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关键词:空调,节能,新技术
Abstract: to reduce energy consumption of the air conditioning system important meaning, we should design and system itself fully consider all sorts of energy saving measures to effectively to achieve the purpose of saving energy and environmental protection. Because the influence factors of air conditioning system energy consumption, and action process complex, comprehensive energy efficiency is lower, therefore, through the analysis of the targeted, after reasonable energy saving optimization design is effective to reduce energy consumption is one of the important means.
Key words: the air conditioning, energy saving, new technology
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
引言:在提倡创建节约型社会的今天,建筑节能问题不可忽视,尤其是对于占建筑能耗50%~70%的空调系统能耗。随着空调的广泛应用,用于空调系统能耗的比例也在不断增大,而且空调系统通常是以高品质的电能为能源,这与我国部分地区相对紧张和匮乏的电力供给形成了鲜明的对比,引起了能源供求矛盾的进一步激化。因此,在暖空调系统设计中 ,采取必要的节能措施降低其能耗,是暖通空调专业人员不可推卸的责任。
一、空调节能方面存在的主要问题
1、空调在设计以及施工管理方面存在的问题:空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视。加之工程设计周期普遍较短,设计收费与设计产生的经济效益不挂钩,以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因,使得设计施工完的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。
2、空调系统的设计缺乏对节能方案的科学评价方法:近年来,随着对节能和环保要求的不断提高,新的技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方面的评价结果也往往不相同,甚至大相径庭;由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法,设计人员往往雾里看花,无所适从。
3、空调系统运行管理中存在的问题:除设计施工外,运行管理也起着重要的作用。在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因此不注意对空调系统操作人员的培训。很多操作人员不具备必要的空调基本理论常识,不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作。显然系统达不到相应的节能效果。
二、空调系统的节能设计措施
空调系统的节能设计还应从技术层面着手,选择较为合理且在现有的条件下易于实现的节能技术措施,从而能建立高效节能的空调系统。设计阶段是工程项目进行建设和改造的重要步骤,系统设计的优劣程度将对空调系统设备产生深远的影响。
1、建立多元化的冷热源空调系统
实际的空调系统的设计过程中,应结合实际应用状况,选择合理的冷热源,实现多样化的冷热源的选择。空调系统的广泛应用对资源提出了更高的需求,对生态环境的发展也造成了一定的破坏,选择合理的空调系统的冷热源能有效减少不可再生资源的利用,建立节能的空调系统的设计。
2、采用蓄冷系统
各国用电状况都不同程度的存在着电负荷峰谷差较大的情况,在用电高峰时电力供应不足,而在低峰时电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区,就可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出来,这将对整个电力负荷的移峰填谷工作起很大作用。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。
3、选择可再生能源或低品位能源的空调系统:不可再生能源的大量使用造成能源的日趋枯竭、环境日益恶化,开发利用天然可再生能源成为必然。在天然可再生能源中,太阳能、风能发电,太阳能供热或制冷系统,地源热泵空调系统等技术已经成熟,应大力推广使用。利用可再生能源的空调系统,不仅有着显著的环境和社会效益,也是节能的最有效途径。4、采用变频系统
变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势,它不仅能有效改良空调系统的工艺不足,还能大幅降低能耗,节省运行成本。
空调新技术
1、空调水系统变频变流量技术:
中央空调的冷负荷随环境温度和使用面积的变化而变化,定流量水系统的水泵电机基本是满负荷运行,形成大流量小温差的现象,针对这种效率低,能耗大的情况,采用空调水系统变频器控制冷冻水泵电机运行,使冷冻水的流量与冷负荷成正比例的变化,收到良好的节能效果,经济效益显著。变频器的发展大约经过30年的技术创新,目前已成为电机调速转动的主流,在各行业领域中发挥着重要的作用,而且随着变频器的全数字控制方式发展,其精度高,可靠性高,稳定性好,存储能力强,逻辑运算能力强等优势将更加突出,经济效益更加显著,应用范围更加广泛。
2、区域冷热电联供技术:
区域供冷系统,类似如北方的城市集中供热系统,是在一定规模的区域内,由专门的制冷站集中制造冷冻水,通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送,从而提供制冷空调服务的系统。区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统,其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势:(1)能源利用效率高;(2)同时使用系数小,制冷主机装机容量小;(3)减少运行管理人员,提高维护质量;(4)环保优势明显;(5)有利于采用蓄冷技术;(6)建筑美观性和空间利用率的提高。
3、地源热泵等舒适节能空调技术:
地源/水源热泵空调是以水为载体,通过地源热泵机组系统,冬季将地温热能(地下水或土壤热能)传递转移到需供暖的建筑物内部,夏季又可以将建筑物内热量,通过热泵机组系统,传递转移到地球浅部地层中去,它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的特点,是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。它具有如下特点:(1)节能30%~60%;(2)高效、环保;(3)冬、夏两用;(4)寿命高达二十五年;(5)降低投资风险,节省初投资。
结语:随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平。 只有对空调系统目前存在的问题给予重视, 空调系统才能给千家万户带来便利,才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。节能技术的研究开发和运用是空调系统、建筑系统节能的基础,需要得到政府部门的重视和支持。同时,我们暖通空调专业工作者,都有义务在暖通空调的节能领域里积极地贡献自己的力量。
综上所述,建筑节能尤其是空调系统方面的节能,潜力还是很大的,可以通过多种途径对系统进行节能,建筑节能在当前世界能源紧张和中国经济高速发展的背景下,尤其具有重要的意义。
参考文献:
【1】路永华.暖通空调系统节能探讨U.应用能源技术,2005(5).
【2】林海燕.居住建筑围护结构的节能问题[c].中国绿色建筑/可持续发展建筑国际研讨会论文集.北京:中国建筑工业出版社,2001.
一、可行性分析
我们提出了两种设想:一是改变传统水空调水箱,提高地下水的利用率;二是改变现在水空调直接用水泵无节制供水的模式,使用小型气压泵,在出水处安上一个控制水流量的开关。
第二种设想提高了水的利用率,但无法保持刚抽上来的水的温度。因此,问题的关键就落在了如何保持水温上。
二、设计思路
我们对周边有水空调的家庭进行走访考察时发现,他们用的水空调水流很大,且水直接排入下水道造成巨大浪费。了解这些情况后,我们开始进行原理设计。
针对保持水温问题,利用隔热、保温材料将气压泵包裹,就能阻碍外部热量的入侵。原理图如图1。
我们将细铜管来回弯曲,做成一个水箱面积大小的平面来替代以前的水箱,增大吸热面积的同时提高了水的利用率。又在水空调下装了万向轮,使其能在一定范围内移动。经过改进后的外观草图如图2。
在设计电路时,我们选用一次能盛1/4方水的气压泵,将电源与气压泵上的压控开关相连,压控开关再与水泵电源相连,电源常通着电。当气压泵内的水快用完时,压控开关自动闭合,给水泵供电,水泵抽水,水满后自动断电。电路原理图如图3。
三、项目设计结果
1.样机介绍
在上文设计基础上,通过多次试验我们终于制作出了一台水空调样机。测试结果表明,样品实际使用效果与设想效果相当,可以真正投入实际应用。样品实物如图4。
水空调样机包括水泵、气压泵以及通过进出口与铜管做的散热器相连接的部件。在散热器后安装一个小电扇,在出水口处安一个控水开关。控水式高效节能水空调的工作流程是:
抽水水泵与气压泵相连,气压泵把水压入水空调,水空调里的散热器向外散冷气,在散热器后面装一个小电扇,增加制冷效果。在出水口安一个控水开关,以便根据需求控制水流。最后水流入另一口井。
电路部分电源与气压泵压控开关相连,压控开关再与水泵相连,气压泵本身不消耗电能,而是用气压泵上的压控开关来控制水泵上的电源,压控开关常通着电。当气压泵内的水快用完时,压控开关自动闭合,水泵通电,向上抽水,水满后,压控开关自动断开,停止抽水。
为了更好地利用资源,我们可以在水流出的管上安一个分支管,在分支管上安一个开关,当需要用水时,关闭向井里流水的开关,让水流入需要的容器内,如不需要,就关闭分支管上的开关,让水流入井内。
关键词:暖通空调 ; 能耗 ; 变频调速技术 ; 温差
Abstract: With the improvement of people's living standard, the acceleration of the city process, the building energy consumption is larger and larger in total energy consumption proportion, and HVAC system energy is 30% ~ 50% of building energy consumption , so the study of energy-saving HVAC systems is of great practical significance. This article puts forward some suggestions and measures through the analysis the problems of current HVAC energy saving.
Key words: HVAC; energy consumption; frequency conversion technology; temperature difference
中图分类号:TU96+2 文献标识码:A 文章编号:2095-2104
随着经济的发展,人们对能源的需求量越来越大,而由于很多能源是不可再生资源,这就导致了能源和环境的矛盾变得尖锐起来。由于人们生活水平的提高,对居住环境的要求越来越高,这就导致了建筑能耗在总能耗中的比重越来越大,在发达国家这个比重可以达到40%,而在我国这个比重也接近30%,而在建筑能耗中,暖通空调所占的比重几乎占到一半,所以研究暖通空调的节能具有很强的现实意义。近年来世界各地包括中国都在大力开展节能减耗工作,本文首先介绍了暖通空调的节能的必要性和可行性,然后分析了现在节能系统中的不足,最后具有针对性的提出了一些解决办法,对现实工作具有一定的指导意义。
1暖通空调节能的必要性和可行性
1.1节能的必要性
伴随着经济的发展,人们的生活水平越来越高,对生活条件的要求也越来越高,尤其是对于住房,居住环境更是如此由此带来了建筑行业的迅猛发展,暖通空调在其中被大量应用,进而导致了近年来中国建筑能耗的不断上升,由此造成了很多地区能源供求的紧张,而且建筑能耗一直呈现稳步上升趋势,暖通空调能耗在其中所占的比重接近一半,所以研究暖通空调的节能就很有必要性。
从另外一个方面说,现有的暖通空调系统所使用的能源都是高品质的电能,作为一种不可再生资源,在很多地区引起了电能供求的紧张,给当地居民的生产和生活带来了很多不便。 众所周知中国很多地区,尤其在山西、河北等地大量采用火力发电、造成大量的二氧化碳、硫化物、烟尘等的排放,随着国际性对环保的重视,为了保护环境,节能减排已经变得刻不容缓。
1.2节能的可行性
前面我们介绍了暖通空调系统所占能耗的惊人比重,对此如果我们采取相应的节能技术就会大大降低暖通空调的能耗,节约大量的电能,对保护环境起到不可估量的作用。而且有数据表明,根据最近的研究成果,如果采用合理的节能措施,现有的暖通空调系统节能20~50%完全有可能,具有很大的可行性。
2暖通空调系统节能上存在的不足
2.1对节能认识上的不足
首先是公众对节能认识上的不足,对于暖通空调好坏评价,人们往往片面的认为,空调制冷,越冷越好,而暖气热,越热越好,这显然是不科学的。真正的好的暖通空调系应该是以舒适性为目的,与人体有非常好的配合性,而不是极端的冷热两端,不仅影响系统不能正常的工作,大大增加了暖通空调的能耗,而且由于温差大也不利于人的身体健康。
设计有时对于暖通空调节能上认识不足,就会有很多设计人员不够重视节能措施,往往只关注房屋质量,对于暖通空调的设计不够重视,更由于时间匆匆而草草设计,未进行充分的细节计算,生搬硬套经验公式,造成了设计之初能耗就偏大。
2.2安装施工中存在的不足
由于施工单位安装技术水平不一,对细节的注重不够,会造成暖通空调设备安装不当,设备性能发挥不到设计要求应有的水平,影响系统的整体效能。另外在室内的低温送风的过程中,一定要注意风管的保温效果,这一点十分重要,系统内有为数不少的冷量损失就是由于保温不到位散失出去的,尤其是末端送风系统中应该采取有效的措施防止结霜、露水等。
2.3运行管理中的不足
分析暖通空调在运行中出现的浪费情况,一方面是设计源头上的不合理,在设计上对节能不够重视,认为不关乎房屋质量无足轻重。而还有一方面的原因就是操作人员的操作问题,对操作人员缺少培训,很多操作人员不熟悉操作原理,不考虑室内人员的变化以及室外的温差变化,简单的保持了满负荷的运行。
而且对于政府职能部门以及有关的节能监督审查部门,对于暖通空调节能设计施工缺少监督,也是导致节能措施被忽视的一个原因。
2.4新技术推广问题
近年来对暖通空调系统节能的研究有了一些成果,一些先进的技术被采用,地热热泵空调系统,太阳能制冷供热系统等,这些都利用可再生的能源,无污染,对环境有很好的保护作用。但是跟所有的新技术一样,它也有很多不成熟的地方,而且造价偏高,对于使用的地域也有一定的局限,这就导致了在推广过程中往往不能因地制宜,导致推广效果不佳。
3暖通空调系统节能的具体措施
对于暖通空调运行过程中出现的问题,其实有很多有效地方式可以选择,下面主要选取建筑的维护结构,暖通空调自身技术条件,管理人员素质等三个方面进行阐述。
3.1改善建筑的维护结构和保温功能
3.1.1控制建筑物表面积
熟悉建筑设计的都知道,建筑物的体形系数S=FN,由此在考虑到节能方面的问题时, 在建造建筑物的同时应考虑其保温性能,如果出于对建筑物审美的需要而必须使用较大的S值时,就应该尽量加强护栏的隔热能力,至于热阻主要考虑保温材料的使用。
3.1.2控制建筑物的面向
这个问题很好理解,举个例子:我们都知道一个民间建房屋的常识,那就是坐北朝南, 其实这是很有道理的。因为南北朝向的房子比东西朝向的所承受的冷负荷更小,更容易做好建筑物的保温工作。这样对于暖通空调系统工作运行来说,由于其温差稳定,更能有效的控制建筑物内的环境和温度调节。
3.1.3门窗材料结构
建筑物的围护结构,如楼板、墙壁等与室内所交换的热量中,外窗传导的热量和阳光对建筑物的照射所传导的热量占整体围护结构的传热量总量的比例最大。为了降低传热,我们一方面要减小外窗的面积,减少热能的传导,并且在必须设置的外窗上采取遮阳的措施改善暖通空调系统自身的技术条件。
3.2采用更有效率的载能介质
根据调温原理,对相同体积的空气进行调温,其效果直接取决于空气的温度,简单说就是温度更低的空气或者水即使在很小的体积下,也可以对较大的室内空间起到很好的温度调节作用。对此可以给我们一个启示,就是需要的介质体积可以最求小化,介质的体积如果减小,那么在传输过程中消耗的电能也就越小,所以采取科学的方法降低介质的温度,同时减小介质的体积就变得非常具有实际意义。但是在应用过程中应该注意,在室内的低温送风的过程中,一定要注意风管的保温效果,这一点十分重要。
3.3积极研究热回收技术,提高能源利用率
对热回收装置进行改进处理,从而提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的有效措施之一。具体操作是在空调系统中安装能量回收装置,利用系统排风中的能量来处理新风。这样就做到了废物利用,就可以大大减少处理新风所需的能量,也就降低机组负荷,最终达到节能的目的。
3.4提高管理人员素质
关键词:空调系统;节能优化;消耗
智能建筑节能是世界性的大潮流及大趋势,也是中国改革与发展的迫切要求,是21世纪中国建筑事业发展的一个重点。节能与环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发,建筑节能的关键又在于提高能量效率,所以无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计,都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。
一、暖通空调概述
1.暖通空调的工作原理
暖通空调的主要工作原理是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量交换发生气化,这一过程会使冷冻水的温度降低,被气化后的制冷剂在空压机的作用下,会形成高压、高温的气体,当气体流经制冷机组的冷凝器时,则会被来自冷却塔的冷却水所冷却,从而是气体转变为低压、低温的液体,与此同时,被降温后的冷冻水经由水泵被送至空气处理机的热交换器中,随后与混风进行冷热交换形成冷风源,最后经由送风管路送入到各个房间。通过这样的循环过程,在夏季房间内的热量会被冷却水带走,流经冷却塔后释放到空气当中。
2.空调供水系统
通常情况下,冷冻水系统内的冷冻水管道均为循环式系统;变流量系统按照组成装置的不同,可分为相对变流量和真正变流量两种,其中真正变流量可以充分发挥变流量系统的节能潜力。
3.空气处理单元
在空气处理单元中,新风与部分回风经混合后形成混风,当混风经由热交换器冷冻水进行热交换后则形成送风。冬季时,混风能够吸收能量,从而是温度升高,夏季时,随着混风温度降低,送风进入室内后会与室内的空气进行热量的传递,最终将温度调节至房间所需的设定值。此时房间内的气体在排风机的作用下与新风混合后,重复上诉过程进行循环。由于混风和冷冻水的热交换过程是在热交换器中进行的,因此,热交换器属于暖通空调空气处理单元中较为重要的组成部分。当热交换器的工作状况处于部分负荷时,与设计工况是不同的,而在实际使用中,大部分时间热交换器都是处于部分负荷状态,也就是说其基本都处在非设计工况下工作,所以在进行设计时应尽量了解热交换器的这一特点。
二、暖通空调工程设计优化的重要性
其一,对暖通空调工程进行优化设计,不仅可以满足人们对工作和生活环境舒适性的要求,而且还可以使工作效率和生活质量有所提高;其二,由于暖通空调工程属于整个建筑中能耗较高的部分,所以对其进行优化设计,可以起到节约能源、提高能源利用率的作用;其三,随着直接数字控制器(DDC)、变频技术以及能源管理控制系统等的广泛应用,使暖通空调工程的优化设计策略和控制技术相辅相成,在节能降耗的同时,能够更好的对暖通空调系统进行指导和控制;其四,基于大部分暖通空调工程在设计之初,没能很好考虑季节变化、时间以及房屋的朝向等问题引起的冷负荷变化,致使这样的设计难免会造成能源的浪费,而对暖通空调工程进行优化设计后,可以从根本弥补这一缺陷,并且还能降低事故的发生几率;其五,由于在进行暖通空调设备选型时,通常都是按照设备的最大负荷进行计算的,并采用固定工作时间的方式运行。但是在大多数情况下,暖通空调都不是处于满负荷运行的,同时由于多种因素的影响,如阳光照射、建筑外部环境的温湿度、房间内部的负荷变化等,一旦采用固定工作时间运行,必然会导致设备的使用效率低下,使能源大量浪费。因此,为了调整空调系统的运行时间,作为施工单位,对暖通空调的运行比较了解,就必须配合设计人员对暖通空调工程进行优化设计,从而确保空调系统的运行效率,达到节约能源的目的。
三、暖通空调工程的优化设计方法
1.控制策略的优化
由于空气处理机的直接数字控制器(DDC)基本都是采用PTD进行控制的,所以选用一个较为合适的PTD参数能够起到促进空调系统稳定运行的作用。PTD的系数高,可以使室内温度较快的达到预定值,反之这一过程会较慢,但也并不是说PTD的系数越高就越好,一旦系数太高时很容易引起DDC控制器失稳。虽然PTD可以解决大多数场所的空调控制问题,但是有些特殊场所仅靠较高的PTD系数提高空调系统对负荷变化的响应速度是很难解决问题的,比如影剧院等大热惯性场所,对于这样场所可采用双级控制,即将温度传感器分别安装在室内和送风道上,由主DDC控制器完成室内温度的设定,而水阀的驱动则可由副DDC按照主DDC以及风道传感器的指令来完成,基于风道温度变化的速度要快于房间内温度的变化,采用这样的控制方式可以加速空调系统对温度波动的响应。在实际工程设计中,可以根据不同情况的需要,选择不同的优化控制,从而达到最优的效果。如,写字楼、大型商场等场所,夏、秋季在清晨时通过控制程序启动空气处理机,并利用室外的凉风对室内进行全面换气预冷,这样做不进可以节约能源消耗,而且还可以提高室内空气的质量。
2.控制权的优化设计
在某些特定的场合,如会议室,如果可以将空调或是通风系统的参数设定功能放置在现场,那么则能够更加符合用户的需要。然而DDC本身却并具备这样的功能,必须添设专门的部件才能实现。为了实现这一功能必要时可以添设VRV控制面板的设定器,它可以给用户带来极大的方便和舒适性。
3.DDC的优化
由于DDC控制系统的处理能力是不同的,所以应根据各个场合不同的需要,选择合适处理能力的DDC,如热力站监控点、冷冻机房等密集场合应优先考虑采用大型的DDC控制器,以减少控制器间的通讯和故障发生的频率;对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。目前,可编程逻辑控制器(PLC)的发展速度较快,其应用范围也越来越广泛,因此,在暖通空调现场设备优化控制工程中,可适当加以采用,优化效果也是比较明显的。
4.控制网络的优化设计
在满足灵活性和可扩展性的基础上,空调系统控制网络的拓扑结构应尽量清晰、简化,无论是采用RS485总线或是LonTalk总线的控制网络都应如此。由于分级多、分支多的网络管理较为复杂,而且可靠性也比较低,虽然LonTalk总线在理论上能够组成任意的网络拓扑结构,但是这种设计具有很大的随意性,一旦运用不当,在工程实践中可能会有一定的技术风险,从而使空调系统的成本增加。因此,在没有特殊要求的工程中英尽可能使用RS485总线的控制网络,并采用手拉手环网的布线方式。
5.BAS监控中心
BAS监控中心主要负责的是监控整个空调、通风以及动力系统的工作状态,通常与安保监控和消防控制等系统共用一间机房,而该机房一般都离冷冻机房、锅炉房较远,在这里对空调系统中的关键设备进行远程操作显然是不合适的,因此,建议在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设一台监控分站,并由该分站负责监冷冻机、锅炉监控功能,同时该分站授权局限为冷热源设备。
五、结论
能源目前显得比较短缺,特别是现在使用空调的人逐年增多。空调自身的含氟制冷剂本身就会导致臭氧空洞的形成,而且空调工程的高能耗问题还会产生更多的二氧化碳,引发一系列的环境问题。这就更要求我们去寻求一条节能的道路,来适应社会的发展。因此,研究空调的节能问题显得尤为迫切且重要。
参考文献
[1] 孙亚林.空调用冷水机组部分负荷性能与空调系统的匹配分析[J].科技资讯,2010(11).
【关键词】暖通空调系统;节能;新技术
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
众所周知,现如今自然环境日益恶劣,全球气候变暖,冰山消融,很多海岛面临被淹没的危险。越来越严峻的形式迫使人们开始减少能源消耗,而建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大。在发达国家中,建筑能耗占总能耗的40%左右,虽然我国社会经济发展水平不高,但是建筑能耗已占总能耗的30%,而且还日趋上升。在建筑能耗里,用于暖通空调系统的能耗又占到建筑能耗的30~50%,随着暖通空调的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。再加上暖通空调系统往往以高品质的电能为能源,我国的电力在某些地区又相对紧张、匮乏,这势必会引起能源供求矛盾的进一步激化。因此,节约能源就是现如今我们必须要做的事情,而且一定要做到能源的充分利用及可再生。
节能方面存在的问题
1、公众对节能的认识问题。对于一个舒适性的空调系统或者采暖系统,应当使人体有非常好的舒适性。目前普遍存在的一种观点是:空调越冷越好,暖气越热越好,空调冷的越快越好,暖气热的越快越好。事实上,这样不仅大大增加了空调采暖的能耗,由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。对于夏季炎热地区、夏热冬冷地区以及工艺要求夏季供冷的场合,则由于同样单位前提下制冷比制热耗能和费钱更多,且近年来旅游宾馆、大商场、办公及商用建筑越来越多,加上家庭用空调的剧增,使空调能耗激增,夏季空调耗电已日渐成为能耗大户,空调节能已日渐成为刻不容缓的大事。要提高宣传力度,改变公众对于传统的空调及采暖的理解,大力宣传和提倡按节能建筑标准和冷热量计量装置收费,提高民众节能意识。
2、设计的理念问题。合理的设计是节能的前提。目前一些设计人员重视不够,设计时盲目套用经验值,造成初投资的增大,运行能耗惊人,建议政府职能部门及有关的节能审查机构,加大对暖通空调节能的监察力度,增强设计人员的节能意识,使节能工作真正落到实处。 我国制定过一些空调节能标准,但尚未全面推行。我们曾对一些空调建筑作过调查,发现不少工程空调设备选型过大,选用台数过多,有的甚至超出需要一倍以上。对某城市采用全年空调的商场进行的调查表明,普遍存在冬季热量过大问题。这就造成了建设资金和能量的大量浪费。这种现象的发生,原因较多较复杂,但无论如何,对于能耗指标缺乏有效的控制应该是一个重要原因。建议尽快制定有关政策,从设计、设备、运行维护、审批监管各方面来控制能耗。设计能耗指标的制定政策性、技术性强,牵涉面广,是一项细致而复杂的系统工程。指标制定中,除考虑建筑设计所决定的建筑负荷以外,还应考虑到空调设备,包括冷水机组、泵、风机及耗电的末端装置的总能耗上限值。此外要有专门机构对大中型工程的设计方案进行审查,在满足使用功能的前提下,力争能耗不超标。只有这样,才能根除建筑交付使用后长期大马拉小车、浪费能源的现象。
由于空调建筑大都功能复杂、内外装修要求较高,如果单纯采用控制围护结构平均传热系数的方法,将在应用上受到诸多限制。建议研究适合于我国具体情况的直接能耗控制指标,例如年负荷系数(PAL)、空调耗能系数(CEC)等。
3、新技术的推广问题。新技术在暖通空调系统中的应用,为节能提供了一个新的方向。同任何新技术一样,这些新技术在造价上往往偏高,使用的地域条件有一定的限制,从技术上讲还存在着许多需要改进提高的地方。对于新的节能技术,应当因地制宜,总结经验,积极推广。
二、应采取的节能设计措施
1、从设计入手,合理选择、设计暖通空调系统,使其在高效、经济的状况下运行。设计是工程的龙头,系统设计的优劣直接影响其使用性能。当前普遍存在的一个现象就是设计工期短,设计任务量大,许多设计人员为了节省时间,错误的利用设计手册中提供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷作为单位建筑面积冷、热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据,往往使总负荷偏大,导致空调采暖设备选型偏大,初投资提高,运行费用增加,能量消耗增加。
2、采用新型节能舒适健康的空调及采暖方式。影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,对于不同热湿参数组合的环境其空调系统的能耗也是不相同的。对于采暖用户加装流量计已是议论得很多的话题,国外有很多成功的经验和节能效果可资借鉴。目前,随着采用风机盘管的空调/制冷系统开始进入新建的宿舍楼以及集中供冷的出现,应当同时考虑用户用冷的计量问题。与采暖管路同样,要解决好冷水管网的平衡问题,必要时考虑加装平衡阀等。这些工作进行得越早越好。否则,若干年后,我们面临的是一大批工程的节能改造问题。这意味着部分建设费用的重复使用和浪费以及已使用年限内部分能源的空耗。
3、结合实际情况,合理选择空调冷热源,力求实现冷热源的多元化。随着暖通空调系统的广泛应用,对不可再生能源的消耗也大幅度上升,对生态环境的破坏也日趋加剧。如何合理的选择冷热源,已经引起了广泛关注。为此,国家对于新型的冷热源出台了一系列的补贴措施,希望选择冷热源能够多元化、合理化。应大力鼓励节能设备的开发和推广应用,目前应尽快推广带电机变频装置的风机和水泵,配合VAV和VWV空调系统使用。在气候较干燥地区及夏季昼夜温差较大地区,应尽快研究推行蒸发冷却和夜间自然通风等自然能降温方式的使用及进行有关设备的研制、开发、推广。
4、加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化。提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件的、经济状况、工程的实际情况、排风中的有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。
5、着力开发可再生能源,积极推广新能源。由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出,必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前紧张局面。地热(冷)源和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定的优势,清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源,是既可供暖又可供冷的新型中央空调系统。
三、结语
暖通空调系统节能在整个建筑节能中占有很重要的位置,设计人员应当从设计的高角度出发全面考虑,严格遵守节能规范,将节能的思想贯穿于建筑领域的各个方面。节能技术的开发及可再生能源的循环利用,应当得到政府等有关部门的支持,并大力推广。并且设计、施工、监理、质监、市政管路等部门应密切配合,抓紧实施按冷、热计量装置收费,是老百姓真正从节能建筑中得到实惠,节能建筑和非节能建筑不能实行同样的采暖收费标准。同时要提高公众的节能意识,大力开发推广新的节能技术,实现社会的可持续发展。
参考文献
[1]《居住建筑节能设计标准》DBJ14-037-2006