【摘 要】
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近年来,在双碳目标与新冠疫情双重背景的加持下,国内大量既有高校建筑的节能需求已经进一步提高,且在传统运维管理模式下各建筑用能设备和系统独立运行,缺乏针对性的新风节能控制方法与三维可视化的运维管理系统,整体能效水平低下。因此必须加快推进既有建筑传统运维模式的智能化与数字化转型升级,助力我国“双碳目标”下绿色低碳建筑的发展。本文选取北京某既有高校教学建筑为研究对象,针对其中央空调制冷系统开展能效测试研
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近年来,在双碳目标与新冠疫情双重背景的加持下,国内大量既有高校建筑的节能需求已经进一步提高,且在传统运维管理模式下各建筑用能设备和系统独立运行,缺乏针对性的新风节能控制方法与三维可视化的运维管理系统,整体能效水平低下。因此必须加快推进既有建筑传统运维模式的智能化与数字化转型升级,助力我国“双碳目标”下绿色低碳建筑的发展。本文选取北京某既有高校教学建筑为研究对象,针对其中央空调制冷系统开展能效测试研究。采用了现场实测与软件模拟相结合的方式对空调系统的能耗情况进行分析,并开展智能化与数字化改进研究。（1）依据相关规范对制冷机房设备进行实测分析,测算得到的冷水机组COP为4.84,符合国家相关规范要求的指标4.60,机组整体性能达标,且具有较高运行效率。通过计算测得的制冷系统COP为2.98,与规范要求的能效标准十分接近。（2）利用De ST能耗模拟软件进行模拟计算,得到该建筑最大冷负荷指标为96.74 W/m~2,其中新风负荷在供冷季占比约30%,整体占比较高。供冷季的建筑总能耗（含照明、设备等能耗）47.29万k W·h,其中空调能耗23.84万k W·h,约占建筑总能耗的50%。（3）针对该建筑新风负荷占比较高的特点,以及当前新冠疫情防控现状,本文提出了一种基于室内人数调控的智能化新风控制新方法,并对相关控制系统进行了研发。针对新冠疫情当下（室内人员波动较大的特殊情况）,利用De ST能耗模拟软件对空调系统供冷季能耗进行模拟,得出改进前后的空调系统总耗电量分别为23.84万k W·h和19.33万k W·h,供冷季空调系统的耗电量降低了18.9%,节能效果较为明显。（4）为了从可视化角度进一步探究上述方案的节能效果与制冷机房各设备的运行情况,本文在开源软件的基础上构建了一种适用于既有高校建筑的三维可视化运维管理系统,该系统兼顾直观的可视化运维管理与能耗统计分析。整个系统的前端包括后台管理系统和三维可视化大屏的开发,后台管理系统基于当下主流的Vue.js框架与Element-UI组件库进行构建,可视化大屏模块分别利用Three.js与Echarts实现三维场景与实时图表的可视化展示。系统后端采用“Node.js+Mongo DB”的组合搭建服务器与数据库,同时利用自主设计制作的物联网监测设备对实时的室内热环境及设备运行参数进行采集,并实时存储至Mongo DB数据库。系统前后端通过API接口进行各种数据、信息的交互,实现三维场景与实时数据的动态可视化。该系统不仅实现了建筑三维场景与能耗数据的协同展示,将室内热环境参数和设备运行能耗数据以更直观的可视化图表形式进行呈现,也为用户和管理者带来交互性更强的可视化操控体验,便于管理者开展能耗分析与“健康诊断”,对既有建筑智慧运维系统的建设具有一定的工程应用价值。
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