提高空調(diào)房間設(shè)定溫度的節(jié)電效果分析.

1、提高空調(diào)房間設(shè)定溫度的節(jié)電效果分析摘要：面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的節(jié)電形式，提出了“合理提高空調(diào)房間溫度來節(jié)約空 調(diào)用電”的倡議。本文分析了這種節(jié)能措施的機(jī)理和節(jié)能效果的影響因素，同時(shí)以北京市為例分析了這種措施能夠帶來的節(jié)電效果和社會(huì)效益，并進(jìn)一步提出 了其他空調(diào)節(jié)能的途徑。關(guān)鍵詞 ：空調(diào) 節(jié)能 空調(diào)房間溫度一、前言 空調(diào)是導(dǎo)致電力尖峰的最關(guān)鍵的用電設(shè)備。因?yàn)榭照{(diào)具有季節(jié)性、間歇 性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，導(dǎo)致了電力消費(fèi)曲線的時(shí)序性波動(dòng)，形成電力尖峰負(fù)荷。 而近年來，隨著人民生活水平的提高，我國的空調(diào)市場(chǎng)需求飛速增長(zhǎng)，每年新 增的空調(diào)裝機(jī)容量接近甚至超過了同時(shí)期新建電廠的裝機(jī)容量。以北京為例， 1991年每百戶城

2、鎮(zhèn)家庭的空調(diào)器擁有量?jī)H為 0.1 臺(tái)， 2000 年增長(zhǎng)到 69.6 臺(tái)， 到 2002 年進(jìn)一步激增到 106.5 臺(tái)。隨著空調(diào)器的大量使用，目前空調(diào)耗電已經(jīng) 在很多發(fā)達(dá)城市中占夏季電力高峰期負(fù)荷的 40%左右，這也是 2003 年全國 2/3 的省份出現(xiàn)“拉閘限電”問題的主要原因之一。而因?yàn)槲覈ㄖ锏墓?jié)能性能 差、空調(diào)的運(yùn)行效率低、大部分居民尚未形成良好的節(jié)能習(xí)慣等原因，我國的 空調(diào)節(jié)能潛在力非常大。據(jù)分析，到 2020 年全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)時(shí)，我國空調(diào)高 峰負(fù)荷節(jié)電空間約9000萬kW相當(dāng)于5個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷容量，是規(guī)劃中 2020年的全國核電總裝機(jī)容量的23倍，相應(yīng)可減少電力建設(shè)投資

3、 4000億元 以上。采用合理的方式來節(jié)約空調(diào)的能耗，對(duì)國家來說可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán) 境，并且可以避免不必要的電力建設(shè)投資；對(duì)用戶來說則可以減少空調(diào)運(yùn)行費(fèi) 用的開支。所以，空調(diào)節(jié)能是一件利國利民的好事。也是因?yàn)榭照{(diào)節(jié)能的重要性和迫切性，我國政府節(jié)能主管部門特地將“全 國節(jié)能宣傳周”活動(dòng)由原來的 11月份從 2004年開始改在每年的 6月份舉行， 并且呼吁社會(huì)公眾通過適當(dāng)提高空調(diào)房間溫度來節(jié)約高峰期的空調(diào)用電。此 外，很多民間組織也發(fā)起了類似的活動(dòng)。那么，通過提高空調(diào)房間溫度為什么 能夠帶來節(jié)電效果？究竟能帶來多大的節(jié)能效果和其他社會(huì)效益？這項(xiàng)措施會(huì) 影響室內(nèi)環(huán)境的舒適性嗎？除了這項(xiàng)措施，還有其

4、他的空調(diào)節(jié)能途徑？本文針 對(duì)這些問題進(jìn)行了分析。二、提高空調(diào)房間設(shè)定溫度的節(jié)能效果分析 1合理提高空調(diào)房間設(shè)定溫度來實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的機(jī)理 從理論上講，空調(diào)的耗能量取決于兩個(gè)方面的因素：一是空調(diào)負(fù)荷，即在 一定的氣候條件下，在一定的建筑物內(nèi)為了實(shí)現(xiàn)所要求的房間舒適性環(huán)境需要 的單位面積空調(diào)供冷量；二是中央空調(diào)系統(tǒng)或者房間空調(diào)器的能源效率水平。 而形成空調(diào)負(fù)荷的房間的熱量來源主要包括：室外環(huán)境通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向房間 的傳熱量（包括通過玻璃的輻射得熱量）；由于房間的新風(fēng)要求而導(dǎo)致的新 風(fēng)得熱量；室內(nèi)的人員、照明和其它用能設(shè)備的發(fā)熱量?？梢钥闯觯侠淼膶⒖照{(diào)房間的設(shè)定溫度提高，將主要可以從以下幾方面 做起，

5、已達(dá)到節(jié)能效果：降低室內(nèi)外傳熱溫差，從而可以降低因圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷（但是對(duì)輻射形成的空調(diào)負(fù)荷影響很?。?；降低室內(nèi)外傳熱溫差，從而可以降低新風(fēng)要求（大部分公用建筑對(duì)新風(fēng) 的要求比較高，新風(fēng)負(fù)荷在這些建筑中約占總空調(diào)負(fù)荷的 30%-40%但是實(shí)際 運(yùn)行中大部分建筑存在新風(fēng)量不足的問題）形成的空調(diào)負(fù)荷；在外溫低于房間溫度時(shí)，結(jié)合合理通風(fēng)措施，可以有效降低空調(diào)運(yùn)行時(shí) 間（小時(shí)數(shù)）；可以提高中央空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫差，從而在一定程度上降低風(fēng)機(jī)、水泵 等輸配系統(tǒng)的電耗。2提高空調(diào)房間設(shè)定溫度帶來節(jié)能效果的不確定性分析 基于上述分析，合理提高空調(diào)房間溫度這項(xiàng)措施在不同的情況下會(huì)帶來不 同的節(jié)能效果：氣

6、候條件 這項(xiàng)措施的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)能途徑是降低了室內(nèi)外的傳熱溫差，但 是不同地域的氣候條件大相徑庭，即使對(duì)于同一個(gè)地區(qū)在夏季（甚至一天中） 的氣候條件也截然不同，所以在不同的地區(qū)、不同的時(shí)間這項(xiàng)措施的節(jié)能效果 不同。建筑類型及場(chǎng)合 因?yàn)椴煌δ艿慕ㄖ愋椭锌照{(diào)負(fù)荷形成的來源是不同 的，并且為滿足衛(wèi)生和舒適性的要求，在不同的建筑中對(duì)新風(fēng)量有不同的要 求。所以在不同的場(chǎng)合這種措施的節(jié)能效果不同。例如，對(duì)于大型商場(chǎng)建筑， 一方面建筑物內(nèi)主要為空調(diào)內(nèi)區(qū)，并且人員非常密集，所以人員、燈光、設(shè)備 是導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷上升的主要原因，比重一般可以達(dá)到 60%以上。如果原來空調(diào) 系統(tǒng)中的新風(fēng)量本來就不足，在這種情況下即使

7、提高室內(nèi)的溫度不但不會(huì)帶來 明顯的空調(diào)節(jié)能效果，并且還會(huì)降低室內(nèi)環(huán)境的舒適性。生活習(xí)慣 能夠根據(jù)室外溫度情況合理結(jié)合通風(fēng)措施等居民生活習(xí)慣也會(huì) 對(duì)這種措施的節(jié)能效果帶來影響。3合理提高空調(diào)房間設(shè)定溫度的節(jié)能效果和社會(huì)效益的分析 在不同情況下通過提高空調(diào)房間溫度帶來的節(jié)能效果也不同。以北京為 例，從公用建筑和民用建筑兩個(gè)角度來具體分析這項(xiàng)措施能夠帶來的節(jié)能效 果。（ 1）北京是市空調(diào)耗電情況現(xiàn)狀1）空調(diào)裝機(jī)容量目前，北京市民用建筑面積約 2.03億卅，城鎮(zhèn)居民每百戶空調(diào)器擁有量超 過 110 臺(tái)，農(nóng)村居民每百戶空調(diào)器擁有量將近 40 臺(tái)，空調(diào)裝機(jī)容量約為 350400 萬 kW.北京市公用建筑中

8、大型建筑（大于 2萬卅，一般采用中央空調(diào)系統(tǒng)）約 2000萬川，中小型（小于2萬川，大多采用空調(diào)器）約1.4億川。公用建筑的 空調(diào)裝機(jī)容量約為 208 萬 kW。一方面考慮到并非全部空調(diào)都同時(shí)運(yùn)行，尤其是在工作時(shí)間段很多家用空 調(diào)器處于停止?fàn)顟B(tài)，并且因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)師的保險(xiǎn)系數(shù)取得比較大，導(dǎo)致一些商 業(yè)樓的部分制冷機(jī)組很少啟動(dòng)；而另一方面也考慮到氣候非常炎熱的時(shí)間（ 7- 8月）有人的房間內(nèi)絕大部分空調(diào)會(huì)同時(shí)運(yùn)行，總體看，盛夏天氣北京市總的 空調(diào)電負(fù)荷在400萬kW以上，約占北京市最大供電負(fù)荷的 40%-50%左右。2）空調(diào)用電量對(duì)于公用建筑，按照單機(jī)平均每天使用 10h,夏季空調(diào)運(yùn)行90天來計(jì)算

9、， 北京市夏季的公用建筑空調(diào)耗電量月19億kWh,約占全市總用電量的5.5%對(duì)于民用建筑，按照平均每戶每天使用 2.55h、夏季空調(diào)運(yùn)行90天來計(jì) 算11，北京市民用建筑夏季空調(diào)用電量為 6.713.5億kW- h,均為全市總用 電量的2%4%所以，總體來看，北京市夏季空調(diào)耗電量月 2533億kW- h,約為全市總 用電量的7%10%（2）合理提高空調(diào)房間設(shè)定溫度帶來的節(jié)電效果和社會(huì)效益分析目前，大部分空調(diào)建筑的設(shè)定溫度為 2426C，而一些公用建筑中空調(diào)溫 度控制的更低，甚至代于22E，不但浪費(fèi)能源，同時(shí)舒適性很差，并且是導(dǎo)致 “空調(diào)病”發(fā)生的主要原因。所以，合理的提高對(duì)空調(diào)房間的設(shè)定溫度，

10、一方 面可以降低對(duì)電力高峰負(fù)荷的需求，另一方面可以節(jié)約用電量需求，此外還可 以避免由于空調(diào)溫度過低帶來的不舒適性及“空調(diào)病”等問題。初步分析的結(jié)果表明，如果將目前的空調(diào)房間設(shè)定溫度（2426 E）進(jìn)一步提高到2628C。 北京市盛夏的空調(diào)峰值電力負(fù)荷可以削減10%15%削減5075萬kW以上的電力高峰期容量需求，在緩解電力緊張局勢(shì)的同時(shí)可 以節(jié)約2030億元以上的電力建設(shè)投資.北京市夏季空調(diào)器可以節(jié)約 46億 kW- h以上的空調(diào)耗電量。 能夠?yàn)橛脩艄?jié)約1.82.7億元的空調(diào)運(yùn)行費(fèi) 用。（3）提高空調(diào)房間設(shè)定溫度后對(duì)室內(nèi)環(huán)境的舒適性影響從舒適性角度講，除了色彩、燈光、吹風(fēng)感等因素外，室內(nèi)環(huán)境的

11、舒適性 主要取決于溫度及濕度，并且人體感覺的溫度是房間內(nèi)空氣溫度及房間壁面溫 度形成的綜合溫度。當(dāng)房間設(shè)定溫度提高后，對(duì)適度的要求會(huì)進(jìn)一步提高（如 果房間設(shè)定溫度提高到26r以上，濕度最好保持在40%60%以下）。所以，在 相對(duì)濕度不太高的情況下采用這種措施不會(huì)對(duì)房間舒適性帶來太大的影響。但 是，在濕度比較大時(shí)，如果房間溫度太高，會(huì)帶來一定程度的不舒適感。三、空調(diào)節(jié)能的其他途徑合理提高空調(diào)房間的設(shè)定溫度僅是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的一種方式，其他節(jié)能的 途徑還很多，包括對(duì)先進(jìn)空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用、居民合理的消費(fèi)模式和 生活習(xí)慣以及良好的政策環(huán)境等。1 推廣先進(jìn)的空調(diào)節(jié)能技術(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能控制技

12、術(shù)調(diào)查結(jié)果表明，因?yàn)檫\(yùn)行管理不合理，目前很多大型公用建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率非常低，風(fēng)機(jī)、水泵電 耗占空調(diào)總電耗的比重一般為 30%50%存在很大的節(jié)能潛力。所以在通過提 高空調(diào)房間設(shè)定溫度來實(shí)現(xiàn)節(jié)電的同時(shí)，更應(yīng)該通過空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù) （如變風(fēng)量VAV變水量VWV變頻VRV等）和優(yōu)化運(yùn)行管理來實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能。中央空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理及余熱回收技術(shù)新風(fēng)負(fù)荷一般占建筑總負(fù)荷的約30%40%所以，控制和正確使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。 除了嚴(yán)格控制新風(fēng)量的大小之外，還要合理利用新風(fēng)。分析結(jié)果表明，在北京 市，新風(fēng)量如果能夠從最小新風(fēng)量到全新風(fēng)變化，在春秋季可以節(jié)約近60%勺能耗。全

13、年累計(jì)變新風(fēng)量所需的供冷量比固定的最小新風(fēng)量所需的供冷量少20%。此外，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收應(yīng)該給予高度重視。尤其是預(yù)防SAS ,很多公用建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)都采用了全新風(fēng)方式，大幅度提高了空調(diào)負(fù)荷。所 以，更應(yīng)該通過全熱式換熱器將空調(diào)房間排風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行熱、濕交換，充分利 用空調(diào)房間排風(fēng)的降溫除濕的潛力。獨(dú)立除濕空調(diào)技術(shù) 空調(diào)所耗的冷量中，40%- 50%是用來除濕。并且，冷 凍水供水溫度提高C,制冷機(jī)效率可提高3%左右。采用獨(dú)立除濕方式，不但 原來承擔(dān)除濕功能的電耗可以有其他形式的能量來實(shí)現(xiàn)，并且因?yàn)樗璧目照{(diào) 供水溫度也可以大幅度提高，從而可降低 30%-50%的制冷機(jī)耗電量。因此，這 項(xiàng)技

14、術(shù)被稱為是空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的一場(chǎng)“革命”。目前我國已開發(fā)成功溶液式獨(dú) 立除濕方式的關(guān)鍵技術(shù)，居世界領(lǐng)先水平?？梢砸缘蜏?zé)嵩礊閯?dòng)力高效除濕， 具體可使用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的熱水作為動(dòng)力，使北方地區(qū)大量的集中供熱系 統(tǒng)夏季得以利用。還可以使用熱泵技術(shù)，冷則用于降溫，熱則用于驅(qū)動(dòng)液體除 濕。變頻空調(diào)技術(shù) 變頻空調(diào)是根據(jù)房間空調(diào)負(fù)荷的變化對(duì)制冷機(jī)流量(VRV進(jìn)行調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的重要技術(shù)。目前，我國房間空調(diào)器的季節(jié)能 效比(SEER為2.53左右，而性能較好的變頻空調(diào)器和戶式空調(diào)的季節(jié)能效 比可達(dá)到 4-4.5。冷輻射空調(diào)技術(shù) 通過冷輻射壁面向房間供冷，一方面可以避免吹風(fēng)感， 并且房間的舒適性溫度可以提高

15、到 28C ，此外還可以降低對(duì)冷源的溫度要 求。所以，既節(jié)約能源、又可以提高房間的舒適性。2居民形成合理的消費(fèi)模式和生活習(xí)慣( 1 )購買節(jié)能型產(chǎn)品購買節(jié)能型的建筑(如購買節(jié)能窗、節(jié)能墻體、節(jié)能屋頂、保溫隔熱建 筑)，這樣既可以有效的降低對(duì)夏季空調(diào)供冷量的要求，又可以有效降低對(duì)冬 季采暖量的要求。購買節(jié)能型的空調(diào)購買節(jié)能型的其它家用電器和辦公設(shè)備。不但可以節(jié)約這些設(shè)備自身的 能耗，同時(shí)因?yàn)楦鞣N家用電器在工作時(shí)都會(huì)向房間里排熱從而提高空調(diào)負(fù)荷， 所以還可以降低夏季空調(diào)的耗電量，從而起到雙重的節(jié)能效果。(2)形成節(jié)能的生活習(xí)慣 在室外溫度比較低時(shí)(尤其在夜間)注意房間的通風(fēng)；白天注意采用窗戶 的遮

16、陽措施；空調(diào)運(yùn)行時(shí)盡量關(guān)閉門窗；盡量避免在用電高峰期使用不必要的 家用電器。空調(diào)啟動(dòng)時(shí)盡量不要開最高檔，同時(shí)設(shè)定的溫度不要太低，這樣雖然房間 降溫的速度會(huì)慢一些，但是對(duì)削減高峰期電力負(fù)荷非常重要。3提供有利于空調(diào)節(jié)能的政策環(huán)境 一方面應(yīng)該通過強(qiáng)制性的措施控制資源浪費(fèi)型的建筑物、家用電器、辦公 設(shè)備的市場(chǎng)準(zhǔn)入，另一方面應(yīng)該通過基于市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制和節(jié)能宣傳活 動(dòng)，來激勵(lì)高效節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、推廣和應(yīng)用，幫助社會(huì)公眾樹立節(jié)能意識(shí)， 鼓勵(lì)居民購買使用節(jié)能產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)建立資源節(jié)約型社會(huì)的目標(biāo)。此外，針對(duì)空調(diào)的特點(diǎn)，應(yīng)該進(jìn)一步推廣“分時(shí)電價(jià)”，鼓勵(lì)蓄冷空調(diào)的 大規(guī)模應(yīng)用，推動(dòng)電力的“削峰添谷”。并且，應(yīng)該鼓勵(lì)非電力驅(qū)動(dòng)的空調(diào)方 式。例如，燃?xì)庑蜔犭娎渎?lián)供方式，不但在夏季增加了電力供應(yīng)能力，而且降低了夏季空調(diào)用電需求，此外對(duì)很多地區(qū)來說也提高了天然氣基礎(chǔ)設(shè)施在夏季 的利用效