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HVAC系统的集成、控制和监控:现在与将来

发表日期:2020/7/31 9:48:15 来源:卡乐电子 评论 总点击量:

欧盟区域内建筑物的能源需求约占总能源消耗的40%,其中最重要的部分是空调和气候控制。因此,这方面的任何改进措施都将是节能的主要来源,从而达到降低建筑物的运行成本,增加其自身价值。

目前,已经出台了鼓励建筑物升级改造的相关法律,只是这些法律往往更倾向于采取被动的节能措施,例如,采用外部围护结构和窗户,或者使用更高效的设备。较为遗憾的是,主动的节能措施仍然太少,例如,引入系统集成、控制和监控解决方案等。从生产、分配到终端设备来优化整个系统的总体运行是提高建筑节能的主要途径。可喜的是,欧盟委员会对《建筑能源效率指令》(EPBD)的最新修订已明确考虑到自动化和控制系统是实现有效减少建筑能源消耗的关键技术。不仅要清楚地知晓降低热能的需求,而且还必须要确定建筑物本身的使用状况,以便使建筑物的实际需求与系统需求相匹配。

这种方案适用于能源需求非常低或几乎为零,以及设计人员没有任何余地、也没有理由提高建筑物的能源性能,从而使其超出法规规定的现值的新建筑。因此,应着重关注从建筑系统的设计到运行这个转换过程,以达到限制建筑物的能源性能与设计阶段定义的最佳值之间的偏差、并尽可能利用可再生能源来降低预期的运营成本这两方面的目标。

这甚至还适用于现有的建筑物,例如在意大利境内已有很大比例的房产建筑在使用这一优化方案,而事实上,即便到2050年,其中的2/3仍将能继续使用。

在这些情况下,需要对现有建筑物进行能源再开发和再利用,以实现与欧盟指令预期的气候中和目标相吻合的结果。

那么,为系统集成和监控实施解决方案的成本效益如何?

根据欧洲脱碳倡议组织(DECARB EUROPE Initiative,www.decarbeurope.org)的一项研究,在欧洲,采用适当的系统对现有建筑物实施自动化、控制和监控,可以将能耗降低22%-30%,投资范围涵盖12欧元/平米的住宅建筑至30欧元/平米的第三产业,在任何情况下,投资回报率最长只有5年。因此,这是一个低成本的解决方案,易于实施且有重大效益。

参考法规是什么?

该领域的参考标准是EN15232-1:2017,它是正确评估自动化效果的主要指南:楼宇自动化和控制系统(BACS),无论是独立运行(控制单个系统),还是在建筑能源管理系统(BEMS)的背景下相互作用,都可以在确保所需的热舒适性和空气质量状况的同时,消耗更少的能源,从而降低能源成本。实际上,该标准可确保始终保持运行条件以及预期的能耗和舒适度目标,并确定妨碍这些目标实现的任何不足。该标准还指导可能采取的有关建筑系统管理的修正措施(例如空调和照明系统的开启时间、持续适应水力和空气回路流量的要求、基于环境中污染物浓度的可变通风率、空置环境中供暖或制冷能源供应的限制等)。

物联网的问世:利用数据的力量创造价值

一段时间以来,控制和集成系统已具有能够本地化连接到互联网的能力。因此,物联网意味着要从孤立的系统过渡到综合解决方案。在这些解决方案中,不同的设备相互连接并相互交换数据。物联网的问世是一个重大里程碑。在这里,效率水平将进一步提高,进而实现成本的持续降低。这有助于提高与建筑物的能源性能和室内空气质量有关的长期数据的可用性。此类数据可能有不同的来源,并且与建筑物、系统或组件的总能源性能、可再生资源在现场产生的能源以及有影响力的变量(包括与居住者的行为有关的变量)有关。这种趋势的结果是与建筑物系统有关的数据库的大小和复杂性呈指数级增长。如果对其进行正确分析,就可以确定建筑物的真实性能并优化该建筑物的运行性能。

该领域收集的大量信息可用于创建一类新的高级应用程序,这些应用程序使用不同的资源进行横向操作,可为该行业的利益相关者提供新的决策工具。在建筑物的能源管理和室内舒适度领域,从建筑物的设计、管理到建筑物的最终用户,无不彰显出广泛而又大规模的数字化的重要性。通过物联网功能,即可以实施量身打造的解决方案,例如,确定建筑物的能源性能、对设备进行预测性维护以及与电网集成,从而在预期获得最佳可用性的同时提高能源利用率。

系统的控制、集成和监控是一个让建筑物更智能的良机,可以节约能源并改善性能,对现有的建筑物更是如此。

收益远超成本,优异的投资回报凸显出这类解决方案非常有效。随着物联网解决方案的出现,建筑物随之产生了大量数据,这些数据可以成为供应链中所有参与者的资产,用于通过提供新的服务或为每个相关人员降低成本来创造价值。

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