1 基本情况
因受房地产行业库存压力的影响,商业地产和公共设施等房地产开发投资收紧增速放缓,暖通空调行业新增项目明显减少,此外国家房产调控政策加剧了暖通市场的不景气。2015年暖通空调行业市场由平稳增长转为小幅下滑。
在项目市场低迷情况下,多联机市场占有率下滑5.7%,但市场份额增长到42.6%。水地热源泵下跌幅度高达20%,延续上年下滑趋势,风冷螺杆机、水冷螺杆机和模块机等下滑幅度均超过10%。溴化锂因工业项目减少或延续也出现下滑。
数据来源:国家统计局
2 在暖通行业应用
2.1楼宇建筑行业应用现况
暖通空调行业主要包括:中央空调、恒压供水、楼宇通风系统、供热等,该行业有大量风机、泵类、空压机等设备,调节流量的负载采用变频调速有显而易见的效果。尤其现在国内大城市各大高档宾馆、写字楼、公寓的排风系统采用变频调速,并且换热机组的大量应用,使得该行业在变频器领域非常活跃。变频器不仅在大型的通风、空调、供热等系统中得到了有效地利用,而且也已进入家电产品中,如家用空调器,电冰箱等家电设备中都用到了变频调速技术。
2.2中央空调系统
以中央空调行业为代表的建筑节能成为公共机构节能的最重要环节。建筑物能耗能够占到公共机构能耗的70%以上,而空调、采暖就能够占到建筑能耗的30%-40%,由此可见我国中央空调节能的重要性。
由于在设计时,中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计,并且留10-20%设计余量,然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下,存在较大的富余,所以节能的潜力就较大,其中,冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载,冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节,存在很大的浪费。
不过,变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速,在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节,以达到节能目的。水泵电机转速下降,电机从电网吸收的电能就会大大减少。同时,由于变频器是软启动方式,采用变频器控制电机后,电机在起动时及运转过程中均无冲击电流,而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命最主要、最直接的因素,同时采用变频器控制电机后还可避免水垂现象,因此可大大延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。
暖通空调中用到的变频调速控制系统一般由传感器、变送器、调节器、控制器、变频器、电动机及被控制设备几部分组成。
变频器在中央空调中主要用在风机、冷却塔等风机水泵负载上。制冷机组中吸收式机组由于其能量调节是控制溴化锂溶液的循环量方式控制的,所以变频器将会得到广泛的应用,吸收式机组包括直燃机、蒸汽式、热水式等,典型的客户有远大、双良等。
简单的变频处理往往节电有限,效果不明显。近年来,随着自动化控制技术的发展,电脑软件技术开发的日新月异,在中央空调节能技术上已成功地开发应用了模糊控制理论与变频技术相结合的智能控制设备,它能根据中央空调的末端负荷的变化和空调主机的制冷运行工况自动对循环水泵进行实时 优化控制,自动调整水泵运行频率,使得系统水流量随空调负荷变化而同步变化,使水泵处于最佳节能工作状态,在保证末端负荷正常使用要求的前提下,达到降低电耗的目的。
中央空调
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负载
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功率段
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风机拖动系统
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对送风机、回风机、末端风机
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7.5-220kW
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冷冻水循环系统
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冷冻水泵
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2.2-37kW
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冷却水循环系统
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冷却水泵、冷却塔风机
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2.2-37kW
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吸收式制冷机组
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溴化锂溶液泵
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2.2-22kW
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2.3变风量系统
变风量(VAV)系统可用于维持建筑物内部特定的环境条件,是最有效的能量利用方法。在变风量系统中,可通过调整冷却盘管冷水阀使供气温度维持恒定不变。可根据区域温度调整变风量空调箱,以此更改通至各个区域的气量。用变频器对进气风机进行流量控制,以此在变风量空调箱调节器打开和关闭时将进气管道内的压力维持在所需的静压力值。
根据设计的复杂程度,可能会在进风管道、混风管道和房间内安装温度传感器,以控制或监控相关温度。数字控制器可通过依次控制通风、冷却和加热(如果相关)情况以维持一个恒定的供气温度。相对湿度也可由管道增湿器予以控制。
如果将变频器用于VAV系统,通常应在管道走向的2/3处安装一个压力传感器,用于测量管道内的静态供气压力。该传感器应直接与变频器相连。如果使用变频器的PID控制器,变频器可在闭环中运行,以此将静压力维持于所需的设定值。当VAV空调箱关闭时,传感器就会检测发现静压力的上升情况,变频器便会随之做出反应,降低进风风机的速度/流量,以此将压力值维持于设定点。
变频器在用于VAV系统时配备一项极为有用的功能部件,即双区PID控制器。如果进风管道分为两路,那么就有可能在两条管路中都安装静压力传感器。变频器可确保两个点中的任意点静压力维持恒定。或者,如果只有一条进风管道,则可在风机附近安装一个静压力传感器,以充当静态高压传感器,从而避免损坏管道系统。
在传统的区域供水系统中,用户对供水压力的要求都是经由市政供水管网经过二次加压或高位水塔储水池来满足的。日常供水控制通常采用水泵恒速运行加调整出口阀开度的方式调节供水的水量水压,这种供水的方式会使大量能量消耗在出口阀门,造成能源浪费;而且储水池也会有二次污染的问题。采用变频器作恒压供水恰好可以克服这些问题。
水泵变频恒压供水方式基于PID控制原理,维持管路供水压力的恒定。当用户用水量加大时,管路压力减小,变频器转速要提高以增加流量补充压力;反之,用户用水量减小时,管路压力增大,变频器转速要降低,使流量适当降低以使压力恒定。这样就可以使用户得到稳定的供水压力。
采用变频恒压供水,具有高效节能,压力稳定,运行可靠,操作简单,安装方便,占地少,噪音低,无污染,投资低,效益高等优点。特别适用于:宾馆、写字楼、公寓、居民小区等场所的生活给水和热水采暖系统;高层建筑、大型民用建筑的消防给水系统;工矿生产企业;各类自来水厂等。
在一些新建建筑及改造项目中,变频恒压供水已经替代了高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应。其节能性、方便性、卫生性是有目共睹的。变频恒压供水优点是不仅可以保证足够的水压;一台变频循环带多台水泵的技术早已众所周知了,此类应用节能效果非常显著。所以变频器在恒压供水领域应用越来越广泛。
消防水管路系统中的消防水始终应保持一定值的压力,所以楼宇消防系统中也要用到变频器。
通风系统针对负载为风机,由于有些需要与楼宇自控系统进行通讯,对变频器通讯协议有要求 {
e,|6}(B F3C,此类应用变频数量较大。
e,|6}(B F3C,此类应用变频数量较大。
尾气排风机的排风量要求是根据换气次数标准计算出来的,它必须满足”最大需求量”原则。但事实上一个环境的排风量需求并不是一个定数。例如地下车库,不同的时段,不同的情况,停车量是变化的,即排放的量也在变。所以我们可以给风机加装一台变频器来改变风机转速、改变排风量,
用CO2传感器检测车库空气质量,并控制变频器输出,使风机的转速(排风量)始终对应于指标即可,风机无需始终运行在最高速来排风,这样既节省能源也减少了噪音污染。
如果是排风和消防合用的风机,也无须双速风机来解决不同排风量的要求,完全可用变频调速获得所需的排风转速。还可以省出一套繁琐的联动控制系统。
2.6供热系统
在供热系统中,变频器主要针对热力站循环泵、补水泵和锅炉房的鼓引风机、循环泵等耗能负载的水量、风量调节,可使热网供热质量稳定高效,能有效避免局部热网过冷过热问题,还能消除鼓引风机风门产生的噪音。换热机组以板式换热器为例,主机基本是北欧国家进口,在国内配电控系统,功率大部分在75kW以下。A-B在此方面有较为成功案例。
汇通华城是建筑楼宇中央空调系统节能产品最大的系统集成商,每年提供1000套以上的中央空调节能系统。
3 2011-2015年市场规模
因经济放缓、地产行业去库存,新建项目减少,公共项目投资也趋紧等因素影响,2015年暖通呈现下滑态势,低压变频器市场规模为4.8亿元,同比下滑4个百分点。
主要品牌以西门子、ABB、A-B、施耐德等应用较多。
数据来源:中自集团研究部
4 暖通空调行业市场前景
积极因素:
从细分市场看,家用多联机仍保持着一定的增长。其增长主要得益于家装零售市场需求的带动,一方面,随着人们对生活质量的提升,对于空调舒适度和节能要求逐渐增加,使得家用中央空调越来越受到市场的青睐。另一方面,商家对于产品的推广力度和促销力度的增强,让更多的用户了解并体验到中央空调的优势,带动了家用中央空调的快速成长。而商用多联机受工程项目萎缩的影响,市场销售下滑明显,导致其占比大幅下滑。
由于市场大、中型工程项目的大幅萎缩,大型冷水机组“受灾”最为严重。溴化锂、螺杆机、模块机产品下滑幅度均达到15%以上。离心机产品下滑幅度相对较小,产品优势突显究其原因,其一,在大型公共建筑场所,离心机产品节能性优势更为明显,更加符合国家节能环保的要求。其二,价格的下滑。众所周知,离心机产品由于其技术处于行业最高端,导致其产品价格较为昂贵。但随着技术的普及,企业竞争的加剧,导致离心机产品与螺杆机等产品的价格差距逐渐缩短,得到不少工程项目的认可,抢占了其他产品的份额。
近年来,国内新风行业刚刚起步,而在日本以及一些欧美国家,新风系统应用已经进入了全民化或强制化的应用阶段,这些国家的新风产品无论在技术还是品牌基础上,都领先于国内企业,已成为国内新风市场的“主力军”。加快技术研发、升级产品质量成为新风企业发展的必经之路。在国家政策的推动下,新风系统将迎来更高速的发展。
2015年11月23日,国务院发布《关于积极发挥新消费引领作用加快培育形成新供给新动力的指导意见》,提出了消费升级的六大方向,即服务消费、信息消费、绿色消费、时尚消费、品质消费和农村消费,通过发挥新消费的引领作用,培育形成新供给的力量。智能空调是智能家居必不可少的一部分,未来也将有更广阔的发展空间。
消极因素:
中国经济进入中低速增长期,房地产行业回归理性,市场拉动不够,HVAC项目数量减少,项目竞争加剧,通过降价成为企业竞争的主要手段。
5 相关政策
国家发展改革委办公厅2015年2月印发《低碳社区试点建设指南》,在有条件的社区,优先推广分布式能源和地热、太阳能、风能、生物质能等可再生能源。推广利用新设备新技术。鼓励在社区改造中选用冷热电三联供、地源热泵、太阳能光伏并网发电技术,鼓励采用余热回收、风机水泵变频等技术。
国务院办公厅2015年3月印发《国务院办公厅关于加强节能标准化工作的意见》:在建筑领域,完善绿色建筑与建筑节能设计、施工验收和评价标准,修订建筑照明设计标准,建立绿色建材标准体系。选择具有示范作用和辐射效应的园区或重点用能企业,建设节能标准化示范项目,推广低温余热发电、吸收式热泵供暖、冰蓄冷、高效电机及电机系统等先进节能技术、设备,提升企业能源利用效率。
2015年11月住建部发布《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》:严寒和寒冷地区宜设置辅助热源,辅助热源不宜采用集中供暖方式;寒冷地区、夏热冬冷及夏热冬暖地区宜设置辅助冷源。辅助热源和冷源宜采用以下方式:严寒地区,当分散供暖时,宜优先采用燃气供暖炉;当集中供暖时,宜以地源热泵、工业余热或生物质锅炉为热源,并采用低温供暖方式。有峰谷电价的地区,可利用夜间低谷电蓄热供暖。寒冷地区宜采用地源热泵或空气源热泵。夏热冬冷地区宜采用空气源热泵或地源热泵。
环保部HCFCs替代重点推荐出炉:2015年6月1日,环境保护部环境保护对外合作中心消息显示,中心在中国第一阶段HCFCs淘汰管理计划实施及公益性行为环保科研项目课题《含氢氯氟烃(HCFCs)替代技术及推广政策研究》的工作基础上,分行业和用途初步建议了一批重点推荐的HCFCs替代品,草拟了《含氢氯氟烃重点替代品第一批推荐目录(征求意见稿)》
2015年暖通空调和建筑节能实施了10条
新标准,其中包括能源效率标识规则《热泵热水机(器)能源效率标识实施规则》,和强制同意国家标准《绿色建筑评价标准》,以及行业标准《变风量空调系统工程技术规程》、《供热计量系统运行技术规程》、《建筑热环境测试方法标准》、《城市供热管网暗挖工程技术规程》、《公共建筑能耗远程监测系统技术规程》、《建筑节能气象参数标准》、《既有采暖居住建筑节能改造能效测评方法》等。
新标准,其中包括能源效率标识规则《热泵热水机(器)能源效率标识实施规则》,和强制同意国家标准《绿色建筑评价标准》,以及行业标准《变风量空调系统工程技术规程》、《供热计量系统运行技术规程》、《建筑热环境测试方法标准》、《城市供热管网暗挖工程技术规程》、《公共建筑能耗远程监测系统技术规程》、《建筑节能气象参数标准》、《既有采暖居住建筑节能改造能效测评方法》等。