如何最大限度地提高HVAC效率?可持續(xù)建筑管理指南

什么是 HVAC 能源效率?

HVAC系統(tǒng)的能源效率是關(guān)于最大限度地提高供暖、通風(fēng)和空調(diào)裝置的性能。它旨在優(yōu)化運營以降低能耗,而不會影響室內(nèi)空氣質(zhì)量、溫度、濕度或壓力水平。這種謹慎的平衡確保在能源使用減少的同時,HVAC 系統(tǒng)提供的功能和舒適度不受影響。

規(guī)范 HVAC 能源效率的標準有哪些?

供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 的能源效率受各種標準和規(guī)范的約束,旨在確保系統(tǒng)有效運行,同時最大限度地減少能源消耗。這些標準由專業(yè)組織和政府機構(gòu)制定,并經(jīng)常被納入建筑規(guī)范。主要標準包括:

ASHRAE 90.1:由美國供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會 (ASHRAE) 制定,該標準為除低層住宅建筑外的建筑物提供了最低能效要求。它涵蓋建筑圍護結(jié)構(gòu)、HVAC 系統(tǒng)、服務(wù)用水、供暖和照明等方面。ASHRAE 90.2:該標準側(cè)重于新建低層住宅建筑的節(jié)能設(shè)計,為提高住宅建筑的能源性能設(shè)定了指導(dǎo)方針。

國際節(jié)能規(guī)范 (IECC):

IECC 由國際規(guī)范委員會(ICC) 發(fā)布,是一種標準規(guī)范,為能源效率提供了最低的設(shè)計和施工要求。它適用于住宅和商業(yè)建筑,涵蓋 HVAC 系統(tǒng)、絕緣、照明和電力使用等領(lǐng)域。IECC 每三年更新一次,以納入技術(shù)和建筑實踐的進步。

Uniform Mechanical Code(UMC):

UMC 由國際管道和機械官員協(xié)會 (IAPMO) 制定,負責(zé)管理 HVAC 和制冷系統(tǒng)的安裝、檢查和維護。它旨在確保安全高效的機械系統(tǒng),提供每三年更新一次的指南。

美國能源部(DOE) 標準:

美國能源部為各種電器和設(shè)備(包括 HVAC 系統(tǒng))制定了能效標準。例如,截至 2023 年 1 月 1 日,住宅空調(diào)和熱泵的新能效指標,例如 SEER2(季節(jié)性能效比 2)、EER2(能效比 2)和 HSPF2(供暖季節(jié)性性能系數(shù) 2),已經(jīng)實施,以更準確地反映真實世界的條件。

區(qū)域考慮因素:

例如,在美國,能源效率標準可能因地區(qū)而異,以適應(yīng)不同的氣候條件。例如,北部和南部地區(qū)空調(diào)的最低 SEER 評級不同,以反映不同的制冷需求。

這些標準會定期更新,以納入新技術(shù)并響應(yīng)不斷變化的能源效率目標。遵守這些標準對于建筑安全、節(jié)能和環(huán)境可持續(xù)性至關(guān)重要。

為什么優(yōu)先考慮 HVAC 能源效率?

HVAC 系統(tǒng)占建筑物能源使用量的很大一部分,尤其是在考慮冷水機組和鍋爐的作用時。鑒于此,任何降低能源成本和碳排放的實質(zhì)性嘗試都必須優(yōu)先考慮 HVAC 效率。這不僅與可持續(xù)發(fā)展目標相一致,也與經(jīng)濟和環(huán)境目標相一致,使其成為現(xiàn)代設(shè)施管理不可或缺的方面。

高效的 HVAC 系統(tǒng)有什么好處?

提高 HVAC 系統(tǒng)的效率會帶來一系列好處,從而改善建筑物的綠色認證及其日常運營。讓我們深入了解提高 HVAC 系統(tǒng)效率的主要優(yōu)勢:

降低成本: 更高效的 HVAC 系統(tǒng)的突出優(yōu)勢是大幅降低能源費用。通過微調(diào)運營和減少浪費,您將看到費用顯著下降,有助于實現(xiàn)更智能、更具成本效益的建筑管理。減少碳足跡:在我們這個注重生態(tài)的社會中,大幅減少碳排放是任何企業(yè)的必經(jīng)之路。簡化的 HVAC 系統(tǒng)通過使用更少的能源,進而減少排放來幫助您實現(xiàn)這一目標。這是朝著實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標和更接近凈零目標邁出的一大步。確保可靠運行:高效的 HVAC 系統(tǒng)意味著更少的停機時間和更一致的運行。這種可靠性對于保持設(shè)施平穩(wěn)運行、避免因設(shè)備故障或維護問題而導(dǎo)致的生產(chǎn)力損失至關(guān)重要。延長設(shè)備壽命:高效運行意味著 HVAC 組件承受的壓力更小,從而延長其使用壽命。這不僅可以讓您免于頻繁更換,還可以通過減少浪費來促進更可持續(xù)的方法。提高室內(nèi)空氣質(zhì)量:經(jīng)過充分優(yōu)化的 HVAC 系統(tǒng)可確保通風(fēng)、溫度和濕度的適當(dāng)平衡,從而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。這可以提高生產(chǎn)力并減少建筑物居住者的健康問題。提高居住者滿意度:所有這些改進都會讓租戶或員工更快樂。滿意的住戶更有可能留下來,這有助于穩(wěn)定的入住率和積極的工作環(huán)境。建立更好的聲譽:展示您對效率和居住者福祉的承諾可以增強您的建筑對重視可持續(xù)性和生活質(zhì)量的未來租戶和員工的吸引力。

投資于 HVAC 效率不僅可以帶來立竿見影的財務(wù)和運營收益,而且在為每個人構(gòu)建可持續(xù)、高效的環(huán)境方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它強調(diào)了為什么在 HVAC 管理中優(yōu)先考慮能源效率是明智之舉。

提高 HVAC 能源效率的主要策略

提高 HVAC 系統(tǒng)的能源效率不僅有利于降低能耗和成本,而且在環(huán)境保護方面也起著關(guān)鍵作用。以下是一些提高 HVAC 系統(tǒng)能源效率的最佳策略:

1. 定期維護

定期維護是 HVAC 能源效率的基石。它確保空氣處理機組 (AHU)、冷水機組、鍋爐和其他關(guān)鍵設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行:

空氣處理裝置 (AHU):保持水盤管清潔,確保沒有空氣或水泄漏,確保阻尼器連桿,并檢查溫度和濕度等基本傳感器的校準。鍋爐:定期校準控制傳感器,檢查漏水,保持適當(dāng)?shù)乃唬⒋_保正確安裝絕緣材料以避免能量損失。冷水機組:保持過濾器和冷水機組管清潔,確保過濾器暢通無阻,并檢查油位以防止低效運行。

2. 最大限度地減少過度運行

過度運行通常是由于時間計劃管理不善或手動覆蓋造成的,會顯著增加能耗。確保 HVAC 設(shè)備僅在需要時運行,除非絕對必要,否則避免手動覆蓋。實施持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)(例如 CIM 的 PEAK)可以幫助有效地管理這種情況。

3. 更正被覆蓋的控制點

隨著時間的推移,BMS(樓宇管理系統(tǒng))的設(shè)定點和參數(shù)可能會被覆蓋,從而導(dǎo)致效率低下。定期查看和調(diào)整這些設(shè)置,以確保它們滿足建筑物的當(dāng)前需求,而不會使設(shè)備過載超過要求的設(shè)定點。

4. 優(yōu)化物理安裝

HVAC 系統(tǒng)的效率可能會因安裝不當(dāng)而受到影響。例如,放置在熱源附近的溫度傳感器會導(dǎo)致過熱。確保所有傳感器和設(shè)備都已正確安裝并適合其環(huán)境。

5. 微調(diào)控制算法

正確設(shè)計和調(diào)整的控制算法可以將 HVAC 能耗降低多達 30%。要監(jiān)控的關(guān)鍵控制回路包括:

對于 AHU:實施送風(fēng)溫度控制、壓力控制,并利用經(jīng)濟模式進行自然冷卻。對于冷水機組:管理冷凍水溫度和冷凝器水溫重置,以及高效的泵控制。對于鍋爐:優(yōu)化鍋爐溫度控制和泵控制,以確保高效加熱。

其他策略:

實施變頻驅(qū)動器 (VFD):VFD 根據(jù)需要調(diào)整 HVAC 組件的電機速度,從而顯著減少能源使用。級到節(jié)能設(shè)備:當(dāng)需要更換時,選擇相同輸出消耗更少能源的高效型號。密封管道系統(tǒng):泄漏的管道會導(dǎo)致大量的能量損失。密封和絕緣管道可以將系統(tǒng)效率提高多達 20%。利用智能恒溫器:智能恒溫器可以根據(jù)占用率和一天中的時間調(diào)整加熱和冷卻,防止能源浪費。利用可再生能源:在可能的情況下,整合太陽能電池板等可再生能源為 HVAC 系統(tǒng)供電,進一步減少對不可再生能源的依賴。

通過實施這些策略,設(shè)施可以顯著提高 HVAC能源效率,從而降低運營成本、降低碳排放并改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

利用 HVAC 監(jiān)控系統(tǒng)提高效率

HVAC 監(jiān)控系統(tǒng)正在徹底改變我們管理供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的方式,使維護更加智能并降低能源使用。以下是它如何改變游戲規(guī)則:

針對性維護:忘記基于日歷的定期檢查。這款智能軟件可以準確發(fā)現(xiàn)您的 HVAC 需要注意的位置和時間,從而節(jié)省時間并減少不必要的工作。它會在問題升級之前將其歸零,確保您的系統(tǒng)平穩(wěn)高效地運行。

停止浪費:最大的能源消耗之一是 HVAC 系統(tǒng)在不需要的時候運行。分析軟件會密切關(guān)注作,突出顯示任何過度使用,以便您可以調(diào)整設(shè)置以獲得最佳性能。這不僅可以節(jié)省能源,還可以讓您的設(shè)備免受不必要的壓力。

安裝優(yōu)化:如果安裝不正確,即使是最好的 HVAC 系統(tǒng)也會動搖。分析軟件可以發(fā)現(xiàn)是否有問題,例如傳感器放置不當(dāng)或設(shè)備尺寸不適合其所服務(wù)的空間,并指導(dǎo)您進行調(diào)整以提高效率和舒適度。

智能控制:一流 HVAC 系統(tǒng)的核心是其控制設(shè)置。軟件會檢查這些是否撥入正確,確保您的建筑物保持舒適而不會浪費能源。

簡而言之,HVAC 分析軟件是尋求更高效、更可持續(xù)建筑的強大盟友。它消除了管理 HVAC 的猜測,從而為每個人帶來更明智的決策、更好的性能以及更快樂、更健康的環(huán)境。

例如:VAV 故障運行檢測

HVAC 分析的一個引人注目的示例是檢測錯誤的可變風(fēng)量 (VAV)作。在這種情況下,分析軟件識別出一個 VAV 阻尼器完全打開但未能達到所需的氣流,從而指出執(zhí)行器存在問題。這種精確的診斷允許快速、有針對性地進行維修,最大限度地減少停機時間并確保居住者始終如一的舒適度。

圖 1.Analytics 檢測 VAV作錯誤。VAV 風(fēng)門 100% 打開,但未達到氣流設(shè)定值。執(zhí)行器問題。

資料來源:CIM.IO

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2025-02-26
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