可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目測評(píng)分析

陳 杰（重慶市建設(shè)技術(shù)發(fā)展中心（重慶市建筑節(jié)能中心））

可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目測評(píng)分析

陳 杰（重慶市建設(shè)技術(shù)發(fā)展中心（重慶市建筑節(jié)能中心））

本文重點(diǎn)探討了對(duì)于可再生能源建筑的應(yīng)用能效的測評(píng)分析，通過介紹測評(píng)內(nèi)容與方法，開展應(yīng)用項(xiàng)目能效測評(píng)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合實(shí)際案例，分析相關(guān)數(shù)據(jù)等，以供可再生能源建筑應(yīng)用能效測評(píng)和系統(tǒng)后期運(yùn)行維護(hù)參考。

可再生能源；應(yīng)用示范項(xiàng)目；測評(píng)分析

1 引言

2 能效測評(píng)的內(nèi)容及方法

2.1 測評(píng)工作內(nèi)容

對(duì)于可再生能源建筑實(shí)際應(yīng)用能效的測評(píng)，主要是根據(jù)《可再生能源建筑應(yīng)用工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50801-2013）及《可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》（試行）通過文件核查、現(xiàn)場檢查以及性能檢測方法等，進(jìn)行的可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)。其能效測評(píng)的內(nèi)容包括性能檢測、形式檢查與能效評(píng)估。其中，形式檢查是通過調(diào)查項(xiàng)目預(yù)驗(yàn)收資料，以了解項(xiàng)目基本情況與實(shí)施進(jìn)度，同時(shí)通過現(xiàn)場檢查，對(duì)項(xiàng)目具體實(shí)施展開核查，提出相應(yīng)的整改建議；而性能檢測，則主要是通過采用專業(yè)測試設(shè)備，對(duì)項(xiàng)目采取的現(xiàn)場系統(tǒng)測試，通過計(jì)算即可獲得該系統(tǒng)的能效指標(biāo)，從而定量了解系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效率。而能效評(píng)估的原理，即在于利用性能檢測數(shù)據(jù)、能效指標(biāo)等，評(píng)估項(xiàng)目的節(jié)能效益、環(huán)保效益以及經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f，能效測評(píng)對(duì)于可再生能源建筑的應(yīng)用示范項(xiàng)目驗(yàn)收而言，是非常重要的依據(jù)之一。

2.2 測評(píng)方法

結(jié)合可再生能源建筑的應(yīng)用形式，其應(yīng)用能效的測評(píng)內(nèi)容主要包括太陽能能效測評(píng)和地源熱泵能效測評(píng)。具體如下：

2.2.1 太陽能能效測評(píng)

建筑應(yīng)用中的太陽能，主要應(yīng)用方式包括熱水利用、采暖利用以及空調(diào)利用，其中以熱水利用為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛、最為主要的方式，主要表現(xiàn)之一就是太陽能熱水系統(tǒng)的大規(guī)模推廣與實(shí)際應(yīng)用，為總結(jié)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)更好地推廣并普及太陽能建筑應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，并開展針對(duì)太陽能的能效測評(píng)工作。

81.95 %的大學(xué)生在描述和舍友之間的關(guān)系時(shí)，以強(qiáng)調(diào)和舍友之間的密不可分的融洽關(guān)系為價(jià)值取向，具有積極情感傾向；18.05%的大學(xué)生以強(qiáng)調(diào)和舍友相處過程中的敵對(duì)狀態(tài)和傷害結(jié)果為價(jià)值取向，具有消極情感傾向。

2.2.2 地源熱泵能效測評(píng)

地源熱泵系統(tǒng)中又包括了地埋管系統(tǒng)、地表水系統(tǒng)、污水源系統(tǒng)等。近年來，由政府投資建設(shè)的品牌房地產(chǎn)商、公共建筑等，已經(jīng)較為集中的選擇了地埋管地源熱泵建筑應(yīng)用技術(shù)，從而為了進(jìn)一步適應(yīng)、拓展地源熱泵技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，開展地源熱泵能效測評(píng)工作至關(guān)重要。

3 可再生能源建筑應(yīng)用系統(tǒng)檢測

3.1 檢測預(yù)留

預(yù)留點(diǎn)根據(jù)不同技術(shù)有不同要求，從而便于檢測的實(shí)施?，F(xiàn)代化測量儀器與儀表的運(yùn)用，以及數(shù)值模擬方法的使用，有效減少了預(yù)留檢測點(diǎn)的布設(shè)。在檢測預(yù)留階段，應(yīng)當(dāng)注意確保測量、計(jì)算的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，并重視工程施工便利性。尤其需要注意地源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵以及太陽能耦合系統(tǒng)地預(yù)留問題。

3.2 監(jiān)測方案與要求

當(dāng)前已經(jīng)頒布的國家機(jī)關(guān)辦公建筑、大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系中，對(duì)于能耗監(jiān)測平臺(tái)的建設(shè)，要求實(shí)現(xiàn)建筑能耗的分類分項(xiàng)計(jì)量，計(jì)量數(shù)據(jù)直接遠(yuǎn)傳。可再生能源建筑的應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)測則不同，其重點(diǎn)在于對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，系統(tǒng)常規(guī)能源替代量、環(huán)境效益等均需要通過計(jì)算獲得。例如太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 太陽能光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

可再生能源建筑的應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)測遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，設(shè)置于國家相關(guān)部門，以Internet、GPRS、VPN、專用網(wǎng)等數(shù)據(jù)通道為基礎(chǔ)，以Web瀏覽器作為查看方式，實(shí)施數(shù)據(jù)分析，并提供各種查詢功能，對(duì)當(dāng)前的運(yùn)行信息進(jìn)行查詢，或統(tǒng)計(jì)季度、年度的信息。采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，如互?lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)、GPRS、CDMA、3G等。

3.3 監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)

通過有效管理監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)傳輸終端，不僅可以掌握可再生能源建筑應(yīng)用系統(tǒng)的第一手運(yùn)行資料，還可以作為國家當(dāng)前進(jìn)行建筑能效測評(píng)標(biāo)識(shí)的重要依據(jù)。而不同技術(shù)所對(duì)應(yīng)的監(jiān)測指標(biāo)也是不同的，例如：

（1）太陽能光熱利用技術(shù)：監(jiān)測重點(diǎn)在于太陽能的保證率，作為計(jì)算指標(biāo)，需要集熱系統(tǒng)進(jìn)口的溫度、集熱系統(tǒng)出口的溫度、集熱系統(tǒng)流量以及輔助熱源耗能量作為監(jiān)測內(nèi)容才能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，通過檢測太陽能光熱系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)靥柲苜Y源總輻射量、輻照度的把握。

（2）太陽能光電利用技術(shù)：監(jiān)測重點(diǎn)在于太陽能光電系統(tǒng)的效率，日/月/年的實(shí)際發(fā)電量，前者可作為計(jì)算指標(biāo)，利用水平、斜面太陽輻照度、環(huán)境溫度、電流、電壓等作為主要監(jiān)測內(nèi)容以實(shí)現(xiàn)；后者則作為監(jiān)測的內(nèi)容而直接實(shí)現(xiàn)。

（3）地源熱泵系統(tǒng)：監(jiān)測重點(diǎn)在于系統(tǒng)能效比，該能效比是由實(shí)際測量的參數(shù)，通過相應(yīng)的計(jì)算獲得。熱泵系統(tǒng)制冷能效比、熱泵系統(tǒng)的制熱能效比均可通過計(jì)算得到。

式中：QSH為系統(tǒng)測試期間總制熱量，kWh；Ni為系統(tǒng)測試期間的熱泵機(jī)組所消耗電量，kWh；Nj為系統(tǒng)測試期間的水泵消耗電量，kWh。

4 檢測項(xiàng)目分析

重慶地區(qū)地表水資源豐富，具有應(yīng)用地表水水源熱泵的良好條件，市內(nèi)已完成地表水水源熱泵項(xiàng)目數(shù)個(gè)，現(xiàn)就某縣醫(yī)院和某區(qū)溫泉度假村兩個(gè)示范項(xiàng)目實(shí)際測試情況做如下分析：

（1）重慶某區(qū)縣醫(yī)院水源熱泵工程，該項(xiàng)目總空調(diào)面積18257m2，共有3臺(tái)水源熱泵機(jī)組，采用河水和附近污水處理廠污水作為源水為水源熱泵機(jī)組進(jìn)行供冷供熱，為驗(yàn)證其實(shí)際能效，在2015年夏季進(jìn)行能效測評(píng)，由于測評(píng)效果不太理想，又在2016年夏季對(duì)其進(jìn)行了復(fù)測，測評(píng)結(jié)果如表1。

表1 重慶某區(qū)縣醫(yī)院夏季測評(píng)結(jié)果

由表1可知機(jī)組制冷能效比和系統(tǒng)制冷能效比測試結(jié)果2016年均好于2015年，分析其原因，主要有以下：

①2015年測試時(shí)，由于剛下過暴雨導(dǎo)致河水取水泵被大量泥沙淤積而取水效果低下，冷卻水流量過低，機(jī)組無法冷卻；同時(shí)污水取水處板式換熱器由于長時(shí)間未清洗而堵塞，取水流量不足，同樣無法達(dá)到冷卻機(jī)組的效果。以上原因造成機(jī)組長時(shí)間處于高溫工作狀態(tài)下，嚴(yán)重偏離其額定工況，導(dǎo)致機(jī)組效率低下，使得機(jī)組制冷能效比僅有3.0，遠(yuǎn)低于其額定5.2。

②兩次測量時(shí)，2015年和2016年室外平均氣溫分別為24.8℃和32.5℃，由機(jī)組冷凍水流量幾乎相同而進(jìn)出水溫差分別為2.4℃和3.8℃可知2015年測量時(shí)因外界環(huán)境溫度太低導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷太低而造成水泵大量浪費(fèi)。

由于以上2個(gè)原因，造成系統(tǒng)制冷能效比僅為2.2，從而導(dǎo)致測評(píng)結(jié)果不合格。

（2）重慶某溫泉度假村水源熱泵工程，該項(xiàng)目總空調(diào)面積空調(diào)面積約11.4萬m2，共有2臺(tái)水源熱泵機(jī)組，采用湖水為熱泵機(jī)組進(jìn)行供冷供熱，為驗(yàn)證其實(shí)際能效，在2015年夏季進(jìn)行能效測評(píng)，同樣由于測評(píng)效果不太理想，在2016年夏季又對(duì)其進(jìn)行了復(fù)測，測評(píng)結(jié)果如表2。

表2 重慶某區(qū)縣醫(yī)院夏季測評(píng)結(jié)果

由表2可知機(jī)組制冷能效比兩次測量結(jié)果相近，而2016年系統(tǒng)制冷能效比測試結(jié)果明顯好于2015年結(jié)果，分析其原因，主要有以下：

①2015年測試時(shí)空調(diào)末端設(shè)備接入量過少，與機(jī)組設(shè)計(jì)制冷容量相比，末端負(fù)荷率太少（約15～30%），冷凍水供回水溫平均差低至1.6℃，而冷凍水泵雖裝有變頻器，卻并未接入使用，水泵在測試期間未發(fā)現(xiàn)頻率和功率變化，造成大流量低水溫現(xiàn)象，造成巨大浪費(fèi)，且冷凍水泵偏離額定工況較遠(yuǎn)，運(yùn)行效率低。

②2015年測試時(shí)冷卻水取水泵開啟臺(tái)數(shù)過多，冷卻水流量過大，造成流量浪費(fèi)，取水泵浪費(fèi)電力。

由于以上2個(gè)原因，雖然機(jī)組制冷能效比測試結(jié)果相對(duì)較好，但由于過低的負(fù)荷以及較大的流量浪費(fèi)，導(dǎo)致系統(tǒng)制冷能效比測評(píng)同樣不合格。

5 結(jié)語

總結(jié)以上2個(gè)項(xiàng)目實(shí)測結(jié)果，針對(duì)水源熱泵能效測評(píng)而言，為取得良好的測評(píng)效果，需要注意以下幾點(diǎn)：①保證足夠的負(fù)荷，系統(tǒng)的能耗主要由機(jī)組、空調(diào)循環(huán)泵、取水泵組成，由2個(gè)項(xiàng)目2016年的合格測試數(shù)據(jù)不難看出提高機(jī)組負(fù)荷能同時(shí)提升制冷量和機(jī)組能耗占總能耗的比重，從而取得較好的系統(tǒng)能效比結(jié)果；②保證機(jī)組在額定工況下運(yùn)行，能進(jìn)一步提高機(jī)組能效比；針對(duì)水源熱泵使用而言，為達(dá)到真正節(jié)能，降低運(yùn)營成本，需注意以下：①加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，及時(shí)清理機(jī)組、水泵，保證機(jī)組在良好的工況下運(yùn)行，提高機(jī)組能效比，同時(shí)有助于提升機(jī)組的使用壽命；②重視水泵變頻的使用，合理降低水泵能耗在系統(tǒng)能耗中的比重，提升系統(tǒng)能效比。

[1]華龍網(wǎng).重慶市成為可再生能源建筑應(yīng)用全國示范城市[EB/OL].（2009-12-8）[2014-05-18].

[2]路甬祥.清潔、可再生能源利用的回顧與展望[J].科技導(dǎo)報(bào)，2014（28）：15～26.

[3]張曉輝，閆鵬達(dá)，鐘嘉慶，等.可再生能源激勵(lì)制度下的低碳經(jīng)濟(jì)電源規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（3）：655～662.

F426.2

A

2095-2066（2016）24-0002-02

2016-8-15

陳 杰，從事建筑節(jié)能能效測評(píng)、建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化管理工作。