談暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題

鐘茂群

摘要：隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。能源和環(huán)境危機(jī)的日益加劇，暖通空調(diào)系統(tǒng)因?yàn)槠涓吣芎脑诙坏貌幻媾R嚴(yán)峻的考驗(yàn)?，F(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，其中電能占了絕對(duì)的比例。對(duì)于這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。

關(guān)鍵詞：暖通 空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能問題

中圖分類號(hào)：TU96+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的構(gòu)成及主要特點(diǎn)

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益尖銳，城市化的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發(fā)達(dá)國家已達(dá)到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等需求方面的能耗，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度，現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗還有幾個(gè)特點(diǎn)表現(xiàn)在:（1）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選型、運(yùn)行管理的不合理將會(huì)降低能量使用效率。（2）維持室內(nèi)空氣環(huán)境所需的冷熱能量品位較低且有季節(jié)性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地?zé)崮?、廢熱、淺層土壤蓄熱等。（3）暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統(tǒng)的能耗，有效利用能量。

2通暖空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的管理人員素質(zhì)待提高

運(yùn)行管理在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中起著重要的作用。有些單位的空調(diào)系統(tǒng)，一年四季只有開機(jī)關(guān)機(jī)和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，顯然系統(tǒng)達(dá)不到相應(yīng)的節(jié)能效果。為此要求運(yùn)行管理人員不僅要有強(qiáng)烈的責(zé)任心，上崗前還必須要進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，對(duì)沒有達(dá)到要求的，應(yīng)重新培訓(xùn)，考核合格后才能上崗。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，同樣一套系統(tǒng)，管理人員不同，系統(tǒng)的能耗大不相同，有的甚至相差50％以上。

2.2暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要重視

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性有著重要的影響，然而在實(shí)際中往往得不到一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員的足夠重視，使得設(shè)計(jì)建造的系統(tǒng)不僅初投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)實(shí)測(cè)，有的公共建筑的空調(diào)能耗占建筑總能耗的60％。為此，我們有必要建議政府有關(guān)職能部門加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的管理，可以委托相關(guān)技術(shù)部門如學(xué)會(huì)等對(duì)設(shè)計(jì)圖紙文件進(jìn)行嚴(yán)格審查，對(duì)未達(dá)到國家有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)嚴(yán)禁施工建造。

2.3政府應(yīng)扶持新型空調(diào)的政策

采用新型空調(diào)方式、新的控制方法，不僅能顯著提高熱舒適性而且可以使系統(tǒng)大幅度節(jié)能。新型空調(diào)方式和控制方法的研究已經(jīng)取得了一些可喜的成果，只要政府部門加以扶持這些成果將很快能得到適用，并形成產(chǎn)業(yè)化，對(duì)這些項(xiàng)目的實(shí)施，將對(duì)我國的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都將起到巨大的推動(dòng)作用。

3暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：一保證各個(gè)房間(樓梯間除外)的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控是供暖系統(tǒng)的首要；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室(區(qū))熱量(費(fèi))分?jǐn)偟墓δ?；三是管路系統(tǒng)簡(jiǎn)單、管材消耗量少、節(jié)省初投資。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。

3.2改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的熱損失在整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗中占有很大比重，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)消耗的能耗所占空調(diào)負(fù)荷的大小。因此，提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中是十分必要的。

3.3提高系統(tǒng)控制水平

解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病，繼而實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能，采用舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)不失為一種好方法。據(jù)研究表明，采用這種控制方法可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。

4暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)具體措施

4.1空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷的合理計(jì)算

如今正確地計(jì)算負(fù)荷對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要，負(fù)荷算大了會(huì)導(dǎo)致投資運(yùn)行費(fèi)用增大，耗能增大，算小了則不能滿足功能要求，負(fù)荷直接決定空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和容量的大小。目前我國普遍在負(fù)荷計(jì)算上結(jié)果偏大，通過采取合理降低室內(nèi)給定值標(biāo)準(zhǔn)與適當(dāng)?shù)臏p少新風(fēng)量的方法，可以消除不必要的損耗，節(jié)約能源。

4.2熱源溫度的控制

外網(wǎng)及熱源必須采取相應(yīng)的控制手段，是由于暖用戶在室內(nèi)多采取溫控措施及室外氣溫的變化，使系統(tǒng)熱負(fù)荷的動(dòng)態(tài)的變數(shù)，例如熱水網(wǎng)路采取相應(yīng)的質(zhì)量、流量調(diào)節(jié)或質(zhì)量調(diào)節(jié)方式及氣候補(bǔ)償方式等。目前，許多地方采用根據(jù)室外溫度自動(dòng)調(diào)供水溫度的方法。

4.3采暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的選擇要合理

其選擇時(shí)應(yīng)在滿足規(guī)范要求的前提下，選擇系統(tǒng)形式。充分分析人工環(huán)境控制場(chǎng)所的特點(diǎn)，注意朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)、使用功能的差異，分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置以便于控制、調(diào)節(jié)及管理，避免不同區(qū)域出現(xiàn)過冷或過熱的能量浪費(fèi)現(xiàn)象，使其與系統(tǒng)能夠相互配合達(dá)到最佳效果，從而達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又節(jié)約的目的。

4.4地源熱泵技術(shù)

當(dāng)前以地?zé)嶙鳛闊岜醚b置的熱源或熱匯來對(duì)建筑進(jìn)行采暖或制冷的技術(shù)被成為地源熱泵技術(shù)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），既可實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。在冬季和夏季，分別將地?zé)崮茏鳛楦邷責(zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?，在冬季將地?zé)帷叭　背鰜碛糜诓膳驘崴?yīng)，在夏季將室內(nèi)的熱量提取后釋放到地層中去。目前在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中，存在大量的低溫位熱源，儲(chǔ)藏于空氣、土壤、水，以及工業(yè)廢氣、廢水中，利用熱泵可以回收這些低溫位熱源，產(chǎn)生高溫位熱量來供應(yīng)生產(chǎn)和生活之用。

4.5冰蓄冷技術(shù)

冰蓄冷是讓制冷設(shè)備在電網(wǎng)低負(fù)荷時(shí)工作，將冷量以冰的形式儲(chǔ)存起來，供空調(diào)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)應(yīng)用。它可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行“削峰填谷”，緩和供電緊張狀況，它可以將原來設(shè)計(jì)8―12小時(shí)的冷水機(jī)組，壓縮容量30---50%，改為24小時(shí)運(yùn)行。尤其是在空調(diào)負(fù)荷較小的春秋季，可以盡量融冰釋冰，提供空調(diào)負(fù)荷，減少電制冷機(jī)的開啟。冰蓄冷技術(shù)是“平衡用電負(fù)荷”的有效方法，它可以利用低谷電價(jià)，為用戶全年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)達(dá)25%，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大意義。

4.6降低輸送過程中能耗

現(xiàn)如今選用保溫性能好的新型保溫材料對(duì)管道進(jìn)行處理有利于節(jié)能。對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面的水力平衡調(diào)試，改善供暖質(zhì)量主要利用計(jì)算機(jī)。采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)流量的合理分配，提高輸送能量的效率。在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下，通過提高供回水溫差、選用低流速、輸送效率高的載能介質(zhì)和效率高、部分負(fù)荷特性好的動(dòng)力設(shè)備，可以減少輸送過程的能耗，從而提高輸送效率。

4.7實(shí)現(xiàn)供熱管理信息化，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

對(duì)供熱采暖系統(tǒng)的各種設(shè)備、閥門等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線的智能化監(jiān)測(cè)、控制和管理主要采用計(jì)算機(jī)控制。全面監(jiān)測(cè)、記錄各運(yùn)行參數(shù)協(xié)調(diào)各系統(tǒng)間的運(yùn)行，提高管理水平，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性并可使整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)信息化管理，節(jié)省運(yùn)行能耗，使供熱采暖系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平走向現(xiàn)代化。

暖通空調(diào)系統(tǒng)使用者可根據(jù)個(gè)人需要設(shè)置每月甚至每天的控制程序讓空調(diào)系統(tǒng)按預(yù)定的要求工作，在保證熱舒適的前提下節(jié)能10％。開發(fā)并利用功能強(qiáng)大、界面友好的控制軟件也是保證空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的有效措施。

5結(jié)語

民用建筑的采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)工程量大面廣，其能耗在建筑總能耗中占有相當(dāng)大的比例，對(duì)其設(shè)計(jì)應(yīng)積極采用有關(guān)的節(jié)能措施，以達(dá)到合理有效地使用能源，促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)、可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曉明，李向東，馮曉梅．新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要點(diǎn)，暖通空調(diào)，2010

[2]建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院．2009