暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方法

魏秀秀

摘 要：暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能意義重大，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。目前建筑系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)水泵的電力消耗包括集中供冷（熱）系統(tǒng)水泵電耗占我國城鎮(zhèn)建筑運(yùn)行電耗的10%以上，而這部分電耗有可能降低60～70%，因此，也應(yīng)是建筑節(jié)能的重點(diǎn)，尤其是大型公共建筑節(jié)能的主要途徑。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)系統(tǒng);建筑節(jié)能;維護(hù)結(jié)構(gòu)

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，空調(diào)已比較普遍地應(yīng)用于公共建筑和居民住宅，在改善人們生產(chǎn)生活條件的同時(shí)，也消耗了大量電能，能源和環(huán)境問題日益尖銳。我國的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強(qiáng)用能的管理，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理以及環(huán)境和社會可以承擔(dān)的措施，減少從能源生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。

1.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的意義

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會總能耗的27%以上，有些地區(qū)已經(jīng)接近40%。而在建筑能耗里，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，這勢必造成能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。對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)展造成了很大影響。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，如果采用節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%～50%是完全可能的。因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能意義重大。

2.暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的主要問題

2.1暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)管理方面存在的問題

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響，然而，在實(shí)際工作中一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員并未給予足夠的重視，加之工程設(shè)計(jì)周期普遍較短，以及一些技術(shù)性問題沒有完全得到解決等原因，一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量，忽視質(zhì)量，使得按設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達(dá)60%。此外，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(diǎn)。

2.2暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理中的節(jié)能問題

在實(shí)際中，有些單位認(rèn)為設(shè)計(jì)施工達(dá)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)，使得很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識，導(dǎo)致在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中不懂得根據(jù)人員的變化、室外參數(shù)的變化和實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，即使進(jìn)行調(diào)節(jié)，也具有隨意性和滯后性，由此造成大量的能量浪費(fèi)。

3.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的途徑與方法

3.1改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)及其保溫性能，減少冷熱損失

建筑物及其圍護(hù)結(jié)構(gòu)對節(jié)能的影響主要有如下方面：

（1）合理的建筑物朝向的選擇是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施。

（2）對于相同體積的建筑物，建筑物體形系數(shù)（S=F/V）越大，則其外表面積越大，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱越多，空調(diào)冷負(fù)荷也越大。為節(jié)能起見，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量控制S，如果出于造型和美觀的要求需要采用較大S時(shí)，應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。

（3）從建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、墻、樓板、屋蓋、地板等）傳入室內(nèi)的熱量中，外窗的傳熱量和太陽輻射占圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總傳熱量比例很大。因而要盡量減少外窗面積，并采取有效的遮陽措施，如選用特種玻璃、雙層玻璃和窗簾或遮陽板等。

（4）對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。因此，提高建筑物保溫性能是減少空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要措施之一。以下措施可有效降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，從而降低能耗。

① 合理控制窗墻比。窗墻面積比是影響建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的主要因素。應(yīng)在保證自然采光的前提下合理控制窗墻面積比，一般北側(cè)不大于25%，南側(cè)不大于35%，東、西側(cè)不大于30%。

② 采用新型墻體材料與復(fù)合墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在經(jīng)濟(jì)條件允許的前提下，采用墻體保溫材料對其進(jìn)行保溫處理。

③采用氣密性好的門窗以減少空調(diào)房間冷（熱）量滲漏，通過改進(jìn)門窗結(jié)構(gòu)，提高門窗氣密性，可有效防止室內(nèi)熱量的散失。論文參考網(wǎng)。其中，加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的有效手段。

3.2采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行節(jié)能

輸配系統(tǒng)承擔(dān)的任務(wù)是將冷熱量及新風(fēng)從制冷站或空調(diào)機(jī)房輸送到房間。與住宅和一般性非住宅建筑不同，特別是大型公共建筑在暖通空調(diào)電力消耗中，60～70%由輸送和分配冷量、熱量的風(fēng)機(jī)、水泵所消耗。這是導(dǎo)致此類建筑能源消耗過高的主要原因之一。目前建筑系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)水泵的電力消耗包括集中供冷（熱）系統(tǒng)水泵電耗占我國城鎮(zhèn)建筑運(yùn)行電耗的10%以上，而這部分電耗有可能降低60～70%，因此，也應(yīng)是建筑節(jié)能的重點(diǎn)，尤其是大型公共建筑節(jié)能的主要途徑。隨著變頻技術(shù)的成熟，空調(diào)系統(tǒng)中的輸配設(shè)備，如水泵、風(fēng)機(jī)等，越來越多地采用這種技術(shù)進(jìn)行節(jié)能。

3.3減少輸送系統(tǒng)的動力能耗

動力能耗主要是指空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中風(fēng)機(jī)和水泵所消耗的電能，采用科學(xué)的方法使之降低對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有十分重要的意義。在工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐中常采用以下方法減少動力能耗：

（1）水系統(tǒng)采用大溫差。加大空調(diào)冷凍水系統(tǒng)及冷卻塔水系統(tǒng)的工作溫差，可以減少水量，以降低其輸送能耗，同時(shí)可以減小管徑，節(jié)約初投資。

（2）低流速。水泵和風(fēng)機(jī)的功耗與管路系統(tǒng)中流速的平方成正比，采用低流速能取得較好的節(jié)能效果，且有利于提高水力工程的穩(wěn)定性。

（3）采用輸送效率高的載能介質(zhì)。一般情況下，用水輸送冷（熱）量的耗能量比空氣輸送要小，且輸送相同的冷（熱）量所用水管管徑要小于風(fēng)管，所占空間相應(yīng)也小得多。

3.4通過新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)

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(jìn)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，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)。因?yàn)橛绊懭梭w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。

3.5開展冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作，實(shí)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。

3.6運(yùn)行管理中的節(jié)能控制

運(yùn)行管理對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能有很重要的作用?？照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中的節(jié)能控制，可以一定程度彌補(bǔ)由于管理模式或能源設(shè)計(jì)本身不合理的缺陷，加強(qiáng)對設(shè)備運(yùn)行的控制能力，使能源更加合理、精確地消耗。這種運(yùn)行管理中的節(jié)能控制手段，理想的是通過完善的樓宇自控系統(tǒng)完成。樓宇自控系統(tǒng)的主要功能是對建筑物內(nèi)各類設(shè)備（包括機(jī)電設(shè)備和專用設(shè)備）的監(jiān)視、控制、測量、管理，以求做到使設(shè)備運(yùn)行安全、可靠、節(jié)省能源、節(jié)省人力。借助于樓宇自控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)行的節(jié)能管理。但目前大部分既有建筑的智能化程度較低，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理較差，缺乏空調(diào)自控系統(tǒng)，建筑設(shè)備運(yùn)行存在著很大的不合理成分。

結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，因此我們有必要對暖通空調(diào)系統(tǒng)目前存在的問題給予重視。節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，政府部門的重視和支持，則是實(shí)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(jì)發(fā)展的保證。