kwh)
/
/
/
1362120
/
总计标煤(吨)
/
/
/
415.4466
/
建筑面积(3.2万平方米)能耗标煤(吨)
415.4466
三、建筑节能改造判定情况
3.1灯具替换
根据“JGJ176-2009标准”:
公共建筑未采用节能灯具或采用的灯具效率及光源等不符合国家现行有关标准的规定,且改造静态投资回收期小于或等于2年或节能率达到20%以上时,宜进行相应的改造。
因此,我司对某市新世界商城灯具进行更换。
3.2中央空调改造
根据“JGJ176-2009标准”:
当公共建筑的冷源或热源设备运行时间接近或超过其正常年限时,宜进行相应的节能改造或替换。
公共建筑的采暖通风空调节能改造,系统的能耗降低20%以上且静态投资回收小于或等于5年时,宜进行节能改造。
当电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水机组或热泵机组实际性能系数(COP)低于表4.3.3规定,且机组改造或更换的静态投资回收期小于或等于8年时,宜进行相应的改造或更换。
某市新世界商城制冷水机组实际性能系数(COP)2.8-3.2低于表4.3.3规定,且机组改造或更换的静态投资回收期小于或等于8年因此,我司对新世界商城中央空调进行替换。
3.3可再生能源利用
公共建筑进行节能改造时,有条件的场所应优先利用可再生能源,太阳能发电具有节能减排,有效缓解日趋严重的雾霾天气。
一次
性投资,因此,我司利用闲置屋顶资源在楼顶安装太阳能发电。
四、建筑节能改造内容及方案
4.1照明灯具改造
序号
名称
功率
单位
数量
照度
光衰
材质说明
安装方式
1
LED筒灯
LED9W
套
85
发光度120度,能适应10㎡,正常照度达到500
3年内光衰总和5%,3年后每年8%的光衰
灯体为铝合金,芯片采用台湾晶元芯片
嵌入式安装
2
LED筒灯
LED12W
套
25
发光度120度,能适应10㎡,正常照度达到500
3年内光衰总和5%,3年后每年8%的光衰
灯体为铝合金,芯片采用台湾晶元芯片
嵌入式安装
3
单管荧光灯
LED16W
套
666
发光度120度,能适应10㎡,正常照度达到500
3年内光衰总和5%,3年后每年8%的光衰
灯体为铝合金,芯片采用台湾晶元芯片
吊装
4
LED格栅灯
LED32W
600*600
套
3492
发光度120度,能适应10㎡,正常照度达到500
3年内光衰总和5%,3年后每年8%的光衰
灯体为铝合金,芯片采用台湾晶元芯片
嵌入式安装
现有建筑大量采用T8型日光灯,采用电子镇流器实单灯实际功耗在40瓦/小时左右,日光灯主要是通过镇流器或电子镇流器形成700V左右的中高压接于两端灯丝,灯丝开始发射电子,电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞,氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离发射253nm的紫外线,紫外线激发荧光粉发光,荧光灯工作时灯丝的温度在1100℃左右,寿命不高,约为5000小时,光效率为50lm/W。
随着LED固体照明技术的突飞猛进,LED灯具已经大量应用于室内照明领域,其中LED日光灯是由长条型的LED发光点阵,通过混光罩和导光板作用形成舒适环保的照明光源。
LED光源为半导体固态芯片直接发光,光潽窄,色纯好,无闪烁,发热低,寿命长,无汞污染,是目前最理想的节能环保光源。
针对现有建筑大量采用的12W、32W日光灯,这种灯具耗电量大,同时产生大量热量不仅对环境不利,寿命较短,一般均低于5000小时,更换频繁影响大厦对外形象。
我们建议采用三雄极光3瓦或5瓦的LED插拔灯进行有针对性的替换,针对13W单灯筒灯更换三雄极光6WLED灯具,该产品色温适中,可有效替代13w节能灯具,这样在维持原有照度前提下,降低色温,提高显色性,降低维护采购成本,为大厦业务场所营造一种舒适、祥和的气氛,提升客户满意度。
改造方式简便易行,只需将原灯镇流器去掉或短接即可。
产品介绍
三雄极光股份有限公司充分利用自身在LED封装领域的核心技术与品牌优势、顺应国内外半导体照明的发展大趋势,研发出了一系列国际一流品质的LED室内外灯具产品。
三雄极光LED日光灯是由长条型的LED发光点阵,通过混光罩和导光板作用形成舒适环保的照明光源。
LED光源为半导体固态芯片直接发光,光潽窄,色纯好,无闪烁,发热低,寿命长,是目前最理想的节能环保光源。
三雄极光T8型LED灯管参数与传统荧光灯对比指标如下:
三雄极光LED灯管
传统荧光灯管
型号
T8系列
T8三基色
灯头
G13
G13
功率(W)
9~28
18~105
相关色温(K)
4000/6000
3000/4000/6200
光效(lm/w)
>90
70
显色指数
80/90
80
功率因数
0.95
0.6
寿命(H)
25,000
8,000
配光
自带配光
无
三雄极光系列射灯、插拔灯、球泡照明产品,是高效、稳定、可靠、耐用的LED室内照明灯具,属新一代节能环保照明灯具,可有效替代传统白炽灯和荧光节能灯产品。
本产品显色指数高达85以上,非常接近自然光,照明效果舒适、清晰,不仅节能,而且健康,是现代家居、办公等领域最理想的照明灯具。
由于独特的设计和精良的工艺,产品有效寿命达50000小时,即每天点亮10小时就可使用8年以上。
产品本身也没有任何重金属及其他污染物。
本产品是三雄极光股份旗下三雄极光公司经数年研发,在节能减排的大环境下,针对国内外市场推出的顶级室内照明产品,并拥有完全的自主知识产权。
4.1.2改造后LED灯具用能分析
序号
1
2
3
4
光源型号
LED筒灯
LED筒灯
单管荧光灯
LED格栅灯
600*600
数量(套)
85
25
666
3492
实耗(W)
9
12
16
32
运行时间(h/天)
9
9
9
9
运行天数(天/年)
365
365
365
365
年耗电量(KWh)
2513.025
985.5
35004.96
367079.04
总计(KWh)
405582.525
/
/
/
总计标煤(吨)
133.8422333
/
/
/
综合分析:
新世界商城更换LED灯具后用电约:
405582.525Kwh,折合标煤约:
133.8422333吨,改造前706879.44Kwh节约用电节能率高达42.6%,大大提高了能耗利用效率,在提高光照舒适度的同时,也节约了电费的开支。
4.2可再生能源利用
4.2.1分布式光伏并网系统优势
1、安装方便,操作简单。
2、有效利用闲置屋顶资源,创造额外收益。
3、绿色能源,节能减排,有效缓解日趋严重的雾霾天气。
4、一次投资,从此不再缴纳电费,多余电量不但可以卖给电网公司,还能获得额外的政府补贴。
4.2.2分布式国家政策
2012年10月,国家电网公司发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》,实现了光伏并网瓶颈的重大突破。
2013年6月,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,提出促进光伏发展的“国六条”,表示了对光伏产业发展的大力支持。
2013年7月,国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》(“光伏国八条”),明确指出了光伏产业发展的方向。
2013年8月30日国家发展改革委发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》,完善了光伏发电价格政策。
对分布式光伏发电项目,实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元,2014年山东省内再加补贴0.05元。
4.2.3分布式光伏并网系统定义和应用范围
分布式光伏并网系统是指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的用户侧并网发电系统。
此系统位于用户附近,所发电能就地利用,以10千伏及以下电压等级接入电网,且单个并网点(380V)总装机容量不超过6兆瓦的发电项目,220V用户侧单个并网点总装机容量不超过8千瓦。
分布式光伏发电系统可安装在任何有阳光照射的地方,包括建筑物的屋顶、阳台、侧立面,以及地面、车棚顶、公交站牌顶部等位置。
目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在建筑物屋顶的分布式光伏发电项目,学校、医院、商场、别墅、民居、厂房、企事业单位等满足荷载要求的混凝土、彩钢板和瓦片式屋顶均可安装分布式光伏电站。
4.2.4光伏并网发电系统总体设计方案:
结合以下基本设计原则:
Ø考虑屋顶安全承重问题
Ø考虑建筑方位朝向、光伏阵列前后遮挡、建筑遮挡等问题
Ø考虑系统发电效率问题
Ø考虑线缆通道、维护通道、人行参观走道等问题
序号
名称
型号/规格
单位
数量
1
光伏组件
255W
块
117
2
并网逆变器
30KW
台
1
3
支架
30Kw
套
1
4
交流配电箱
30Kw
套
1
5
交流电缆
YJV-3*35+1*16mm²
米
800
6
交流电缆
YJV-3*16+2*10mm²
米
30
7
光伏直流线缆
PV1-F-1*4mm2
米
800
8
接地系统
/
套
1
9
MC4接插件
MC4
套
700
30KW光伏建设所需设备清单
光伏并网发电系统主要组成如下:
(1)光伏电池组件及其支架;
(2)光伏阵列防雷汇流箱;
(3)直流防雷配电柜;
(4)光伏并网逆变器;
(5)系统的通讯监控装置;
(6)系统的防雷及接地装置;
(7)土建、配电房等基础设施;
(8)系统的连接电缆及防护材料。
五、中央空调更换改造方案
5.1项目简介
原新世界商城的中央空调全部拆除,更换新的中央空调,设计为LG双级压缩离心式冷水机组,在2015年12月份和2016年3月购买并安装。
一、双级离心机机组优势
离心机的优势说明
采用高效换热器,采用最佳化的换热管排布和制冷剂分配系统;使用的高效换热管保证了制冷系统测试中换热器的优异性能。
●采用环保冷媒R134a
●高效半封闭式离心压缩机
●采用最佳空气动力学设计叶轮
● AGMA 12级高精度齿轮传动副
●可倾斜瓦块自平衡式推力轴承
●可变式扩压器
●应急油保护系统
●翼型叶片和排气管路优化设计优良的容量调节及PID控制,确保10%~100%负荷稳定
●专用的离心压缩机空转测试台
●高效换热铜管提高换热器的整体换热性能
●采用核安全级的微电脑控制系统,保证机组安全高效运行
(一)采用环保冷媒R134a
1. LG的选择 — HFC类R134a环保型制冷剂
2. R134a的优点
●环保性
不含氯原子,对臭氧层无破坏,被蒙特利尔协议推崇使用;
ASHARE-34、GB/T 7778 认定的 A1 级制冷剂(无毒、不可燃型);
R134a 机组正压运行,泄漏率比负压机组低5倍(来源:
美国空调制冷协会ARI)
●高效性
导热系数高,传热更容易; 粘度低,增加紊流,减少运送制冷剂流体的功耗 使用年限国际社会对 R134a 没有任何使用年限的规定。
(二) 高效半封闭式离心压缩机
LG高效半封闭式离心压缩机的优点:
高效叶轮,压缩机效率更高,噪音比开启式低7-10 dB(A)
电动机与压缩机在一个腔里,无动密封问题
电机依靠制冷剂冷却,工作温度低,电机效率高,寿命长,散热量低。
(三) 采用最佳空气动力学设计叶轮
开启式压缩机
1. LG高效半封闭式离心压缩机的优点:
●高效叶轮,压缩机效率更高,噪音比开启式低7-10 dB(A)
●电动机与压缩机在一个腔里,无动密封问题
●电机依靠制冷剂冷却,工作温度低,电机效率高,寿命长,散热量低。
(三) 采用最佳空气动力学设计叶轮
●采用 Concepts NREC 公司的叶轮专业分析软件设计,叶型更合理,效率更高
●叶轮材质:
A6061,航天级加工精度,保证叶轮高效率运行
●装配前进行动平衡、超速等试验,修正消除不平衡量,叶轮运行可靠
(四) AGMA(美国齿轮制作协会)12级高精度齿轮传动副
●材质:
镍铬钼合金
●高精度AGMA12级 — 更低的振动和噪音
●根据应用工况选择叶轮转速,使机组适应非标准工况应用要求
(五) 可倾斜瓦块自平衡式推力轴承
●选用美国RBTS公司的ARMD软件模拟分析设计,ARMD软件是世界顶尖的转子-轴承分析软件;
●可倾斜瓦块的设计可以克服变轴向力,这种自平衡能力可以避免由于工况突然的改变对压缩机轴对中的影响,提高压缩机运行的可靠度;
●采用高强度的巴氏合金耐磨面,且在润滑油的作用下轴承的寿命更长。
(六) 可变式扩压器(Variable Diffuser)
●LG离心机组拥有中央空调市场上最先进的可变式扩压器设计;
●可变式扩压器是通过改变扩压通道的宽度来调节部分负荷时的气体流量,使扩压通道内的气流量适合部分负荷时的工况,防止气体倒流及喘振的发生,部分负荷时的效率可提高15%~40%。
(七) 紧急供油装置
●为满足机组运行时要求的高可靠性,设计了只依靠重力作用(非能动)的应急油保护系统。
当机组突然断电时,压缩机需要一段时间才能停止运转,此时油泵断电,不能提供足够的油压力进行润滑,而应急油保护系统的储油器此时向需要润滑的部件继续供油,防止齿轮、轴承等由于突然断电等情况造成的润滑不足而损坏。
(八) 翼型叶片和排气管路优化
1. 采用翼型导流叶片改善入口气流流通,降低噪音2dB (A)
2. 排气管路优化大大降低机组噪音,降低噪音3dB (A)
(九)优良的容量调节及先进的PID控制,确保不同负荷稳定
●进口导叶容量调节机构
叶轮进口处的翼型导流叶片可根据经微处理器反馈的冷水出口温度的变化,
自动提供连续可变的容量调节,进而调节输入功率,高效节能。
●先进的PID运算法则实现高精度控制 冷水出口温度采用独特的数字PID控制,温控精度±0.1℃,温控精度高,波动小。
设置参数P可以保证系统有极高的响应性,机组对负荷变化敏感。
设置参数D可以防止系统出现超调现象,使机组运行平稳,波动率小。
设置参数I可以消除机组的静态误差,使机组出水温度稳定在10℃。
PID调节是先进的实时控制系统,成功应用于各种随时间变
(十) 采用高效换热铜管提高换热器的整体换热性能
1.蜂巢型蒸发管,自主开发的高效管型
2.内部空间有利于液体吸热和气泡的生成
3.表面的小孔有利于气泡的快速脱离
4.管内里脊提高管内紊流度,从而提高换热系数
5.锯齿型冷凝管,自主开发的高效管型
6.锯齿型翅片管增大了与气体的接触面积
7.管表面冷凝的液体在齿尖汇集,液滴快速掉落 管内里脊提高管内紊流度,从而提高换热系数
(十一) 采用核安全级的微电脑控制系统,保证机组安全高效运行
• 7寸彩色液晶显示屏
• 实时趋势图显示
• 机组动画显示
• 时间表功能
• 语言选择(中/英/韩)
• 运行、故障数据储存打印
• 高精度检测、安全控制
• 先进的保护功能(躲避模式,防喘振、过载等)
• 外围设备的联动控制
• 支持工业标准协议(MODBUS,BACNET,TCP/IP)
• 通过电磁兼容性(EMC)认证
• 抗震测试
先进的控制方式
用先进的运算法则对机组进行柔性控制,保证机组运行平稳、节能正常控预防控报警停机先进的运算法则通用的运算法则制区域制区域控制区域软加载系统–基于微处理器的机组控制器防止压缩机负荷的突然增加,使机组开始时油沫最少 软停机系统–当机组停止按扭被按下后,基于微处理器的的机组控制器在缓慢地关闭叶轮后停止压缩机工作。
运用先进的PID运算法则实现高精度控制- 当控制模式由手动转换成自动时,防止因为负荷突然变化发生的温度振荡现象 强化的安全控制-制冷机达到异常停机点之前,实现预防控制,减少了不必要的停机。
为了加强安全控制,系统将安全设定项的控制分成三个区域:
正常控制区域、预防控制区域和报警关机控制区域三个部分。
当运行采集的数值进入预防区域时,控制运算法快速响应对机组作相应调节:
如电机温度达到设定停机温度的90%时,机组自动进入预防状态限制加载减小电流,电机温度恢复到正常控制区域,机组照常运行。
如果自动调节无效使温度值升高到报警关机区域,系统自动发出警报或关机(按照安全设定动作执行)。
安全预防功能对各种压力(冷凝、蒸发、油排气等)、温度(冷水出口、电机线圈温度、排气温度等)进行控制。
通过安全预防功能能够减少机组无谓停机的次数,使压缩机运行持续平稳无大起大落,有效的节省了能源,延长了压缩机使用寿命。
诊断与服务:
自诊断检测功能:
控制系统上电之后,无论是在停机状态下还是在运行状态下都实时对各温度、压力、流量信号进行监
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