基于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的分析

葉繼群

（浙江，金華 321000）

空調(diào)的出現(xiàn)為人們創(chuàng)造了更舒適的生活環(huán)境，但隨著時間的推移，全球能源出現(xiàn)緊缺，使暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗面臨嚴(yán)重的考驗。據(jù)不完全統(tǒng)計，暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗的能耗占到建筑能耗的30%-50%，且目前出現(xiàn)遞增的趨勢。因此，節(jié)能降耗成為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、運行和管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義

隨著時代的進步，經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會總能耗的1/3左右，有些地區(qū)高達40%，且其總量呈逐年上升趨勢，能源總消費量的比例已從上個世紀(jì)70年末的10%上升到近年的28%左右，其中2/3為暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗。隨著城市化進程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，暖通空調(diào)系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗也將進一步增大，這勢必造成能源供求矛盾的進一步激化。此外，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占絕大比例。能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加，酸雨現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的。如果采取相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)，使現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能30%～50%完全可能。因此考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能具有長遠意義。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能存在的問題

要實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，已經(jīng)具備了許多成熟的條件，但同時也存在許多問題有待于解決：

設(shè)計及施工管理方面存在的問題空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性有著重要的影響。然而在實際中往往得不到一些設(shè)計部門和設(shè)計人員的足夠重視，使得設(shè)計建造的系統(tǒng)不僅初投資大，運行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達60%，另外，目前建筑施工監(jiān)理行業(yè)中暖通空調(diào)專業(yè)人員水平參差不齊，很大一部分人員非本專業(yè)院校畢業(yè)或非對口專業(yè)，甚至一部分人員根本未經(jīng)過任何培訓(xùn)，對本專業(yè)理論知識似懂非懂，常憑經(jīng)驗，采用慣用方案或甲方指定的方案，由此在設(shè)計或施工中遇到的一些涉及方案性調(diào)整問題不能進行及時正確的處理和解決，最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無法挽回的不良后果，給系統(tǒng)的運行、管理留下隱患，在實際工作中，由此造成的經(jīng)濟損失也是相當(dāng)嚴(yán)重的。

對暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計缺乏評價近年來，隨著對節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點。面對眾多的設(shè)計方案，由于考慮問題的角度不同，各方面的評價結(jié)果也往往不相同，甚至大相徑庭；由于缺乏科學(xué)的、客觀的設(shè)計方案評價方法，設(shè)計人員往往無所適從，如何在眾多的設(shè)計方案中找到最合適的節(jié)能方案，是困擾暖通空調(diào)設(shè)計人員的重要課題。暖通空調(diào)系統(tǒng)運行管理中的節(jié)能問題除設(shè)計施工外，運行管理也起著重要的作用。在實際中有些單位認(rèn)為設(shè)計施工達標(biāo)完成就可以了，因此不注意對暖通空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識，不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。一年四季只有開機、關(guān)機和冬、夏季轉(zhuǎn)換操作，顯然系統(tǒng)達不到相應(yīng)的節(jié)能效果。為此要求運行管理人員不僅要有強烈的責(zé)任心，上崗前還必須要進行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，考核合格后才能上崗。

公眾對空調(diào)系統(tǒng)作用的理解觀念問題對于舒適性空調(diào)系統(tǒng)，從本專業(yè)的角度來講就是使人體有好的熱舒適性。而在社會上我們常常發(fā)現(xiàn)一種這樣的觀念：認(rèn)為空調(diào)在夏季是越冷冬季越熱效果越好。這顯然與舒適性空調(diào)的出發(fā)點相違背的。事實上，這樣不僅大大增大了空調(diào)系統(tǒng)的能耗，同時由于室內(nèi)外溫差的增大，也使人體對不同環(huán)境的適應(yīng)性下降，身體免疫力降低。這些可以通過宣傳改變?nèi)藗兊挠^念。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的方法

科學(xué)技術(shù)的不斷進步，使暖通空調(diào)領(lǐng)域新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，我們可以通過多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

細心研究、精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負荷設(shè)計的，而實際運行基本上是在部分負荷下運行，如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能滿足部分負荷運行的要求，那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量，以最大限度地縮短主機的開啟時間?？梢哉f空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。

改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例，而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境平均輻射溫度進行的，人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度，甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的，勢必帶來許多問題，如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當(dāng)環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，如采用PMV或SET*指標(biāo)對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控，可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。

采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式，把整個室內(nèi)的空氣加熱，通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱，此時所需要的空氣溫度降顯著下降，顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。

推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，空調(diào)對不可再生能源的消耗將大幅度上升，同時對生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢下發(fā)展起來的，它利源地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱(或制冷)量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。

開展冷熱回收利用的研究運用工作，實現(xiàn)能源的最大限度利用目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開展，如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器，夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等，都是對系統(tǒng)冷熱的回收利用，顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。

4 結(jié)束語

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，需要政府職能部門的重視和支持，是實現(xiàn)大幅度節(jié)能、產(chǎn)生顯著的環(huán)境和社會效益、推動經(jīng)濟發(fā)展的前提。

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[2]洪廣歡.中央空調(diào)系統(tǒng)建筑節(jié)能方案研究[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2006（1）.