1、前言
2020年9月22日,中國在第75屆聯(lián)合國大會上正式提出2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標。我國制定“雙碳”目標是為了在促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的同時,兼顧生態(tài)環(huán)境改善,以更低的能源消耗支撐我國經(jīng)濟社會發(fā)展和居民生活水平提高。
黨的二十大報告提出:實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動。完善能源消耗總量和強度調(diào)控,逐步轉(zhuǎn)向碳排放總量和強度“雙控”制度。
在這樣一個歷史性時期,作為公共建筑和工業(yè)生產(chǎn)中的能耗核心之一(根據(jù)2019年國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù):我國建筑總面積約726億㎡,公共機構(gòu)面積約占18%。但公共機構(gòu)運行能耗占據(jù)全部建筑運行能耗的40%左右。其中不含供暖的空調(diào)能耗又占到公共建筑運行能耗的30-40%),集中空調(diào)制冷機房能效的提升面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇,高效空調(diào)制冷機房系統(tǒng)解決方案也迎來了蓬勃發(fā)展??照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能也從僅僅關(guān)注能耗降低的比例,轉(zhuǎn)向用能總量降低和用能效率提升雙控的階段。
針對集中空調(diào)冷源系統(tǒng),我國早期的節(jié)能工作主要是圍繞設(shè)備節(jié)能展開,隨著高效空調(diào)制冷機房技術(shù)不斷升級,高效節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展進入了快車道。不同于傳統(tǒng)空調(diào)制冷機房,高效空調(diào)制冷機房更關(guān)注整體能效指標,不僅需要方案設(shè)計與產(chǎn)品選型相互匹配,還與安裝、調(diào)適、運維的質(zhì)量等因素密切相關(guān)。
經(jīng)過多年的探索與實踐,全行業(yè)在高效空調(diào)制冷機房領(lǐng)域積累了大量經(jīng)驗,取得了較為顯著的工作成效,同時也有一些地方標準、團體標準對高效制冷機房的評定提出了具體的判定方法。但總體而言,高效空調(diào)制冷機房解決方案良莠不齊,對于這些解決方案,缺乏便于識別的技術(shù)特點。
2、階段劃分
中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會暖通空調(diào)能力能效等級評定辦公室的工作人員,通過走訪業(yè)內(nèi)知名企業(yè),并與中天智匯鄭麗軍、華潤置地趙小虎、豐調(diào)節(jié)能錢穎初、樊大連、江蘇天納陰長茂、費晟玨、河南冷博士馬錦偉、億聯(lián)鑫車福亮、碳索能源馬利英等多位有豐富實踐經(jīng)驗的專家交流之后,針對高效空調(diào)制冷機房,試圖按節(jié)能措施的種類和所覆蓋工程環(huán)節(jié)的數(shù)量,借鑒通訊技術(shù)1G到6G的表述,把集中空調(diào)制冷機房節(jié)能技術(shù)發(fā)展的過程,大致分為六個階段。
第一代節(jié)能技術(shù)(1G)設(shè)備節(jié)能階段
圍繞單個設(shè)備展開,主要是針對冷凍泵和冷卻泵安裝變頻器,利用設(shè)計余量,直接手動設(shè)置運行頻率,進行設(shè)備節(jié)能。
第二代節(jié)能技術(shù)(2G)群控節(jié)能階段
通過一些簡單的控制邏輯,來進行水泵的動態(tài)變頻控制,試圖用群控技術(shù)代替部分人工操作。
第三代節(jié)能技術(shù)(3G)機房整體節(jié)能階段
關(guān)注點從單個設(shè)備節(jié)能延伸到機房整體節(jié)能,運用更先進的算法來進行自動控制。同時引入機房管道水力優(yōu)化、冷卻塔均勻布水、冷卻塔可變流量、主機加減載、環(huán)境溫度補償、小球清洗等技術(shù),在保證設(shè)備穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上,進行機房整體能效尋優(yōu),力爭給用戶交付一個無人值守的高效制冷機房。
第四代節(jié)能技術(shù)(4G)空調(diào)全系統(tǒng)的節(jié)能階段
關(guān)注點從制冷機房節(jié)能到全系統(tǒng)節(jié)能。在第三代節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上,重視優(yōu)化末端水力平衡,控制上注重按需供給的流量與能量雙變雙控,做到全年自動化運行,給用戶交付一個機房與末端都可以高效運行的自動化制冷系統(tǒng)。
第五代節(jié)能技術(shù)(5G)全生命周期高效的節(jié)能階段
在第四代節(jié)能技術(shù)基礎(chǔ)上,強化BIM數(shù)字化技術(shù),重視調(diào)適(非調(diào)試)與運維,以數(shù)字為線索,將運維經(jīng)驗前饋至設(shè)計。從系統(tǒng)驗收交付時的高效狀態(tài),延伸到全生命周期的高效,從高效走向持續(xù)高效。第五代高效空調(diào)制冷機房技術(shù),關(guān)注延續(xù)性的全年能效指標。不僅基于全年負荷特性進行設(shè)備選型優(yōu)化,還包括利用 BIM技術(shù),進行精細化制圖設(shè)計、施工、調(diào)適及運維,在全生命周期內(nèi)形成閉環(huán)管理。交付用戶一個可靠、安全、經(jīng)濟、低維護成本的高效制冷使用環(huán)境。
第六代(6G)技術(shù)目前還在研究與探索階段
比如與虛擬電廠技術(shù)結(jié)合,利用系統(tǒng)熱惰性,在保證舒適性與經(jīng)濟性的同時,進行需求側(cè)響應(yīng)等。
3、案例調(diào)研
暖通空調(diào)能力能效等級評定辦公室,目前對多個高效機房案例進行了調(diào)研,發(fā)現(xiàn)河南信陽信合萬達廣場商業(yè)綜合體項目、浙江杭州中天銀座辦公樓項目、華潤置地南京萬象天地商業(yè)綜合體項目中,對高效空調(diào)制冷機房技術(shù)的應(yīng)用,都已經(jīng)發(fā)展到了第四代,同時也具備了BIM等第五代的特征。但是否能夠有效的實現(xiàn)持續(xù)高效,還需要有更長時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)來體現(xiàn)。
河南信陽信合萬達廣場商業(yè)綜合體項目
華潤置地南京萬象天地商業(yè)綜合體項目中▼
以上項目不僅在技術(shù)應(yīng)用上,融合了第五代各項高效空調(diào)制冷機房技術(shù),取得的能效數(shù)據(jù),也通過了第三方檢測單位的認證。同時根據(jù)T/DZJN78-2022標準,進行了空調(diào)工程一級能效的備案。因為沒有取得一個制冷季的完整能效數(shù)據(jù),目前發(fā)放的是預(yù)認證證書。待經(jīng)過一個完整的制冷季后,換發(fā)正式的備案證書。
通過與以上項目的能效責(zé)任主體單位交流,大家一致表示,高效空調(diào)集中空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展不僅是技術(shù)的問題,更是管理模式轉(zhuǎn)變的問題。
實現(xiàn)前三代的節(jié)能技術(shù),只需要引入一個節(jié)能公司就可以完成。但要想取得第四代和第五代的效果,就必須在空調(diào)項目實施過程中,打破目前設(shè)計、顧問、招采、安裝、監(jiān)理、運維等環(huán)節(jié)各自為政,均不對能效負責(zé)的現(xiàn)狀。由業(yè)主選擇或引入一個“能效責(zé)任主體單位”,對項目最后的能效結(jié)果負責(zé),并且要責(zé)、權(quán)、利相匹配。
4、結(jié)語
從目前一個項目中各環(huán)節(jié)的營業(yè)額權(quán)重分配和技術(shù)能力來看,安裝公司是最有條件成為“能效責(zé)任主體單位”身份的。但安裝公司在沒有增加效益的前提下,很難有動力去自我挑戰(zhàn),給自己找“麻煩”。因此需要業(yè)主方給予足夠的重視,不僅要在招標文件中明確“年能效比指標”,而且明確、細化驗收流程。同時要在招標環(huán)節(jié)和中標價格上做出一定的傾斜,這樣才可能得到一個真正持續(xù)高效的“5G”空調(diào)制冷系統(tǒng)。
參考文獻
1、徐偉. 中國高效空調(diào)制冷機房發(fā)展研究報告(2021)[R]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社 2022:1-23
2、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心. 中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2022(公共建筑專題)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社 2022:19