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沃爾達：智慧節能思考——沃爾達總經理卓旦春
點擊次數：2032 發布時間：2012-9-22
沃爾達：智慧節能思考——沃爾達總卓旦春
“立足人居環境公共建筑節能，專業致力研發智控技術系統，打造*智慧流體方案服務”是我們沃爾達人的宣言，我們始終倡導持續研發高性價比的綠色產品、技術、系統以提升人們的舒適生活品質，從賣產品到賣人品，從賣人品到賣品牌，從賣品牌再到賣解決方案，再到賣客戶價值的再創造，從為客戶價值創造的附加值中分享屬于我們的一部分，從而實現共贏的格局。
產業轉型升級與節能減排是當今中國社會的zui強音，沃爾達與所有企業一樣同時面臨兩場戰爭，但沃爾達人從出口貼牌走向國內既有建筑的節能改造，我們從管網平衡與供熱計量著手，開發了適合于國內工況的大量的自主知識產權的高性價比的產品、技術與系統，全力服務于建筑節能事業。我國90%以上的建筑屬于高耗能建筑，數據顯示建筑能耗占總能耗的60%以上，而供熱及空調能耗就占30%以上，因此具有智商的智慧暖通系統解決方案已經走上歷史的必然。
隨著計算機技術的日益成熟，正如智能電網一樣，以及華為的智慧城市，西門子的“智能新主張，綠動新未來”，都是依托大量的*信息化技術為背景的成功*。實際上政府主導的熱改更需要系統化的智能化的節能方案，也同樣適用于我國建筑節能。
始于2000年的熱改至今依然為政府的心痛，主要因為在技術層面缺乏符合自然規律的節能理論體系，導致不能*解決供熱分戶計量和節能問題。因此如何依據*的、普適的系統科學原理推導出“系統節能”，賦予供熱系統“靈魂”和“智商”以達到分戶計量與節能目的。
供熱系統能耗包括兩部分，鍋爐燃燒給熱媒加入的能量，及用水泵通過熱媒將熱輸送到用戶所消耗的電能。現行鍋爐供熱系統設計時采用的熱負荷基數比實際需要的大1.5-2倍，同時在計算管道阻力時選取很大的裕量，以及選用水泵時依據就大不就小的原則，這樣層層加碼三重保險的做法，導致二次泵揚程普遍比系統阻力大2倍以上，水泵實際電耗比規范設計大1.8-2.1倍。供熱系統中采用了大量的水泵，如循環水泵、熱源混水泵、熱網混水泵、用戶混水泵、補水泵、用戶加壓泵、供水中繼泵、回水中繼泵等，設計師與有關專家、企業往往只是簡單地分析水泵的作用，而對如何把末端用戶、輸配管網、水泵、鍋爐、區域控制系統等整合組織成像一個健康人一樣的有機系統整體的問題卻避而不談。正是這種理念指導設計的供熱系統要素之間很難達到配置合理與運行協調，從而在系統整體層面上也很難涌現出產品、技術、系統等眾多優良屬性，更談不上節能，zui終造成絕大部分節能改造越改越不節能的局面。
傳統供熱節能改造往往是新產品、新技術的堆積，換一個水泵，安裝一個變頻器，加一個氣候補償器，采購鍋爐，忽略了系統與產品的靜態與動態特性的有機融合。而今節能改造的三個方面，圍墻護欄、分戶計量、管網平衡，又將局限于產品、品牌、技術、服務的不透明運作及缺乏真正完善的系統節能理論指導，熱改依然在崎嶇之路艱難前行。世行項目辦執行主任辛坦指出，我國建筑節能和熱計量不同步，使得節能建筑的收益變成了供熱企業的收入，沒有形成推動供熱計量改革的良性合力。
現行供熱系統熱計量主要方法有四種，散熱器熱分配計法、戶用熱量表法、流量溫度法和通斷時間面積法。這四種分戶熱計量方法都有其特點、適用條件和優缺點，選用應從技術可行、經濟合理、維護簡便、用戶接受程度等多方面綜合考慮。為使分戶計量讓用戶受益，計量只是手段，目的就是要節能，也即供熱計量與供熱系統節能同步，供熱計量與按供熱計量收費同步。那么為實現以上兩個同步，我們必須具備不斷提高熱源運行效率，不斷提高供熱系統調節能力，不斷提高管網輸送效率，及確保供熱系統管網平衡的系統節能技術。
根據區域供熱系統循環水泵總能耗公式，可以得出水泵系統zui節能的運行模式是全相似變壓變流量運行模式，而且水泵節能運行的流量必須確保在66%-100%的額定流量。由于水泵或風機的功耗占系統總能耗的30-60%，因此水泵的變頻節能極為重要。國內建筑節能專家石兆玉、曹琦、符永正等都先后提出了供熱系統分布式變頻水泵節能理論，并強調系統節能理論的重要性。用系統節能理論審視現行的區域供熱系統存在六大問題。*，水泵配置不合理。循環水泵配置裕度過大，多處在大流量小溫差、低效能狀態下運行，據查北方地區供熱循環水泵容量是實際需要的1.8倍以上，要消除大馬拉小車現象，新配置水泵容量應是實際的1.02-1.05倍；第二，水泵管道特性不匹配。水泵遠離點運行，比水泵zui率低20%，我國系統水泵的平均效率為30%，與國外平均相差20%，運行效率很低。要使水泵時時在zui率點運行，首先必須開發出水泵選型軟件，計算系統運行的水泵的設計工況點，確保水泵特性和管路系統阻力特性相匹配，流量偏差控制在*值的5%以內；第三，鍋爐不適應變水量運行。鍋爐節能標準中沒有變水量性能考核項目，在66-100%額定流量范圍內實現水泵變水量節能控制運行時，不能保證鍋爐運行；第四，小區進戶換熱器不能按需供水。當前絕大多數區域供熱沒有做管網水力平衡調節，沒有動態水力平衡調節控制裝置，不能滿足小區進戶換熱器按需供水的要求；第五，提倡分戶計量，卻缺乏區域供熱有機系統整體性能的研究。供熱計量改革十多年，只抓分戶計量的一個點，淡化了區域供熱有機系統研究的這個面，導致對供熱耗能系統的本質規律及特點認識不清，設計觀念落后，單位面積供熱能耗高于國外同等建筑的3倍；第六，區域供熱控制系統與系統的本質特性不匹配，沒有實時跟蹤負荷變化的功能，更談不上化zui小的代價實現實時跟蹤負荷變化的控制過程的功能，整個系統基本上是處于傻瓜狀態。上述可知供熱節能改造必須在系統節能理論指導下，是一項系統工程，整合鍋爐、水泵、管道、調節閥、末端、入戶換熱器、強弱電系統等要素，達到合理配置運行協調的健康有機系統整體，那么在有機系統整體層面上就會涌現出人們期望的簡約、節能、自適應，大幅度降低運行管理的難度等系列健康的屬性。
從系統節能理論可知，水泵變頻節能也不僅是裝一個變頻器的問題，也是一個系統工程，包括水泵和管路阻力特性匹配選型計算設計、管路系統阻力極其構成，相匹配的自控系統設計構成，控制策略等子系統構建，這些子系統有機組成一個不可分割的大系統整體及構成了決定系統特定特性和功能的系統結構機制，缺一個系統或子系統間的關聯，系統就不具備系統特定特性和功能的整體結構機制，在變頻水泵系統整體層次上就不可能涌現出健康系統才能涌現出的特性--節能。功能是系統整體性質的外在表現，結構是系統整體性質的內部基礎。變頻水泵的系統集成過程，實質就是要做1+1》2的工作。節能就是系統集成具有大系統整體結構機制后才涌現的“2”里的一個內容。大系統整體層次上具有的節能特性，是子系統所沒有的，而大系統整體層面上*的節能屬性也要子系統的率為基礎，這實質是既見樹林又見森林的系統集成法，這也*符合節能工程設計原則，即節能首先是設備和工藝流程是節能的。當前市場市場上水泵變頻器僅考慮水泵的轉矩和轉速的平方成正比的問題，及水泵適應負荷變化的變頻問題，并沒有考慮部分負荷時電機效率低下的問題，因此這類變頻器沒有考慮電機、水泵是在系統中工作，在系統中水泵要受到管道特性、控制系統的關聯制約影響，它們的性能要發生本質變化。
系統節能需要智慧的控制產品，更需要智能系統控制技術。健康的系統有清晰的物理模型和扎實的理論基礎，如何讓系統有機運行、具備智商是關鍵。以*空調為例，即使系統設計合理，設備配置很實用，但一年有四季（一個供冷季，一個供熱季，二個過渡季），每季中又可能天有陰有晴，氣候有雨有霧又有風。因此按照建筑物極限狀況配套的這些機電設備在
時刻準備著的狀態下就必須做出必要的合理調控，以適用于不同的工況要求，這就給節能降耗提供了很大的調整空間。建筑智能化工程目的就是為建筑物提供一定的智商，以期原來冷冰冰的建筑物能充滿生機活力，以實現更人性化的服務。建筑物的這種智商是與設計師的智商成正比的。尤其是樓控管理系統的設計，除與調控技術密切相關，還與暖通空調大系統的設計、設備的工藝流程和處理工藝有關。設計暖通的水系統和新風系統或散熱系統時，要實現不同條件和狀況下的可調可控甚至可視。應用智能集成系統控制技術對*系統進行時時節能控制，尤其是智能集成控制系統模塊的出現，大大降低了技術應用門檻，一般應據建筑耗能的實際情況采用不同的智能集成系統控制解決方案達到節能目的，它能夠依據空調的實際運行情況而自動地對空調的運行參數進行自適應的*調節。
沃爾達始終強調節能產品、技術、系統的有機統一，在智慧控制產品的研發生產已經走上規模化的基礎上，整合了氣候補償、煙氣回收、冷凝回收、變頻控制、混水、分時分區、水力平衡、自動控制、網絡通信等技術，開發了*空調計費監控、供熱計量溫控節能等軟件控制系統，為大規模開發智能建筑集成管理系統及逐步走向能源管理服務打下堅實的基礎，從而為國家建筑節能減排做出應有的貢獻！
“立足人居環境公共建筑節能，專業致力研發智控技術系統，打造*智慧流體方案服務”是我們沃爾達人的宣言，我們始終倡導持續研發高性價比的綠色產品、技術、系統以提升人們的舒適生活品質，從賣產品到賣人品，從賣人品到賣品牌，從賣品牌再到賣解決方案，再到賣客戶價值的再創造，從為客戶價值創造的附加值中分享屬于我們的一部分，從而實現共贏的格局。
產業轉型升級與節能減排是當今中國社會的zui強音，沃爾達與所有企業一樣同時面臨兩場戰爭，但沃爾達人從出口貼牌走向國內既有建筑的節能改造，我們從管網平衡與供熱計量著手，開發了適合于國內工況的大量的自主知識產權的高性價比的產品、技術與系統，全力服務于建筑節能事業。我國90%以上的建筑屬于高耗能建筑，數據顯示建筑能耗占總能耗的60%以上，而供熱及空調能耗就占30%以上，因此具有智商的智慧暖通系統解決方案已經走上歷史的必然。
隨著計算機技術的日益成熟，正如智能電網一樣，以及華為的智慧城市，西門子的“智能新主張，綠動新未來”，都是依托大量的*信息化技術為背景的成功*。實際上政府主導的熱改更需要系統化的智能化的節能方案，也同樣適用于我國建筑節能。
始于2000年的熱改至今依然為政府的心痛，主要因為在技術層面缺乏符合自然規律的節能理論體系，導致不能*解決供熱分戶計量和節能問題。因此如何依據*的、普適的系統科學原理推導出“系統節能”，賦予供熱系統“靈魂”和“智商”以達到分戶計量與節能目的。
供熱系統能耗包括兩部分，鍋爐燃燒給熱媒加入的能量，及用水泵通過熱媒將熱輸送到用戶所消耗的電能。現行鍋爐供熱系統設計時采用的熱負荷基數比實際需要的大1.5-2倍，同時在計算管道阻力時選取很大的裕量，以及選用水泵時依據就大不就小的原則，這樣層層加碼三重保險的做法，導致二次泵揚程普遍比系統阻力大2倍以上，水泵實際電耗比規范設計大1.8-2.1倍。供熱系統中采用了大量的水泵，如循環水泵、熱源混水泵、熱網混水泵、用戶混水泵、補水泵、用戶加壓泵、供水中繼泵、回水中繼泵等，設計師與有關專家、企業往往只是簡單地分析水泵的作用，而對如何把末端用戶、輸配管網、水泵、鍋爐、區域控制系統等整合組織成像一個健康人一樣的有機系統整體的問題卻避而不談。正是這種理念指導設計的供熱系統要素之間很難達到配置合理與運行協調，從而在系統整體層面上也很難涌現出產品、技術、系統等眾多優良屬性，更談不上節能，zui終造成絕大部分節能改造越改越不節能的局面。
傳統供熱節能改造往往是新產品、新技術的堆積，換一個水泵，安裝一個變頻器，加一個氣候補償器，采購鍋爐，忽略了系統與產品的靜態與動態特性的有機融合。而今節能改造的三個方面，圍墻護欄、分戶計量、管網平衡，又將局限于產品、品牌、技術、服務的不透明運作及缺乏真正完善的系統節能理論指導，熱改依然在崎嶇之路艱難前行。世行項目辦執行主任辛坦指出，我國建筑節能和熱計量不同步，使得節能建筑的收益變成了供熱企業的收入，沒有形成推動供熱計量改革的良性合力。
現行供熱系統熱計量主要方法有四種，散熱器熱分配計法、戶用熱量表法、流量溫度法和通斷時間面積法。這四種分戶熱計量方法都有其特點、適用條件和優缺點，選用應從技術可行、經濟合理、維護簡便、用戶接受程度等多方面綜合考慮。為使分戶計量讓用戶受益，計量只是手段，目的就是要節能，也即供熱計量與供熱系統節能同步，供熱計量與按供熱計量收費同步。那么為實現以上兩個同步，我們必須具備不斷提高熱源運行效率，不斷提高供熱系統調節能力，不斷提高管網輸送效率，及確保供熱系統管網平衡的系統節能技術。
根據區域供熱系統循環水泵總能耗公式，可以得出水泵系統zui節能的運行模式是全相似變壓變流量運行模式，而且水泵節能運行的流量必須確保在66%-100%的額定流量。由于水泵或風機的功耗占系統總能耗的30-60%，因此水泵的變頻節能極為重要。國內建筑節能專家石兆玉、曹琦、符永正等都先后提出了供熱系統分布式變頻水泵節能理論，并強調系統節能理論的重要性。用系統節能理論審視現行的區域供熱系統存在六大問題。*，水泵配置不合理。循環水泵配置裕度過大，多處在大流量小溫差、低效能狀態下運行，據查北方地區供熱循環水泵容量是實際需要的1.8倍以上，要消除大馬拉小車現象，新配置水泵容量應是實際的1.02-1.05倍；第二，水泵管道特性不匹配。水泵遠離點運行，比水泵zui率低20%，我國系統水泵的平均效率為30%，與國外平均相差20%，運行效率很低。要使水泵時時在zui率點運行，首先必須開發出水泵選型軟件，計算系統運行的水泵的設計工況點，確保水泵特性和管路系統阻力特性相匹配，流量偏差控制在*值的5%以內；第三，鍋爐不適應變水量運行。鍋爐節能標準中沒有變水量性能考核項目，在66-100%額定流量范圍內實現水泵變水量節能控制運行時，不能保證鍋爐運行；第四，小區進戶換熱器不能按需供水。當前絕大多數區域供熱沒有做管網水力平衡調節，沒有動態水力平衡調節控制裝置，不能滿足小區進戶換熱器按需供水的要求；第五，提倡分戶計量，卻缺乏區域供熱有機系統整體性能的研究。供熱計量改革十多年，只抓分戶計量的一個點，淡化了區域供熱有機系統研究的這個面，導致對供熱耗能系統的本質規律及特點認識不清，設計觀念落后，單位面積供熱能耗高于國外同等建筑的3倍；第六，區域供熱控制系統與系統的本質特性不匹配，沒有實時跟蹤負荷變化的功能，更談不上化zui小的代價實現實時跟蹤負荷變化的控制過程的功能，整個系統基本上是處于傻瓜狀態。上述可知供熱節能改造必須在系統節能理論指導下，是一項系統工程，整合鍋爐、水泵、管道、調節閥、末端、入戶換熱器、強弱電系統等要素，達到合理配置運行協調的健康有機系統整體，那么在有機系統整體層面上就會涌現出人們期望的簡約、節能、自適應，大幅度降低運行管理的難度等系列健康的屬性。
從系統節能理論可知，水泵變頻節能也不僅是裝一個變頻器的問題，也是一個系統工程，包括水泵和管路阻力特性匹配選型計算設計、管路系統阻力極其構成，相匹配的自控系統設計構成，控制策略等子系統構建，這些子系統有機組成一個不可分割的大系統整體及構成了決定系統特定特性和功能的系統結構機制，缺一個系統或子系統間的關聯，系統就不具備系統特定特性和功能的整體結構機制，在變頻水泵系統整體層次上就不可能涌現出健康系統才能涌現出的特性--節能。功能是系統整體性質的外在表現，結構是系統整體性質的內部基礎。變頻水泵的系統集成過程，實質就是要做1+1》2的工作。節能就是系統集成具有大系統整體結構機制后才涌現的“2”里的一個內容。大系統整體層次上具有的節能特性，是子系統所沒有的，而大系統整體層面上*的節能屬性也要子系統的率為基礎，這實質是既見樹林又見森林的系統集成法，這也*符合節能工程設計原則，即節能首先是設備和工藝流程是節能的。當前市場市場上水泵變頻器僅考慮水泵的轉矩和轉速的平方成正比的問題，及水泵適應負荷變化的變頻問題，并沒有考慮部分負荷時電機效率低下的問題，因此這類變頻器沒有考慮電機、水泵是在系統中工作，在系統中水泵要受到管道特性、控制系統的關聯制約影響，它們的性能要發生本質變化。
系統節能需要智慧的控制產品，更需要智能系統控制技術。健康的系統有清晰的物理模型和扎實的理論基礎，如何讓系統有機運行、具備智商是關鍵。以*空調為例，即使系統設計合理，設備配置很實用，但一年有四季（一個供冷季，一個供熱季，二個過渡季），每季中又可能天有陰有晴，氣候有雨有霧又有風。因此按照建筑物極限狀況配套的這些機電設備在
時刻準備著的狀態下就必須做出必要的合理調控，以適用于不同的工況要求，這就給節能降耗提供了很大的調整空間。建筑智能化工程目的就是為建筑物提供一定的智商，以期原來冷冰冰的建筑物能充滿生機活力，以實現更人性化的服務。建筑物的這種智商是與設計師的智商成正比的。尤其是樓控管理系統的設計，除與調控技術密切相關，還與暖通空調大系統的設計、設備的工藝流程和處理工藝有關。設計暖通的水系統和新風系統或散熱系統時，要實現不同條件和狀況下的可調可控甚至可視。應用智能集成系統控制技術對*系統進行時時節能控制，尤其是智能集成控制系統模塊的出現，大大降低了技術應用門檻，一般應據建筑耗能的實際情況采用不同的智能集成系統控制解決方案達到節能目的，它能夠依據空調的實際運行情況而自動地對空調的運行參數進行自適應的*調節。
沃爾達始終強調節能產品、技術、系統的有機統一，在智慧控制產品的研發生產已經走上規模化的基礎上，整合了氣候補償、煙氣回收、冷凝回收、變頻控制、混水、分時分區、水力平衡、自動控制、網絡通信等技術，開發了*空調計費監控、供熱計量溫控節能等軟件控制系統，為大規模開發智能建筑集成管理系統及逐步走向能源管理服務打下堅實的基礎，從而為國家建筑節能減排做出應有的貢獻！