提高空調(diào)房間設定溫度的節(jié)電效果分析

1、提高空調(diào)房間設定溫度的節(jié)電效果分析摘要：面對當前嚴峻的節(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)能措施的機理和節(jié)能效果的影響因素，同時以北京市為例分析了這種措施能夠帶來的節(jié)電效果和社會效益，并進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)是導致電力尖峰的最關(guān)鍵的用電設備。因為空調(diào)具有季節(jié)性、間歇性、隨機性的特點，導致了電力消費曲線的時序性波動，形成電力尖峰負荷。而近年來，隨著人民生活水平的提高，我國的空調(diào)市場需求飛速增長，每年新增的空調(diào)裝機容量接近甚至超過了同時期新建電廠的裝機容量。以北京為例，1991年每百戶城鎮(zhèn)家庭的空調(diào)器擁有量

2、僅為0.1臺，2000年增長到69.6臺，到2002年進一步激增到106.5臺。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)達城市中占夏季電力高峰期負荷的40流右，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。而因為我國建筑物的節(jié)能性能差、空調(diào)的運行效率低、大部分居民尚未形成良好的節(jié)能習慣等原因，我國的空調(diào)節(jié)能潛在力非常大。據(jù)分析，到2020年全面實現(xiàn)小康社會時，我國空調(diào)高峰負荷節(jié)電空間約9000萬kW才目當于5個三峽電站的滿負荷容量，是規(guī)劃中2020年的全國核電總裝機容量的23倍，相應可減少電力建設投資4000億元以上。采用合理的方式來節(jié)約空調(diào)的能耗，對國家來說可以節(jié)

3、約資源、保護環(huán)境，并且可以避免不必要的電力建設投資；對用戶來說則可以減少空調(diào)運行費用的開支。所以，空調(diào)節(jié)能是一件利國利民的好事。也是因為空調(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，并且呼吁社會公眾通過適當提高空調(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。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)能效果和其他社會效益？這項措施會影響室內(nèi)環(huán)境的舒適性嗎？除了這項措施，還有其他的空調(diào)節(jié)能途徑？本文針對這些問題進行了分析。二、提高空調(diào)房間設定溫度的節(jié)能效果分析1.合

4、理提高空調(diào)房間設定溫度來實現(xiàn)節(jié)能效果的機理從理論上講，空調(diào)的耗能量取決于兩個方面的因素：一是空調(diào)負荷，即在一定的氣候條件下，在一定的建筑物內(nèi)為了實現(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)負荷的房間的熱量來源主要包括：室外環(huán)境通過圍護結(jié)構(gòu)向房間的傳熱量（包括通過玻璃的輻射得熱量）；由于房間的新風要求而導致的新風得熱量；室內(nèi)的人員、照明和其它用能設備的發(fā)熱量?？梢钥闯?，合理的將空調(diào)房間的設定溫度提高，將主要可以從以下幾方面做起，已達到節(jié)能效果： 降低室內(nèi)外傳熱溫差，從而可以降低因圍護結(jié)構(gòu)傳熱形成的空調(diào)負荷（但是對輻射形成的空調(diào)負荷影

5、響很?。?降低室內(nèi)外傳熱溫差，從而可以降低新風要求（大部分公用建筑對新風的要求比較高，新風負荷在這些建筑中約占總空調(diào)負荷的30%-40%但是實際運行中大部分建筑存在新風量不足的問題）形成的空調(diào)負荷； 在外溫低于房間溫度時，結(jié)合合理通風措施，可以有效降低空調(diào)運行時問（小時數(shù)）； 可以提高中央空調(diào)系統(tǒng)的送風溫差，從而在一定程度上降低風機、水泵等輸配系統(tǒng)的電耗。2 .提高空調(diào)房間設定溫度帶來節(jié)能效果的不確定性分析基于上述分析，合理提高空調(diào)房間溫度這項措施在不同的情況下會帶來不同的節(jié)能效果：氣候條件這項措施的一個關(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，即使對于同一個地區(qū)

6、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)、不同的時間這項措施的節(jié)能效果不同。建筑類型及場合因為不同功能的建筑類型中空調(diào)負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，在不同的建筑中對新風量有不同的要求。所以在不同的場合這種措施的節(jié)能效果不同。例如，對于大型商場建筑，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、設備是導致空調(diào)負荷上升的主要原因，比重一般可以達到60%Z上。如果原來空調(diào)系統(tǒng)中的新風量本來就不足，在這種情況下即使提高室內(nèi)的溫度不但不會帶來明顯的空調(diào)節(jié)能效果，并且還會降低室內(nèi)環(huán)境的舒適性。生活習慣能夠根據(jù)室外溫度情況合理結(jié)合通風措施等居民生活

7、習慣也會對這種措施的節(jié)能效果帶來影響。3 .合理提高空調(diào)房間設定溫度的節(jié)能效果和社會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角度來具體分析這項措施能夠帶來的節(jié)能效果。（1）北京是市空調(diào)耗電情況現(xiàn)狀1）空調(diào)裝機容量目前，北京市民用建筑面積約2.03億褶，城鎮(zhèn)居民每百戶空調(diào)器擁有量超過110臺，農(nóng)村居民每百戶空調(diào)器擁有量將近40臺，空調(diào)裝機容量約為350400萬kW.北京市公用建筑中大型建筑（大于2萬itf,一般采用中央空調(diào)系統(tǒng)）約2000萬%中小型（小于2萬褶，大多采用空調(diào)器）約1.4億褶。公用建筑的空調(diào)裝機容量約為208萬kW一方面考

8、慮到并非全部空調(diào)都同時運行，尤其是在工作時間段很多家用空調(diào)器處于停止狀態(tài)，并且因為系統(tǒng)設計師的保險系數(shù)取得比較大，導致一些商業(yè)樓的部分制冷機組很少啟動；而另一方面也考慮到氣候非常炎熱的時間（78月）有人的房間內(nèi)絕大部分空調(diào)會同時運行，總體看，盛夏天氣北京市總的空調(diào)電負荷在400萬kW以上，約占北京市最大供電負荷的40%-50流右。2）空調(diào)用電量對于公用建筑，按照單機平均每天使用10h,夏季空調(diào)運行90天來計算，北京市夏季的公用建筑空調(diào)耗電量月19億kW-h,約占全市總用電量的5.5%對于民用建筑，按照平均每戶每天使用2.55h、夏季空調(diào)運行90天來計算1曳,北京市民用建筑夏季空調(diào)用電量為6.7

9、13.5億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)房間設定溫度帶來的節(jié)電效果和社會效益分析目前，大部分空調(diào)建筑的設定溫度為2426C,而一些公用建筑中空調(diào)溫度控制的更低，甚至代于22C,不但浪費能源，同時舒適性很差，并且是導致“空調(diào)病”發(fā)生的主要原因。所以，合理的提高對空調(diào)房間的設定溫度，一方面可以降低對電力高峰負荷的需求，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)房間設定溫度（2426C）進一步提高到26

10、28C。北京市盛夏的空調(diào)峰值電力負荷可以削減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的同時可以節(jié)約2030億元以上的電力建設投資.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。能夠為用戶節(jié)約1.82.7億元的空調(diào)運行費（3）提高空調(diào)房間設定溫度后對室內(nèi)環(huán)境的舒適性影響從舒適性角度講，除了色彩、燈光、吹風感等因素外，室內(nèi)環(huán)境的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。當房間設定溫度提高后，對適度的要求會進一步提高（如果房間設定溫度提高到26c以上，濕度最好保持在40%-60犯下）。所以，在相對濕度不太

11、高的情況下采用這種措施不會對房間舒適性帶來太大的影響。但是，在濕度比較大時，如果房間溫度太高，會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)房間的設定溫度僅是實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的一種方式，其他節(jié)能的途徑還很多，包括對先進空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和應用、居民合理的消費模式和生活習慣以及良好的政策環(huán)境等。1 .推廣先進的空調(diào)節(jié)能技術(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)調(diào)查結(jié)果表明，因為運行管理不合理，目前很多大型公用建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效率非常低，風機、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)房間設定溫度來實現(xiàn)節(jié)電的同時，更應該通過空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)

12、（如變風量VAV變水量VWV變頻VRV?）和優(yōu)化運行管理來實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能。中央空調(diào)系統(tǒng)新風處理及余熱回收技術(shù)新風負荷一般占建筑總負荷的約30%40%所以，控制和正確使用新風量是空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。除了嚴格控制新風量的大小之外，還要合理利用新風。分析結(jié)果表明，在北京市，新風量如果能夠從最小新風量到全新風變化，在春秋季可以節(jié)約近60%勺能耗。全年累計變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量少20%止匕外，對空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收應Ig給予高度重視。尤其是預防SAS，很多公用建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)都采用了全新風方式，大幅度提高了空調(diào)負荷。所以，更應該通過全熱式換熱器將空調(diào)房間排風與新風進行

13、熱、濕交換，充分利用空調(diào)房間排風的降溫除濕的潛力。獨立除濕空調(diào)技術(shù)空調(diào)所耗的冷量中，40%-50%!用來除濕。并且，冷凍水供水溫度提高1C,制冷機效率可提高3%右。采用獨立除濕方式，不但原來承擔除濕功能的電耗可以有其他形式的能量來實現(xiàn)，并且因為所需的空調(diào)供水溫度也可以大幅度提高，從而可降低30%-50%勺制冷機耗電量。因此，這項技術(shù)被稱為是空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的一場“革命”。目前我國已開發(fā)成功溶液式獨立除濕方式的關(guān)鍵技術(shù)，居世界領(lǐng)先水平?？梢砸缘蜏責嵩礊閯恿Ω咝С凉?，具體可使用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的熱水作為動力，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)動液體除

14、濕。變頻空調(diào)技術(shù)變頻空調(diào)是根據(jù)房間空調(diào)負荷的變化對制冷機流量(VRV進行調(diào)節(jié)來實現(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)能效比可達到44.5o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感，并且房間的舒適性溫度可以提高到28C,此外還可以降低對冷源的溫度要求。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模式和生活習慣(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夏季空調(diào)供冷量的要求，又可以有效降低對冬季采暖量的要求。

15、 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備。不但可以節(jié)約這些設備自身的能耗，同時因為各種家用電器在工作時都會向房間里排熱從而提高空調(diào)負荷，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)能的生活習慣在室外溫度比較低時(尤其在夜間)注意房間的通風；白天注意采用窗戶的遮陽措施；空調(diào)運行時盡量關(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)啟動時盡量不要開最高檔，同時設定的溫度不要太低，這樣雖然房間降溫的速度會慢一些，但是對削減高峰期電力負荷非常重要。3.提供有利于空調(diào)節(jié)能的政策環(huán)境一方面應該通過強制性的措施控制資源浪費型的建筑物、家用電器、辦公設備的市場準入，另一方面應該通過基于市場的經(jīng)濟激勵機制和節(jié)能宣傳活動，來激勵高效節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、推廣和應用，幫助社會公眾樹立節(jié)能意識，鼓勵居民購買使用節(jié)能產(chǎn)品，從而實現(xiàn)建立資源節(jié)約型社會的目標。止匕外，針對空調(diào)的特點，應該進一步推廣“分時電價”，鼓勵蓄冷空調(diào)的大規(guī)模應用，推動電力的“削峰添谷”。并且，應該鼓勵非電力驅(qū)動的空調(diào)方式。例如，燃氣型熱電冷聯(lián)供方式，不但在夏季增加了電力供應能力，而且降低了夏季空調(diào)用電需求，此外對很多地區(qū)來說也提高了天