关键词:
超低能耗建筑
环能一体机
能耗
建筑节能
摘要:
在“双碳”目标的背景下,推进超低能耗建筑和近零能耗建筑建设,降低建筑能耗,减少碳排放刻不容缓。近年来,能源短缺问题愈发严峻,环境恶化,加上疫情造成的影响,是对社会各行各业的一种挑战,暖通空调行业亦是如此。
随着超低能耗建筑的发展,与之相匹配的环境能源控制一体机应运而生并得到推广,它不仅能营造良好的室内环境,还降低了由供冷供暖产生的建筑能耗。根据超低能耗建筑冷热负荷较低、气密性较高、有新风需求等特点,对比现有的各类户式空调系统发现,依托于超低能耗建筑兴起的环能一体机空调系统具有显著的优势。因此,环能一体机在超低能耗建筑中的应用推广,对促进社会节约资源、降低建筑能耗、减少碳排放、实现“双碳”目标具有重要意义。
目前针对环能一体机性能测试和系统性的研究较少,本文基于河北省石家庄市某超低能耗居住建筑,是国内率先采用环能一体机的超低能耗示范建筑,通过现场实测和模拟研究,以舒适性和节能性为依据,探究环能一体机空调系统在超低能耗居住建筑中的应用效果,分析系统运行能耗,根据系统运行特点提出了“移峰”节能运行、厨房补风节能、基于CO浓度调控新风、根据人员作息调控新风等运行优化方案。研究成果如下:
1.对采用环能一体机空调系统的超低能耗建筑进行了现场实测,测试结果表明,夏季工况下室内温度在22.5℃到25.2℃,冬季工况下室内温度在19.8℃到
21.8℃,室内工作区域风速夏季在0.3m/s以下,冬季在0.2m/s以下;开启新风的工况下,室内污染物浓度可快速下降并保持在标准范围内,但系统能耗有所上升。根据相关评价指标,证明了该系统在超低能耗居住建筑中的适用性,室内人员舒适度达到一级标准,为后续模拟提供了验证依据。
2.利用Airpak软件对房间内的热湿环境、舒适度、空气龄以及气流组织进行了仿真模拟,并对模拟结果进行了验证,结果表明,夏季工况室内温度在23℃到25.5℃,主要工作区域风速均在0.24m/s以下,冬季工况室内温度在22.3℃到24.7℃,主要工作区域风速均在0.2m/s以下,总体PMV保持在-0.25到+0.5之间,PPD保持在10%以下,舒适度达到Ⅰ级标准。开启新风的工况下,室内空气龄在25分钟到40分钟左右,但部分区域存在气流组织较差的情况,在此基础上进行了设计优化。通过De ST数值模拟,计算了某超低能耗建筑中环能一体机空调系统的全年运行能耗,最终得出开启新风工况下的全年耗电量为2614.89k W·h,与其他方案相比,节省空间,具有较低的运行能耗。从空调负荷模拟结果可知,在本项目中新风负荷约占总负荷的26%,增加了环能一体机的运行能耗。
3.从“移峰”节能运行、厨房补风节能、基于CO浓度调控、根据人员作息调控新风等方面提出了运行优化方案。将优化前后的模拟结果进行对比分析,发现厨房补风节能方案在系统不开启新风的工况下,可节省耗电量约8.2%,在开启新风的工况下,可节省耗电量约6.4%;基于CO浓度的新风调控方案可降低系统运行能耗约5.8%;根据人员作息调控新风的方案可节约系统能耗13.15%左右。
本文的研究主要是探讨环能一体机空调系统在超低能耗居住建筑中的应用效果,包括舒适性以及能耗方面的研究,根据系统的特点做出了相应的优化,希望能够为后续研究提供参考。