空調(diào)設(shè)定參數(shù)對(duì)建筑能耗及熱舒適的影響

付騰

宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院

空調(diào)設(shè)定參數(shù)對(duì)建筑能耗及熱舒適的影響

付騰

宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑能耗逐年增加，控制并降低這部分能耗愈發(fā)緊迫。本文通過(guò)分析空調(diào)設(shè)定參數(shù)對(duì)建筑能耗影響的規(guī)律，以及影響建筑能耗的主要因素，論述了空調(diào)設(shè)定參數(shù)與建筑能耗的關(guān)系以及降低建筑能耗的途徑與策略。

空調(diào)設(shè)定參數(shù)；建筑能耗；節(jié)能

1 引言

現(xiàn)在空調(diào)已普遍應(yīng)用于公共建筑和民用住宅。中央空調(diào)乃能耗大戶，可以從兩個(gè)方面降低空調(diào)能耗，一是，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇傳熱系數(shù)小的建筑材料；二是合理設(shè)置空調(diào)參數(shù)，提高空調(diào)能效。很多時(shí)候建筑修好后才考慮空調(diào)等建筑設(shè)備的安裝，所以對(duì)于業(yè)主來(lái)說(shuō)，所面對(duì)的主要問(wèn)題是，夏季大量使用空調(diào)形成用電負(fù)荷高峰。在電力供應(yīng)緊張的情況下，節(jié)電顯得尤為重要，而設(shè)置合理的空調(diào)參數(shù)，節(jié)電效果顯著。

2 空調(diào)設(shè)定參數(shù)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響

溫度是影響人體熱舒適的主要因素，夏季人體感覺(jué)舒適的室溫在24-28℃?？墒悄壳按蠖鄶?shù)公共建筑夏季空調(diào)溫度調(diào)得很低，不但浪費(fèi)能源，舒適性也很差。在人體舒適的前提下，提高空調(diào)設(shè)定溫度可使建筑能耗下降，原因有以下幾點(diǎn)：

(1)從傳熱基本公式Q=KA(tw-tn)可知，室內(nèi)外溫差減小了，通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量也減小了；

(2)室內(nèi)設(shè)定溫度提高，室內(nèi)焓值變大，新風(fēng)與室內(nèi)空氣的焓差變小，新風(fēng)負(fù)荷降低；

QX=GW(hW—hN)

式中QX——夏季空調(diào)新風(fēng)冷負(fù)荷，kW；

GW——新風(fēng)量，kg/s；

hW——室外空氣的焓值，kJ/kg；

hN——室內(nèi)空氣的焓值，kJ/kg。

(3)全年可以利用自然通風(fēng)的時(shí)間變長(zhǎng)，從而減少了開(kāi)啟空調(diào)的時(shí)間及輸配設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。

但是僅僅從調(diào)整空調(diào)設(shè)定溫度來(lái)進(jìn)行節(jié)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，空氣濕度不僅對(duì)人體舒適度影響很大，溫度、含濕量的不同組合也影響著空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能狀況。根據(jù)下式可知，當(dāng)室內(nèi)冷負(fù)荷、濕負(fù)荷一定時(shí)，室內(nèi)設(shè)定狀態(tài)與送風(fēng)狀態(tài)的焓差、濕度差不同時(shí)，送風(fēng)量也不同，風(fēng)機(jī)能耗隨之改變。

式中G——送風(fēng)量(kg/s)；

Q——房間余熱量（即房間冷負(fù)荷）(kW)；

W——房間余濕量（即房間濕負(fù)荷）(kg/s)；

ho，do——分別為送風(fēng)狀態(tài)空氣的焓值（kJ/kg）和含濕量（g/kg）；

hN，dN——分別為室內(nèi)空氣狀態(tài)的焓值（kJ/kg）和含濕量（g/kg）。

一般室內(nèi)濕度的設(shè)定更常用相對(duì)濕度φ表示。某空調(diào)辦公室不同室內(nèi)干球溫度和相對(duì)濕度下的空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不同的，其關(guān)系間下表：

表1 不同室內(nèi)干球溫度和相對(duì)濕度下的空調(diào)能耗（kW）

由表1可知，室內(nèi)干球溫度和相對(duì)濕度越高，空調(diào)系統(tǒng)總能耗降低，反之亦然。最低能耗與最高能耗相差達(dá)到70%。當(dāng)室內(nèi)參數(shù)設(shè)為行業(yè)推薦值時(shí)（t=26℃，φ=60%），比最高能耗節(jié)約39.3%。表1給出的數(shù)據(jù)是一個(gè)相對(duì)值，僅能表示室內(nèi)設(shè)定參數(shù)對(duì)能耗的影響，即使采用合理的室內(nèi)空調(diào)參數(shù)，也不能保證該空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能，因?yàn)橛绊懣照{(diào)系統(tǒng)能耗的因素很多。

3 建筑節(jié)能的途徑與技術(shù)策略

(1)過(guò)渡季節(jié)、夏季夜間和早晨，多開(kāi)窗加強(qiáng)通風(fēng)冷卻，減少使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)間；在使用空調(diào)時(shí)，適當(dāng)提高空調(diào)的設(shè)定溫度值。

(2)根據(jù)負(fù)荷變化，進(jìn)行自動(dòng)控制，調(diào)節(jié)系統(tǒng)水量。按照系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)的不同，智能化系統(tǒng)控制模式劃分為三種類型：第一種是自動(dòng)鎖定系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)定的溫濕度值作為調(diào)節(jié)參數(shù)，使之保持不變或不超過(guò)設(shè)定偏差。該類型也稱為“定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，這種方式目前比較普遍。第二種稱為程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即以時(shí)間為調(diào)節(jié)參數(shù)，按照事先給定的時(shí)間函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。照明的定時(shí)啟停就是典型的實(shí)例，也稱為“定時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。第三種是隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能耗大小主要取決于設(shè)定值，設(shè)定值與自然氣溫的差值越大，能耗就越大，目前最佳的調(diào)節(jié)方式是隨動(dòng)調(diào)節(jié)：將室內(nèi)溫濕度值與室外自然氣溫之間的差值作為調(diào)節(jié)參數(shù)。

(3)推行綠色建筑。墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑能耗。應(yīng)選用傳熱系數(shù)小的外墻材料，實(shí)心粘土磚保溫性差，應(yīng)推廣使用空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，應(yīng)采取的節(jié)能措施有：控制住宅窗墻比；提高住宅外窗氣密性，減少冷空氣滲透，如設(shè)置泡沫塑料密封條；改善門窗的保溫性能，窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗。

[1] 閆斌,郭春信.舒適性空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化[J].暖通空調(diào),1999(1).

[2] 路延魁.空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[3] 秦榮.辦公建筑提高夏季空調(diào)設(shè)定溫度對(duì)建筑能耗的影響[J]暖通空調(diào),2007(8).

[4] 陳曉春.熱舒適、健康與環(huán)境[J]暖通空調(diào),2003(4).

付騰(1983－)，女，碩士，講師，主要研究方向暖通空調(diào)。