關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題的探討

趙 楠

（唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院，河北 唐山 063000）

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。這部分能耗中包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的能耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的能耗及輸送設(shè)備(風(fēng)機(jī)和水泵)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:第一,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。第二,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)崮堋U熱、淺層土壤蓄熱等。第三,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 當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面面臨的問題

2.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工管理?

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)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,加之工程設(shè)計(jì)周期普遍較短,設(shè)計(jì)收費(fèi)與設(shè)計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不掛鉤,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%。

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(duì)口專業(yè),甚至一部分人員根本未經(jīng)過任何培訓(xùn),對(duì)本專業(yè)理論知識(shí)似懂非懂,常憑經(jīng)驗(yàn),采用慣用方案或甲方指定的方案,由此在設(shè)計(jì)或施工中遇到的一些涉及方案性調(diào)整問題不能進(jìn)行及時(shí)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(yùn)行、管理留下隱患,在實(shí)際工作中,由此造成的經(jīng)濟(jì)損失也是相當(dāng)嚴(yán)重的。

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

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是“條條大道通羅馬”,近年來,隨著對(duì)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)。面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)方案,由于考慮問題的角度不同,各方面的評(píng)價(jià)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(jì)方案評(píng)價(jià)方法,設(shè)計(jì)人員往往霧里看花,無所適從,如何在眾多的設(shè)計(jì)方案中找到最合適的節(jié)能方案,是困擾暖通空凋沒計(jì)人員的重要課題。另一方面,不科學(xué)的評(píng)價(jià)方法則會(huì)起到誤導(dǎo)的作用,造成嚴(yán)重?fù)p失。

2.3 暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理

除設(shè)計(jì)施工外,運(yùn)行管理也起著重要的作用。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(duì)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(shí),不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。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。

3 解決暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效途徑與方法

3.1 精心設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)

使其在高效經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行。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?？梢哉f空調(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 改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少冷熱損失

對(duì)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。所以在國家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

3.3 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

3.4 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(gè)室內(nèi)的空氣加熱,通過空氣實(shí)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(shí)通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式,增加輻射熱(如低溫地板輻射采暖),此時(shí)所需要的空氣溫度顯著下降,一般可達(dá)到12～14℃,而傳統(tǒng)方式一般在18～20℃,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。

3.5 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)

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(shì)下發(fā)展起來的,它利用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。

3.6 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(duì)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。

3.7 強(qiáng)化系統(tǒng)的運(yùn)行管理并提高系統(tǒng)控制水平

對(duì)暖通空調(diào)專業(yè)的操作人員進(jìn)行培訓(xùn),提高管理人員的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)技能,使其具備必須的暖通空調(diào)基本理論常識(shí),實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度,對(duì)沒有達(dá)到考核要求的,應(yīng)重新培訓(xùn),考核合格后才能上崗,同時(shí)提高管理人員的素質(zhì),增強(qiáng)其責(zé)任心,這樣管理人員才有能力根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),達(dá)到設(shè)計(jì)要求的節(jié)能效果。

結(jié)語

我們應(yīng)當(dāng)積極開發(fā)新能源,積極推動(dòng)太陽能、地?zé)崮?、原子能等新能源在建筑中的?yīng)用。這些能源的開發(fā)利用日益引起世界各國的重視,它將是解決世界能源危機(jī)的根本措施。我國已有這方面的研究應(yīng)用,如地源熱泵系統(tǒng)、太陽能一水源熱泵系統(tǒng)及太陽能一空氣能熱泵系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)高效節(jié)能、無污染,不失為一種有效利用自然能的好途徑。

節(jié)能對(duì)于我國現(xiàn)代化建設(shè)來說,具有更重大的意義。目前,全國各地電力十分緊張,但所需能量也在迅速增長(zhǎng)。因此,在空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和熱設(shè)備的保溫性能;空調(diào)系統(tǒng)方案要節(jié)約能源,充分回收能量,并盡可能利用天然能源,同時(shí)采取自控節(jié)能等措施。

[1]王丹,包小東.置換通風(fēng)中送風(fēng)口的位置對(duì)地面速度場(chǎng)分布的影響[J].黑龍江水專學(xué)報(bào),2005,32(3):l8—19.