關(guān)于暖通空調(diào)建筑節(jié)能技術(shù)的探討

張德明

【摘 要】隨著人們生活水平的不斷提高，空調(diào)在建筑中已經(jīng)很普遍，但相應(yīng)的能耗也在逐漸增加。近年來，中國的GDP增長率在10%左右，但能源增長率只有3%-4%，這一趨勢使得人們不得不重視能源消耗。此外，建筑能耗（終端能耗）占能源消費總量的19.8%，其中85%是供熱能耗，取暖和節(jié)能成為建筑節(jié)能的關(guān)鍵。可持續(xù)發(fā)展要求世界各國不僅要強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展，還要強調(diào)生態(tài)保護和合理利用資源。綠色建筑已成為當(dāng)前建筑業(yè)和其他工業(yè)部門的目標(biāo)。暖通空調(diào)是能源和建筑環(huán)境中最緊密結(jié)合的領(lǐng)域，在建筑節(jié)能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在建筑節(jié)能方面，暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑節(jié)能的重要組成部分，起著關(guān)鍵作用。暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)運用對于降低能源的消耗、推動經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。本文以暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)為主要闡述的內(nèi)容，以此展示出現(xiàn)代技術(shù)對人們生活的影響。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；暖通空調(diào)；節(jié)能；措施

一、建筑電氣暖通空調(diào)節(jié)能的意義

面對世界上越來越多的人口數(shù)，能源需求也在增加。然而，地球已經(jīng)出現(xiàn)了能源短缺的危機，節(jié)能問題開始引起了人們的廣泛關(guān)注。隨著人均建筑面積的不斷增加和暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛使用，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增加。然而，空調(diào)在很多方面都具有人民生活的必要性，越來越多的人離不開空調(diào)。在寒冷的冬天，人們需要空調(diào)來緩解天氣帶來的巨大寒冷；在炎熱的夏天，空調(diào)為人們帶來清涼的夏日；許多珍貴的東西需要通過空調(diào)保持恒溫?？偠灾?，暖通空調(diào)在現(xiàn)代生活中扮演著越來越重要的角色。因此，研究暖通空調(diào)節(jié)能建筑解決能源危機問題具有十分重要的意義。

二、暖通空調(diào)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、低溫地板輻射冷暖系統(tǒng)、蓄冷空調(diào)系統(tǒng)都是節(jié)能和環(huán)保的有效手段。

（一）地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種利用可再生能源、高效節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)。在冬季，自然資源如土壤、地下水和地表水的能量被吸收到建筑物中；在夏季，熱量被釋放到自然條件下以降低建筑物內(nèi)的熱量。地源熱泵系統(tǒng)在自然資源方面可分為土源熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)和地表水熱泵系統(tǒng)。

（二）太陽能空調(diào)系統(tǒng)

太陽能空調(diào)的所有制冷和制熱功能主要來自太陽能。它的降溫主要是利用太陽輻射而產(chǎn)生工作能量。推動太陽能空調(diào)的使用不僅可以節(jié)約電煤資源，而且對環(huán)境保護做出重要貢獻。太陽能空調(diào)的使用既沒有使用電動空調(diào)造成的城市熱島效應(yīng)，也沒有使用氟利昂等有害物質(zhì)造成的大氣破壞。因此，合理使用太陽能空調(diào)可以實現(xiàn)綠色節(jié)能的效果。目前，中國太陽能空調(diào)的主要類型有：太陽能熱力制冷空調(diào)、太陽能熱泵和太陽能液體干燥劑空調(diào)。太陽能制冷空調(diào)主要包括：太陽能蒸汽壓縮制冷空調(diào)、太陽能吸收式制冷空調(diào)、太陽能噴射式制冷空調(diào)。

（三）低溫地板輻射采暖系統(tǒng)

低溫地板輻射采暖是直接在地板上埋設(shè)熱水管加熱地板，然后通過地面輻射熱來加熱室內(nèi)空氣的一種采暖方式。這種加熱方式的輻射體表面溫度不高于45℃，加熱介質(zhì)常用熱水，其散輻射體一般嵌入建筑構(gòu)件的加熱管中，如墻壁、天花板或地板等，其中大部分采用地面輻射加熱方式。

（四）蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)儲存介質(zhì)主要是冰和水。冰冷空調(diào)是指當(dāng)夜間電價較低時，開啟一些制冷機組制冰，并儲存總能量。當(dāng)白天用電高峰期電價較高時，通過融化冰提供的低溫水來釋放儲存的能量。這樣可以有效滿足高峰時段的空調(diào)負(fù)荷，電力成本進一步減少。冰蓄冷是在20世紀(jì)70年代和80年代開發(fā)的一種新的冷藏技術(shù)。它的儲存密度為335KJ/kg，占用空間只有儲水量的25%-30%，可以提供較低溫度的空調(diào)供水，有助于增加供水和回水的溫差，減少泵容量和管道尺寸。因此，儲冰應(yīng)用更廣泛。然而，冷藏單元在進行冷藏時處于制冰狀態(tài)，其效率低，并且冷藏和冷藏釋放必須使用非冷凍液體循環(huán)，技術(shù)較為復(fù)雜，投資和運行成本高于蓄水冷庫。此外，還有利用變溫相變材料（如共晶鹽）作為蓄冷介質(zhì)的，但因技術(shù)尚待完善且成本高，仍在開發(fā)研究之中。

三、暖通空調(diào)節(jié)能的途徑

（一）精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)

暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計直接影響系統(tǒng)的性能。例如，系統(tǒng)通常根據(jù)最大負(fù)載設(shè)計，而實際操作基本上是在部分負(fù)載下運行。如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能滿足部分負(fù)荷運行的要求，那么暖通系統(tǒng)的能耗是非常大的。另一個例子是新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量，以最大限度地縮短主機的開啟時間?？梢哉f，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。

（二）改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能

對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

（三）降低空調(diào)系統(tǒng)能耗

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。采用舒適性評價指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病，而且可以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能，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。

（四）應(yīng)用自動化技術(shù)

作為辦公大樓和住宅的耗能大戶，HVAC系統(tǒng)直接影響整個建筑的能源消耗。因此，暖通空調(diào)的發(fā)展受到了很多關(guān)注。在日益嚴(yán)峻的能源危機中，節(jié)能已成為降低能耗和緩解危機的最佳途徑。暖通空調(diào)公司應(yīng)繼續(xù)采用先進技術(shù)，提高空調(diào)能效等級，開發(fā)替代能源和開發(fā)可再生能源，并開發(fā)新型制冷劑。不可否認(rèn)，技術(shù)改造需要耗費大量的人力、物力和財力，但成本相比成功之后節(jié)約的資源來說并不算什么。目前，所有空調(diào)公司也都在努力為節(jié)能環(huán)保做貢獻，同時積極致力于節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，大力推行“空調(diào)節(jié)能環(huán)保”的理念，實施“全程低碳化、力推節(jié)能產(chǎn)品”是打造企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識，企業(yè)應(yīng)該在產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)中實現(xiàn)全程低碳化，要以創(chuàng)新制勝武器在擴大市場份額的爭奪戰(zhàn)中拔得頭籌。

（五）合理選擇冷熱源系統(tǒng)

熱源的種類有熱電站，熱泵，直燃型溴化鉀吸收式冷熱水機組，區(qū)域鍋爐房，小型鍋爐房等。其中以熱電聯(lián)產(chǎn)的能量利用率最高，其次地源熱泵（尤其是土壤型）也在優(yōu)先考慮范圍，可以節(jié)能30%左右；而直燃型溴化鉀吸收式機組供熱效率相當(dāng)于燃油或燃?xì)忮仩t；對于鍋爐房來說，大型鍋爐房明顯優(yōu)于小型鍋爐，而且還能減少S02粉塵等污染物的排放，有利于環(huán)保。目前在國內(nèi)常用空調(diào)冷源有兩大類―以電能作動力的壓縮式制冷機和以熱能為動力的吸收式制冷機。一般來講大型建筑物的冷源宜選用能耗比較低的大型機組。另外采用空調(diào)蓄冷系統(tǒng)可以有效地做到合理用電，緩解電力負(fù)荷的峰谷差現(xiàn)象，以谷補峰，減少電力及空調(diào)制冷裝機容量，起到明顯節(jié)約運行費用的作用。

四、結(jié)語

在全國倡導(dǎo)節(jié)能技術(shù)改造的環(huán)境下，作為與能源息息相關(guān)的暖通行業(yè)需要深思。如何最大程度的實現(xiàn)節(jié)能改造，新的發(fā)展契機已經(jīng)到來，暖通制冷行業(yè)還需緊緊抓住，才能大有作為。

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