探討暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題及解決方案

1、探討暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題及解決方案    摘要:隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(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,而暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗中占有重要比重。本文就暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題進行了探討。 關(guān)鍵詞:暖通空調(diào)；概述；存在問題；解決方案 前言 近年來,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高，空調(diào)技術(shù)已在許多公用、住宅等建筑中廣泛應(yīng)用，在給人們的生產(chǎn)生活帶來方便的同時也使建筑物的總能耗逐年增長，令日益嚴峻的人居環(huán)境和能源問題雪上加霜。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗在我國能源總消費中所占的比例已經(jīng)達到276

2、,而建筑能耗又尤其以建筑空調(diào)能耗較大，在我國一般賓館、寫字樓空調(diào)能耗約占建筑總能耗的3040,大中型商場空調(diào)能耗則高達50。有的空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑總能耗的6o或更多。因此,暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是非常必要的。 1暖通空調(diào)概述 11暖通空調(diào)的目的 暖通空調(diào)的目的是為人們提供舒適的室內(nèi)熱環(huán)境。主要包括：室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度以及人體與周圍環(huán)境之間的輻射換熱等。在一般的舒適性空調(diào)中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足人們的舒適感覺為目的：在恒溫、恒濕或有潔凈要求的工藝性空調(diào)中，一切以滿足生產(chǎn)工藝為目標。 12暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要特點 暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的幾個特點表現(xiàn)在： （1）系統(tǒng)的設(shè)計、選型、運行

3、管理不合理，降低能量使用效率； （2）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、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等； （3）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，有效利用能量等等。 13暖通空調(diào)的影響因素 （1）規(guī)劃、設(shè)計對暖通空調(diào)的影響 建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計就是分析構(gòu)成氣候的決定因素：輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響，通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進行充分利用、改造,形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)

4、從建筑物選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑物體型、間距、冬季季風主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等多方面進行研究。建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境，有利于節(jié)能，充分重視和利用太陽能冬季主導(dǎo)風向、地形和地貌，利用自然因素為原則。 （2）圍護結(jié)構(gòu)對暖通空調(diào)的影響 圍護結(jié)構(gòu)包括外圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)。外圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶等；內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是很大的。以北京地區(qū)某4個單元6層的磚墻、混凝土樓板的多層建筑為例：在北京地區(qū)，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77（其中外墻25，窗戶2

5、4，樓梯間隔墻ll，屋面9，陽臺門下部3，戶門3，地面2)，通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占23。由此可見，建筑物的熱損失中由于圍護結(jié)構(gòu)引起的熱損失占有很大的比重，改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能對于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。 2暖通空調(diào)節(jié)能存在的問題及解決方案 21存在問題 （1）設(shè)計及施工管理方面存在的問題 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)劣對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能有著重要的影響。然而在實際設(shè)計過程中，往往由于得不到設(shè)計人員的足夠重視。造成建筑系統(tǒng)不僅初投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準。甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗的60。另外，目前建筑設(shè)計、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

6、一部分人員非本專業(yè)院校畢業(yè)或非對口專業(yè)，甚至一部分人員根本未經(jīng)過任何培訓(xùn)，對本專業(yè)理論知識似懂非懂，常憑經(jīng)驗行事，采用慣用方案或甲方指定方案進行設(shè)計、施工管理，由此在設(shè)計或施工中遇到的一些涉及方案性調(diào)整問題不能進行及時正確的處理和解決，給系統(tǒng)的運行、管理留下隱患，最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無法挽回的后果。 （2）運行管理中的節(jié)能問題 除設(shè)計施工外，運行管理對建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能也起著重要的作用。在實際中有些單位認為設(shè)計施工達標完成就可以了，因此不注意對暖通空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識、不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。一年四季只有開機、關(guān)機和冬、夏季轉(zhuǎn)換操作，

7、顯然系統(tǒng)達不到相應(yīng)的節(jié)能效果。 （3）對暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計缺乏評價 近年來，隨著對節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，建筑內(nèi)部有關(guān)節(jié)能的新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，眾多的設(shè)計方案，由于各自考慮問題的角度不同，各方面的評價結(jié)果也往往不相同，甚至大相徑庭，即每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點。由于行業(yè)內(nèi)部缺乏一個科學的、統(tǒng)一的、客觀的設(shè)計方案評價方法，因此往往造成設(shè)計人員往往無所適從，如何在眾多的設(shè)計方案中找到最合適的節(jié)能方案，成為困擾暖通空調(diào)設(shè)計人員的重要難題；另一方面，不正確、不科學的評價方法往往會起到誤導(dǎo)的作用，造成嚴重的經(jīng)濟損失。 （4）公眾對空調(diào)系統(tǒng)作用的理解觀念問題 對于舒適性空調(diào)系統(tǒng)，從本專業(yè)的角

8、度來講就是使人體有好的熱舒適性。而現(xiàn)實中很多人認為空調(diào)在夏季是越冷、冬季越熱則是效果越好。這顯然與舒適性空調(diào)的出發(fā)點相違背。事實上，這樣不僅大大增大了空調(diào)系統(tǒng)的能耗，同時由于室內(nèi)外溫差的增大，也使人體對不同環(huán)境的適應(yīng)性下降，降低人體免疫力。 22解決方案 （1）精心設(shè)計 暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如暖通空調(diào)系統(tǒng)往往都是按最大負荷設(shè)計的，而實際運行基本上是在部分負荷下運行，如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能滿足部分負荷運行的要求，那系統(tǒng)的能耗是很大的。設(shè)計部門和設(shè)計人員在設(shè)計過程中要精心設(shè)計，采用最佳的設(shè)計方案，確保系統(tǒng)在高效、經(jīng)濟的狀況

9、下運行。 （2）改善圍護結(jié)構(gòu)性能 對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過圍護結(jié)構(gòu)造成的熱損失在整個空調(diào)系統(tǒng)能耗中占有很大比重，而圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定圍護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過圍護結(jié)構(gòu)消耗的能耗所占空調(diào)負荷的大小。因此，提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中是十分必要的。 （3）增強運行管理意識、水平 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。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，如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控

10、不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。 （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，把整個室內(nèi)的空氣加熱，通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱，此時所需要的空氣溫度降顯著下降，顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。 （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) 隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，空調(diào)對不可再生能源的消耗將大幅度上升，同時對生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。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)就是在這種形勢下發(fā)展起來的，它利源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結(jié)束語 由于暖