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【摘 要】本文利用美国大型能耗分析软件EnergyPlus采用动态模拟的手段来研究HVAC系统能耗，获取HVAC系统全年所消耗的能量，为HVAC系统的节能提供备选方案和控制方法，分析HVAC系统节能量并评估节能措施的经济性，以最低的投入获取最大的节能效果，从节能和经济效益的角度出发更好的利用能源，实现HVAC系统的能耗优化。
【关键词】EnergyPlus；动态模拟；HVAC系统；能耗优化
相关资料表明，2013年我国建筑能耗约占全社会能源消费的28%-30%，同时我国95%的建筑都是高能耗建筑，落后的建筑节能技术使我国建筑节能压力倍增，尤其是空调产品效率不高、空调系统节能措施不到位的现象，造成大量的能源浪费。
本文运用美国研发的Energyplus软件平台，对“南通科聚亚”中央控制楼进行全年能耗动态模拟分析，根据“南通科聚亚”中央控制楼实际情况，从建筑环境、能源供给、系统优化三大方面提出一些有效的节能措施，再利用Energyplus软件就措施的有效性进行模拟分析论证。
0.工程概况
科聚亚高新材料（南通）有限公司是全球领先的特种化学制品公司Chemtura在南通建立的新型多功能工厂。中央控制楼（120）单元建筑朝南向，为二层钢筋混凝土框架结构建筑，底层长67.4米，宽18米，层高4.5米，二层长34.9米，宽18米，层高4.2米。底层建筑面积1131m2，顶层建筑面积583m2，总建筑面积1714m2。该建筑餐厅、更衣室、浴室、卫生间、面点制作间、面点发售间、备餐间、洗碗间、库房、电信间、办公室、经理室、文档室、配电室、控制室、工程区、实验室等房间组成。
1.建筑全年能耗动态模拟分析
在本建筑全年能耗动态模拟分析中，以1月1日零时-12月31日24时做为全年能耗动态模拟分析范围。
空调系统能耗由冷水机组、锅炉、冷却塔、风机、水泵等能耗构成，通过EngentyPlus对本建筑空调系统能耗构成进行模拟分析，模拟分析结果：输送泵46%；冷却塔27%；制冷机组13%；风机8%；蒸汽占6%。
2.南通科聚亚空调系统节能措施
从Engentyplus仿真分析来看，“南通科聚亚”中央控制楼空调系统还有很大的节能空间，可以针对系统的各部分来节能优化。
2.1空调系统形式优化
在“南通科聚亚”中央控制室空调系统中，大量采用了风机盘管加新风和VAV变风量系统。整个系统由空气处理机、送风回风管道、变风空调箱、温度控制器等构成。VAV系统运行经济，除了可以对不同房间的温度进行单独调节外，还可以在过渡季节大量利用室外新风冷量来调节室内温度。这一系统每个空调房间的风量都可以由该房间布设的恒温控制器来控制，具有很大的优点。
在本系统中，对建筑空调系统进行改进，优化VAV空调系统，在其它条件保持不变情况下，通过模拟分析，新系统在夏季设计日和冬季设计日的能耗均减少了20%。
2.2空调运行温度及运行模式优化
2.2.1空调运行温度优化
室内设计温度过高或者过低，对建筑空调系统的能耗都有着直接影响，相差1℃系统总能耗的差异甚至会超过10%，因此设定合理的室内设计温度极为重要。根据热舒适感相关参数，当室内温度≤28℃时多数人都会感到凉爽，在普通情况下室内温度处于28℃至30℃之间，并不会影响正常生活，仅只当室内温度超过30℃时，室内人员才会感觉到热甚至无法正常作息。根据不同功能房间的需求，室内设计温度可以进行适当的调整，适当提高夏季空调设计温度，降低冬季空调设计温度，能有效的降低空调系统能耗。
在“南通科聚亚”中央控制楼中，夏季空调设计温度为26℃，冬季空调设计温度为22℃。根据不同功能空间的特点，将空调设定温度进行适当调整，在调整系统运行温度后，在夏季设计日空调系统能耗下降了25%。
2.2.2空调系统运行模式优化
从不同功能房间人员分布特点和时间规律，空调系统可以采用间歇运行的方式，通过间歇式运行的优化，直接打到节约能源的目的。
3.冷热源优化
3.1冷水机组优化
冷水机组在整个建筑空调系统中能耗占比极大，不同的运行方式下，冷水机组的能耗也有着很大的差异。优化冷水机组时，首先要保证系统的可靠性，使系统内各冷水机组之间能很好的兼容，其次是冷水机组的冷量应当符合建筑物冷负荷的要求，此外还需要考虑冷水机组的部分负荷效率问题，同时力求使冷水机组每一台都能在最佳工况区域内运行。
3.2流量泵优化
在本建筑空调系统中，除了采用了VAV空调系统，还采用了风机盘管加新风空调系统，对于风机盘管空调系统，采用定流量泵与变流量泵之间的能耗会有很大的差异，不同泵在使用定流量泵与变流量泵时，相互之间的能耗改变效率也会有一定差异。在本项目中，通过温度变频器来控制冷却水泵、冷冻水泵、循环热水泵的转速从而达到高效率的工况，对整个节能项目贡献巨大。
4.优化结果论证
根据本章的优化方案和模拟分析结果，控制楼暖通系统全年能耗从110000KWH降低到70000KWH，节约了36.4%的电能，同时优化后的空调系统能保证中央控制楼的环境需要，符合中央控制楼的实际情况，给企业带来了直接性的经济效益，同时创造了可持续发展的能源管理理念，体现了极高的社会价值。 [科]
【参考文献】
[1]国务院.民用建筑节能条例.中国建筑工业出版社，2008：4-6.
[2]K.Heinermeier，G.Schitler，C.Benton.Task conditioning for the workplace.Issues and challenges，ASHRAE Transactions，96（1990）：678-689.
[3]卢求.德国生态节能建筑资助政策与措施[J].建筑学报，2008（09）：89-91.
[4]David S.Fishamn，Stephen L.Pimbert.The thermal environment in offices.Energy and Buildings，1982，（2）：109-116.
[5]龙惟定.建筑节能与建筑能效管理[M].中国建筑工业出版社，2005：49-77.
[6]谭礼保，陈静，李强民.EnergyPlus软件在置换通风设计中的应用研究[J].节能，2006（12）：18-25.
【关键词】EnergyPlus；动态模拟；HVAC系统；能耗优化
相关资料表明，2013年我国建筑能耗约占全社会能源消费的28%-30%，同时我国95%的建筑都是高能耗建筑，落后的建筑节能技术使我国建筑节能压力倍增，尤其是空调产品效率不高、空调系统节能措施不到位的现象，造成大量的能源浪费。
本文运用美国研发的Energyplus软件平台，对“南通科聚亚”中央控制楼进行全年能耗动态模拟分析，根据“南通科聚亚”中央控制楼实际情况，从建筑环境、能源供给、系统优化三大方面提出一些有效的节能措施，再利用Energyplus软件就措施的有效性进行模拟分析论证。
0.工程概况
科聚亚高新材料（南通）有限公司是全球领先的特种化学制品公司Chemtura在南通建立的新型多功能工厂。中央控制楼（120）单元建筑朝南向，为二层钢筋混凝土框架结构建筑，底层长67.4米，宽18米，层高4.5米，二层长34.9米，宽18米，层高4.2米。底层建筑面积1131m2，顶层建筑面积583m2，总建筑面积1714m2。该建筑餐厅、更衣室、浴室、卫生间、面点制作间、面点发售间、备餐间、洗碗间、库房、电信间、办公室、经理室、文档室、配电室、控制室、工程区、实验室等房间组成。
1.建筑全年能耗动态模拟分析
在本建筑全年能耗动态模拟分析中，以1月1日零时-12月31日24时做为全年能耗动态模拟分析范围。
空调系统能耗由冷水机组、锅炉、冷却塔、风机、水泵等能耗构成，通过EngentyPlus对本建筑空调系统能耗构成进行模拟分析，模拟分析结果：输送泵46%；冷却塔27%；制冷机组13%；风机8%；蒸汽占6%。
2.南通科聚亚空调系统节能措施
从Engentyplus仿真分析来看，“南通科聚亚”中央控制楼空调系统还有很大的节能空间，可以针对系统的各部分来节能优化。
2.1空调系统形式优化
在“南通科聚亚”中央控制室空调系统中，大量采用了风机盘管加新风和VAV变风量系统。整个系统由空气处理机、送风回风管道、变风空调箱、温度控制器等构成。VAV系统运行经济，除了可以对不同房间的温度进行单独调节外，还可以在过渡季节大量利用室外新风冷量来调节室内温度。这一系统每个空调房间的风量都可以由该房间布设的恒温控制器来控制，具有很大的优点。
在本系统中，对建筑空调系统进行改进，优化VAV空调系统，在其它条件保持不变情况下，通过模拟分析，新系统在夏季设计日和冬季设计日的能耗均减少了20%。
2.2空调运行温度及运行模式优化
2.2.1空调运行温度优化
室内设计温度过高或者过低，对建筑空调系统的能耗都有着直接影响，相差1℃系统总能耗的差异甚至会超过10%，因此设定合理的室内设计温度极为重要。根据热舒适感相关参数，当室内温度≤28℃时多数人都会感到凉爽，在普通情况下室内温度处于28℃至30℃之间，并不会影响正常生活，仅只当室内温度超过30℃时，室内人员才会感觉到热甚至无法正常作息。根据不同功能房间的需求，室内设计温度可以进行适当的调整，适当提高夏季空调设计温度，降低冬季空调设计温度，能有效的降低空调系统能耗。
在“南通科聚亚”中央控制楼中，夏季空调设计温度为26℃，冬季空调设计温度为22℃。根据不同功能空间的特点，将空调设定温度进行适当调整，在调整系统运行温度后，在夏季设计日空调系统能耗下降了25%。
2.2.2空调系统运行模式优化
从不同功能房间人员分布特点和时间规律，空调系统可以采用间歇运行的方式，通过间歇式运行的优化，直接打到节约能源的目的。
3.冷热源优化
3.1冷水机组优化
冷水机组在整个建筑空调系统中能耗占比极大，不同的运行方式下，冷水机组的能耗也有着很大的差异。优化冷水机组时，首先要保证系统的可靠性，使系统内各冷水机组之间能很好的兼容，其次是冷水机组的冷量应当符合建筑物冷负荷的要求，此外还需要考虑冷水机组的部分负荷效率问题，同时力求使冷水机组每一台都能在最佳工况区域内运行。
3.2流量泵优化
在本建筑空调系统中，除了采用了VAV空调系统，还采用了风机盘管加新风空调系统，对于风机盘管空调系统，采用定流量泵与变流量泵之间的能耗会有很大的差异，不同泵在使用定流量泵与变流量泵时，相互之间的能耗改变效率也会有一定差异。在本项目中，通过温度变频器来控制冷却水泵、冷冻水泵、循环热水泵的转速从而达到高效率的工况，对整个节能项目贡献巨大。
4.优化结果论证
根据本章的优化方案和模拟分析结果，控制楼暖通系统全年能耗从110000KWH降低到70000KWH，节约了36.4%的电能，同时优化后的空调系统能保证中央控制楼的环境需要，符合中央控制楼的实际情况，给企业带来了直接性的经济效益，同时创造了可持续发展的能源管理理念，体现了极高的社会价值。 [科]
【参考文献】
[1]国务院.民用建筑节能条例.中国建筑工业出版社，2008：4-6.
[2]K.Heinermeier，G.Schitler，C.Benton.Task conditioning for the workplace.Issues and challenges，ASHRAE Transactions，96（1990）：678-689.
[3]卢求.德国生态节能建筑资助政策与措施[J].建筑学报，2008（09）：89-91.
[4]David S.Fishamn，Stephen L.Pimbert.The thermal environment in offices.Energy and Buildings，1982，（2）：109-116.
[5]龙惟定.建筑节能与建筑能效管理[M].中国建筑工业出版社，2005：49-77.
[6]谭礼保，陈静，李强民.EnergyPlus软件在置换通风设计中的应用研究[J].节能，2006（12）：18-25.